Значения допустимого уровня активности отдельных радионуклидов

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №10

тема

«ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ»

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При работе с радиоактивными препаратами руководствуются действующими санитарными правилами по работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений и нормами радиационной безопасности [1, 2]. Радиоактивные препараты используют учреждения, располагающие необходимыми условиями для правильной и безопасной работы с ними и имеющие разрешение органов санитарного надзора и внутренних дел. По окончании работы с радиоактивными препаратами образуются радиоактивные отходы, подлежащие сбору, удалению и обезвреживанию. Для уменьшения их отрицательного воздействия на человека и окружающую среду руководствуются нормативными документами, действующими в данной области.

При оценке опасности, возникающей при работе с жидкими радиоактивными отходами, используют следующие определения.

Нуклид – вид атомов с определенным числом протонов и нейтронов в ядре.

Радиоактивность – свойство некоторых нуклидов испускать излучение при спонтанном превращении их ядер в ядра других нуклидов или при изменении энергетического состояния ядра.

Радионуклид – радиоактивный нуклид.

Изотопом называется нуклид с одинаковым числом протонов, но отличающийся числом нейтронов в ядре. Радиоизотопы – радиоактивные изотопы.

Активность нуклида – отношение числа спонтанных ядерных превращений нуклида, происходящих в данном препарате или образце за интервал времени, к этому интервалу времени.

В соответствии с Международной системой единиц измерения (СИ) активность нуклида в радиоактивном источнике выражают в с^-1. В настоящее время допускается применение единицы кюри (Ки) и производных от нее – милликюри и микрокюри (мКи, мкКи). Активность радиоактивного источника равна 1 Ки, если в нем происходит 3,7 · 10¹⁰ распадов (радиоактивных превращений) в секунду.

Активность радионуклида с течением времени уменьшается по экспоненциальному закону. Время, в течение которого активность радионуклида уменьшается в 2 раза по сравнению с первоначальной величиной, называется периодом полураспада.

С периодом полураспада связана постоянная радиоактивного распада

(1)

где λ – постоянная радиоактивного распада; T _1/2 – период полураспада (справочная величина).

Удельная активность радионуклида – это отношение активности радионуклида в образце или препарате к массе образца (препарата) или к массе элемента (соединения).

Объемная активность радионуклида (радиоактивная концентрация) – отношение активности радионуклида в препарате (образце) к объему препарата (образца).

Удельную активность и объемную активность, как и полную активность, указывают на определенную дату (время), так как распад радионуклида происходит непрерывно.

Минимально значимая активность (МЗА) – наименьшая активность открытого источника на рабочем месте, при которой еще не требуется разрешение специальных органов на использование этого источника (табл. 1).

Значения допустимого уровня активности отдельных радионуклидов

Радионуклид	Период полураспада	Допустимая концентрация радионуклида в воде, Ки/л	МЗА, мкКи
Тритий-3	12,35 года	4 · 10^-6	100
Натрий-22	2,6 года	3 · 10^-8	10
Натрий-24	15 ч	2,8 · 10^-8	10
Фосфор-32	14,29 сут	1,9 · 10^-8	10
Фосфор-33	25,4 сут	1,4 · 10^-7	100
Сера-35	87,44 сут	6,3 · 10^-8	10
Калий-42	12,36 ч	2 · 10^-8	10
Хром-51	27,7 сут	1,5 · 10^-6	10
Железо-55	2,7 года	7,9 · 10^-7	100
Железо-59	44,5 сут	5,3 · 10^-8	10
Кобальт-57	270,9 сут	3,8 · 10^-7	10
Кобальт-58	70,8 сут	9 · 10^-8	10
Кобальт-60	5,27 года	3,5 · 10^-8	10
Селен-75	119,8 сут	2,8 · 10^-7	10
Бром-82	35,3 ч	3,8 · 10^-8	10
Стронций-85	64,84 сут	9,5 · 10^-8	10
Стронций-87м	2,8 ч	1,8 · 10^-6	100
Стронций-90	29,12 года	4 · 10^-10	1
Технеций-99м	6,02 ч	2,8 · 10^-6	100
Индий-111	2,83 сут	2,4 · 10^-7	100
Индий-113м	99,4 мин	1,2 · 10^-8	100
Олово-113	115 сут	8,1 · 10^-8	10
Йод-123	13 ч	8,6 · 10^-8	100
Йод-125	60 сут	1,1 · 10^-9	1
Йод-126	13 сут	9 · 10^-10	1
Йод-131	8 сут	1 · 10^-9	1
Йод-132	2,3 ч	2,8 · 10^-8	10
Йод-133	20,8 ч	3,7 · 10^-9	10
Цезий-137	30 лет	1,5 · 10^-8	10
Барий-131	11,8 сут	1,8 · 10^-7	10

