Значение слоя половинного ослабления для некоторых материалов

На практике для расчета дозы гамма-излучения (нейтронов) за преградой толщиной h используют зависимость

Д = Д₀/2^h/d . (2.11)

Толщина защитного экрана h, при заданной краткости ослабления К, может быть рассчитана через слой половинного ослабления d_1/2 по формуле

h = d_1/2lnK/0,693. (2.12)

При решении вопросов защиты следует учитывать разницу в механизмах взаимодействия гамма-излучения и нейтронов со средой, что предопределяет выбор защитных материалов. Гамма-излучение сильнее ослабляется тяжелыми материалами, имеющими высокую плотность (свинец, сталь, бетон). Поток нейтронов лучше ослабляется легкими материалами, содержащими ядра легких элементов, например, водород (вода, полиэтилен).

В связи с тем, что пробеги альфа-частиц, испускаемых радиоактивными веществами, очень малы, нет необходимости в специальной защите от внешнего облучения альфа-частицами, так как для этого достаточно находиться на расстоянии 9-10 см от радиоактивного препарата, т.е. защита обеспечивается безопасным расстоянием. Длина пробега альфа-частиц может быть вычислена по формуле (2.1).

Для защиты от альфа-излучения достаточно листа бумаги. Одежда, обувь обеспечивают защиту от альфа-излучения.

Для защиты от внешнего излучения бета-частицами, работы с радиоактивными бета-источниками проводят за специальными экранами или с использованием специальных защитных шкафов. При этом толщина защитных экранов должна быть больше максимального пробега бета-частиц. В качестве защитных материалов используют алюминий, обычное или органическое стекло.

Толщина слоя вещества, в котором происходит полное поглощение бета-частиц, соответствует максимальной длине пробега – длине пробега частиц, имеющих наибольшую энергию в данном спектре, и толщина поглощаемого экрана может быть определена по формуле (2.3).

Следует помнить об особой радиочувствительности глазного хрусталика. Так как толщина слоя роговицы, прикрывающего хрусталик, всего 0,3 г/см³, для защиты глаз от бета-излучения применяют очки из обычного или органического стекла.

Защита путем ограничения времени облучения. Доза, воздействующая на организм, равна произведению мощности дозы Р на время t действия излучений:

Д = Р×t. (2.13)

Чтобы облучение оставалось в пределах допустимой дозы Д_д, допустимое время t_д не должно превышать величины

t_д = Д_д/Р. (2.14)

Соблюдение этого условия позволяет надежно защитить организм от поражения. Для определения времени t_д необходимо знать мощность дозы; она может быть измерена дозиметрами и рентгенметрами.

Защита расстоянием. Мощность дозы Р, создаваемая точечным источником с активностью А на некотором расстоянии R от источника, обратно пропорциональна квадрату расстояния:

P = i×A/R² , (2.15)

где i – коэффициент пропорциональности или ионизационная гамма-постоянная.

Ионизационная гамма-постоянная радионуклида численно равна мощности дозы, которую создает образованный этим радионуклидом точечный источник активностью 1 мКл на расстоянии в 1 см.

В соответствии с уравнением (2.15), если увеличить расстояние между источником и объектом облучения в два раза, воздействующая на него мощность дозы уменьшится в четыре раза. Во столько же раз уменьшится при том же времени облучения и получаемая объектом доза:

Д = (P×t)/R². (2.16)

Применение индивидуальных средств защиты. При работе с открытыми радиоактивными веществами, а также на местности, загрязненной радиоактивными веществами, применяются индивидуальные средства защиты: противогазы, респираторы, специальная одежда, защитные перчатки. Кроме того, при работе с открытыми радиоактивными веществами используются вытяжные шкафы и закрытые камеры с защитными перчатками. Эти средства применяются для того, чтобы предохранить организм от попадания в него радиоактивных веществ.

Защита применением химических средств. Современная медицина для противолучевой защиты широко применяет химические соединения. Химический метод защиты от радиации основан на том, что химические вещества «вмешиваются» в ту последовательность реакций, которая развертывается в облученном организме, прерывают эти реакции либо ослабляют их. Поэтому чем глубже мы знаем все механизмы радиационного поражения, тем легче можно найти и подобрать средства, способные противостоять этому механизму.

В настоящее время для противолучевой защиты применяются радиопротекторы, которые вводятся в организм за 20–30 минут до облучения. Такая защита применяется при кратковременном воздействии больших доз ионизирующих излучений (от 1 Гр. и выше), а также при лучевой терапии опухолей и не применяются при хроническом облучении малыми дозами.