Аэрозолями называются любые взвешенные частицы, находящиеся в воздухе. В зависимости от агрегатного состояния различают аэрозоли с твердой дисперсной фазой (пыль различных веществ, дым) и аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (туманы или аэрозоли конденсации)7
Естественными носителями радиоактивности атмосферного воздуха являются эманации (радон, торон и актинон) и их дочерние продукты (радиоактивные изотопы полония, висмута, свинца и таллия), которые могут осесть на взвешенных в воздухе частицах, тогда как твердые продукты распада эманации в результате объемной конденсации сами могут образовать аэрозоли различной дисперсности. Концентрация радона в воздухе составляет около кюри/л, торона — около кюри/л, а концентрация их продуктов распада составляет в среднем кюри/л.
Радиоактивные аэрозоли образуются в процессах производства и обработки радиоактивных материалов (дробление, механическая обработка, выпаривание, кипячение и т. п.), при взрывах атомных и водородных бомб, при взаимодействии космических лучей с атмосферной пылью.
|
|
Методы измерения активности и очистки газообразных радиоактивных отходов следует рассматривать совместно с методами измерения и очистки от радиоактивных аэрозолей, так как они имеют много общего. Так, газообразный с периодом полураспада 3,9 мин переходит в аэрозоль с периодом полураспада 30 лет, газообразный (Т = 33 сек) — в аэрозоль (Т - 28 лет); газообразный (Т — 16 сек) — в аэрозоль (Г = 13 дней) и т. д.
Радиоактивные изотопы иода могут находиться частично в аэрозольной, частично в парообразной фазе.
Свойства аэрозолей зависят от размера частиц. По дисперсности аэрозоли делятся на три группы:
1) крупнодисперсные (неустойчивые) — частицы диаметром 10 мкм и более; частицы быстро оседают, поэтому могут находиться в воздухе непродолжительное время;
2) средней дисперсности (относительно устойчивые) — частицы диаметром от 1 до 10 мкм; частицы медленно оседают в неподвижном воздухе, поэтому могут находиться во взвешенном состоянии различное время в зависимости от размера частиц и их концентрации;
3) мелкодисперсные (устойчивые) — частицы диаметром менее 1 мкм. Эти частицы движутся подобно молекулам воздуха, т. е. подчиняются законам броуновского движения.
Наибольшую опасность для здоровья человека представляют такие аэрозоли, которые поступают вместе с вдыхаемым воздухом в легкие и задерживаются ими. Установлено, что аэрозоли средней дисперсности диаметром от 0,1 до 5 мкм наиболее опасны: они не задерживаются верхними дыхательными путями, как частицы размером более 5 мкм, и не удаляются из легких вместе с выдыхаемым воздухом, как частицы менее 0,1 мкм.
|
|
Из сравнения среднегодовых допустимых концентраций одних и тех же радиоактивных веществ, находящихся в воздухе и в воде, видно, что значения СДК радиоактивных веществ в воздухе на несколько порядков меньше, чем СДК вводе. Это объясняется тем, что через легкие ежесуточно проходит большой объем воздуха и радиоактивные аэрозоли задерживаются в легких, а затем из легких поступают в другие органы человека. Вследствие этого дозиметрический контроль за загрязнениями атмосферного воздуха радиоактивными аэрозолями и газами имеет очень большое значение.
Основные трудности количественного измерения радиоактивных аэрозолей заключаются в том, что приходится измерять очень малые концентрации активности, обусловленные малой СДК аэрозолей. Такие активности аэрозолей нельзя определить с помощью какого-либо датчика. Поэтому для определения СДК аэрозолей требуются большие объемы воздуха для обогащения отбираемой пробы и чувствительная радиометрическая аппаратура. Кроме того, необходимо учитывать, что аэрозоли сильно отличаются друг от друга по дисперсности и своим физико-химическим свойствам.
Концентрирование аэрозолей из большого объема воздуха производится либо на малой поверхности мембранных фильтров или мишени электрофильтра, либо в малом объеме жидкостных фильтров.
Измерив объем воздуха V (литры), пропущенный через тот или иной фильтр, и определив радиометрическим методом абсолютную активность аэрозолей С (кюри], можно установить концентрацию аэрозолей в воздухе Q (кюри 1л) по формуле
При определении концентрации радиоактивных аэрозолей методом осаждения необходимо внести поправки на распад короткоживущих изотопов за время прокачивания воздуха через фильтр и за время, прошедшее после окончания осаждения до момента измерения активности фильтра.
Для уранового производства.
Расчет ОА по лепестку:
=2
Уровень загрязненности поверхности N прибором «СПАР».
N – уровень загрязненности поверхности, ,
- измеряется прибором скорость счета: ,
- скорость счета фона:
К – коэффициент прибора:
S – площадь датчика,
В заключение необходимо указать на основные недостатки мембранных (волокнистых) фильтров.
Сложность определения эффективности фильтра, которая за
висит от дисперсности аэрозолей.
Трудность определения абсолютной активности фильтра вследствие сложности учета поправки на самопоглощение α - и β - частиц в слое фильтра.