Продолжение

Радионуклид	Период полураспада	Допустимая концентрация радионуклида в воде, Ки/л	МЗА, мкКи
Барий-133	10,74 года	1 · 10^-7	10
Барий-140	12,74 сут	2,5 · 10^-8	10
Иттербий-169	32 сут	2,3 · 10^-7	10
Золото-198	2,7 сут	4,6 · 10^-8	10
Золото-199	3,1 сут	1.6 · 10^-7	10
Ртуть-197	64 ч	3 · 10^-7	100
Ртуть-203	46,6 сут	1,8 · 10^-8	10
Таллий-201	3 сут	1,8 · 10^-7	100
Таллий-202	12 сут	7 · 10^-8	10
Таллий-204	3,8 года	6,1 · 10^-8	10

К радиоактивным отходам относятся растворы, изделия, материалы, биологические объекты, содержащие радиоактивные вещества в количествах, превышающих значения, установленные действующими нормами и правилами, не подлежащие дальнейшему использованию на данном или каком-либо другом производстве и в экспериментальных исследованиях. К радиоактивным отходам относятся также отработавшие радионуклидные источники, не подлежащие дальнейшему использованию.

Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. К жидким радиоактивным отходам относятся растворы неорганических веществ, пульпы фильтроматериалов, органические жидкости (масла, растворители и др.).

2. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ

Жидкие отходы считаются радиоактивными, если содержание в них отдельных радионуклидов или их смесей превышает допустимые концентрации ДК _A, установленные для воды (см. табл. 1).

По удельной (объемной) активности жидкие радиоактивные отходы подразделяют на: слаборадиоактивные – ниже 1 · 10^-5 Ки/л; среднерадиоактивные – от 1 · 10^-5 до 1 Ки/л; высокоактивные – 1 Ки/л и выше.

Активность радиоактивных отходов, Ки, мКи, мкКи, можно определить как произведение удельной (объемной) активности на объем или массу отходов:

A ₀= A_VV, (2)

где A_V – объемная активность, Ки/л; V – объем отходов, л.

Радионуклиды как потенциальные источники внутреннего облучения подразделяют в убывающем порядке по степени радиационной опасности на четыре группы:

группа А – радионуклиды с МЗА 0,1 мкКи;

группа Б – радионуклиды с МЗА 1 мкКи;

группа В – радионуклиды с МЗА 10 мкКи;

группа Г – радионуклиды с МЗА 100 мкКи.

Время, за которое активность радионуклида понизилась с какого-либо начального значения A ₀ до конечного А_t,

(3)

где λ – постоянная радиоактивного распада; A ₀ – активность радионуклида в начальный момент времени, Ки; А_t – активность радионуклида спустя время t после начального момента, Ки.

Жидкие отходы, содержащие короткоживущие нуклиды с периодом полураспада менее 15 сут, выдерживают в специальном помещении в течение времени, обеспечивающего снижение удельной активности до значений допустимой концентрации ДК _A, установленной для воды, а долгоживущие нуклиды сдают на захоронение.

После такой выдержки жидкие отходы удаляют в хозяйственно-бытовую канализацию.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

3.1. Выбрать вариант (табл. 2).

3.2. Ознакомиться с методикой.

3.3. Определить категорию отходов по удельной (объемной) активности.

3.4. Определить группу радиационной опасности и МЗА.

3.5. Сопоставить активность каждого радионуклида с МЗА.

3.6. Классифицировать отходы по периоду полураспада.

3.7. Определить время, в течение которого необходимо выдерживать радиоактивные отходы для снижения удельной (объемной) активности до требуемого значения.

3.8. Определить активность радионуклидов, подлежащих сбору и захоронению.

3.9. Подписать отчет и сдать преподавателю.

2. Варианты заданий

к практическим занятиям по теме «Оценка опасности жидких радиоактивных отходов».

Вариант определяют по первой букве фамилии и последней цифре учебного шифра. Для студентов, чьи фамилии начинаются с букв А...З, – варианты 1...10; И...П – 11...20; Р...Я – 21...30.

Вариант

Радионуклид

Объем отходов,л

Объемная активность, Ки/л

Тритий-3

1 · 10^-4

Фосфор-32

0,5

Натрий-24

0,9

Железо-59

Индий-111

0,5

0,8

Цезий-137

1,5

Калий-42

1,8

Бром-82

0,8

Йод-131

1,2

2 · 10^-4

Стронций-90

0,7

Фосфор-33

0,1

Натрий-24

1,3

Сера-35

0,8

Калий-42

0,8

0,9

Хром-51

0,5

1,1

Кобальт-57

0,1

0,5

Стронций-87м

0,4

1,2

Технеций-99м

0,5

0,01

Индий-111

0,7

0,02

Цезий-137

0,2

0,8

Калий-42

0,3

1 · 10^-4

Хром-51

0,9

Сера-35

0,9

Натрий-24

0,6

0,05

Бром-82

1 · 10^-5

Йод-131

0,6

0,5

Йод-132

0,6

Золото-198

0,1

0,2

Ртуть-197

0,7

1,2

Иттербий-169

0,1

0,01

Стронций-85

0,2

0,1

Йод-126

1 · 10^-5

Барий-131

0,4

Золото-198

0,3

1,2

Таллий-204

0,8

0,2

Ртуть-197

0,5

1 · 10^-4

Железо-55

1,1

0,2

Таллий-202

0,7

0,5

Золото-199

0,1

0,7

Натрий-22

0,3

0,1

Продолжение

Вариант	Радионуклид	Объем отходов, л	Объемная активность, Ки/л
09	Железо-59	0,3	0,8
	Калий-42	0,5	1,0
	Бром-82	1	0,1
	Ртуть-197	0,1	0,2
	Селен-75	0,05	1,5
10	Таллий-201	0,2	0,1
	Барий-140	0,1	1
	Цезий-137	0,06	0,2
	Золото-198	0,1	0,1
	Натрий-22	0,6	1,1
11	Натрий-22	0,05	1
	Фосфор-32	0,1	0,2
	Калий-42	0,8	0,01
	Бром-82	0,5	0,1
	Стронций-87м	0,4	0,8
12	Индий-111	0,1	1,2
	Технеций-99м	0,5	0,8
	Йод-131	0,4	1,4
	Стронций-90	0,06	0,6
	Кобальт-60	0,2	0,8
13	Золото-199	0,25	0,6
	Барий-140	0,3	0,5
	Йод-133	1,2	1,5
	Ртуть-203	0,7	2,5
	Кобальт-58	1	0,7
14	Железо-59	0,7	1 · 10^-5
	Хром-51	1,1	0,5
	Натрий-24	1	0,05
	Йод-133	0,5	1,6
	Барий-140	1,4	0,5
15	Натрий-24	1	1 · 10^-4
	Калий-42	0,5	0,45
	Железо-59	0,3	1,1
	Бром-82	0,7	0,25
	Стронций-90	0,1	0,1
16	Стронций-85	0,15	1,2
	Индий-111	1,2	1 · 10^-5
	Барий-140	0,24	0,5
	Золото-198	0,7	2
	Таллий-24	0,1	0,7
17	Йод-131	1,5	0,8
	Золото-199	0,1	1,2
	Таллий-201	0,2	2
	Тритий-3	1,1	1
	Натрий-22	0,1	1,1

Продолжение

Вариант	Радионуклид	Объем отходов, л	Объемная активность, Ки/л
18	Кобальт-57	1,6	0,45
	Селен-75	0,1	0,67
	Йод-123	0,4	0,58
	Барий-140	1	0,55
	Таллий-201	0,2	0,15
19	Фосфор-33	0,25	1,4
	Железо-55	0,45	1,3
	Стронций-87м	0,15	0,6
	Йод-132	0,35	0,8
	Ртуть-197	0,65	1 · 10^-3
20	Таллий-204	1	0,05
	Ртуть-203	0,1	0,01
	Йод-133	0,05	1
	Барий-131	0,2	0,02
	Фосфор-32	0,5	1 · 10^-4
21	Олово-113	0,9	1
	Йод-133	0,5	0,9
	Цезий-137	0,01	2
	Золото-199	0,02	1
	Калий-42	0,1	2,5
22	Натрий-22	0,6	0,7
	Кобальт-57	0,4	0,5
	Бром-82	0,5	1
	Йод-126	0,5	0,5
	Таллий-201	0,3	1,2
23	Железо-59	0,5	0,8
	Фосфор-32	1,5	1
	Тритий-3	2	0,05
	Натрий-24	1	0,8
	Индий-111	1	0,5
24	Йод-131	0,6	1,0
	Иттербий-169	0,05	0,1
	Йод-132	0,4	0,7
	Золото-198	0,01	0,5
	Ртуть-197	0,05	1,2
25	Цезий-137	0,02	1
	Кобальт-57	0,5	0,2
	Стронций-87м	0,1	0,1
	Технеций-99м	0,01	1,5
	Индий-111	0,5	1,9
26	Калий-42	0,5	1
	Хром-51	0,05	2
	Золото-198	0,1	0,5
	Натрий-24	1	1
	Сера-35	0,01	1,5

Продолжение

Вариант	Радионуклид	Объем отходов, л	Объемная активность, Ки/л
27	Натрий-22	0,1	0,2
	Ртуть-197	0,05	0,01
	Золото-199	0,2	1
	Железо-55	0,5	1,2
	Таллий-202	0,01	0,5
28	Таллий-201	0,2	1
	Натрий-22	0,5	0,05
	Барий-140	0,5	1
	Цезий-137	0,1	0,2
	Золото-198	0,01	1,7
29	Калий-42	0,01	1 · 10^-4
	Натрий-22	0,05	1,5
	Стронций-87м	0,5	0,5
	Фосфор-32	0,2	0,7
	Бром-82	0,6	1,5
30	Стронций-90	0,02	1,4
	Калий-42	0,5	0,6
	Бром-82	0,7	0,8
	Натрий-24	0,05	1,1
	Железо-59	0,4	0,8

ЛИТЕРАТУРА

1. Нормы радиационной безопасности. НРБ – 99.

2. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений. ОСП – 72/87.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Экономическое развитие Великобритании в XIX-начале XX веков

Экономическое развитие Германии в XIX – начале XX века

Либерализм и консерватизм в политике Александра I

Требования к складским помещениям и хранению пищевых продуктов

Ассортимент полуфабрикатов из птицы и их кулинарное использование

Культура Древней Руси 9-12 вв. Значение принятия Русью православия в формировании культуры и ментальности русского народа

Самый сильный аргумент, почему эволюция человека не могла быть