Приложение 5 (информационное). Основные методы и средства измерения, используемые для проведения ИДК внутреннего облучения персонала на плутониевых производствах

Приложение 5
(информационное)

Основные методы и средства измерения, используемые для проведения ИДК внутреннего облучения персонала на плутониевых производствах

Измерение активности плутония в моче, в кале (в ране):

а) Альфа-радиометрия пробы в слое твердого сцинтиллятора после радиохимического выделения.

Для реализации данного метода широко используются радиометры "Прогресс-БИО" (в подразделениях ЛДВО ФГБУЗ ЦГиЭ ФМБА России), а также другие альфа-радиометры:

Рис. П5-1 - Радиометр "Прогресс-БИО"

В таблице П5-1 приведены характеристики данного метода измерения, важные с точки зрения организации ИДК внутреннего облучения персонала. Рассмотрены два способа измерения уровня выведения плутония с мочой: измерение одной суточной пробы при естественном выведении (Pu в моче, 1 проба) и измерение трех суточных проб, собранных сразу после введения хелатоагента (например, CaNa ₃-DTPA или пентацин), ускоряющего выведение плутония с мочой (Pu в моче + DTPA, 3 пробы).

Таблица П5-1

Измерение	Порог измерения 19	Время измерения	Время подготовки пробы	Производительность измерительного канала (ИК)	Тип контроля
Pu в моче, 1 проба	~ 4 мБк/сут	5 часов	3 дня	~ 250 чел./год	-
	~ 1 мБк/сут	100 часов		~ 50 чел./год
Pu в моче + DTPA, 3 пробы	~ 0,08 мБк/сут	5 часов	5 дней	~ 80 чел./год	Текущий, подтверждающий, операционный

------------------------------

¹⁹_{Здесь и далее имеется ввиду порог (чувствительности) измерения (или порог принятия решения - decision threshold) - это фиксированное значение, LC, измеряемой величины, количественно выражающей физический эффект, при превышении которого принимается решение, что измерение действительно отражает данный эффект. Порог измерения определяют таким образом, чтобы при превышении результата измерения значения LC вероятность того, что истинное значение измеряемой величины равно нулю, была бы меньше или равна заданному значению (обычно задают равным 0,05).}

------------------------------

Из таблицы П5-1 следует, что только второй способ измерения уровня выведения плутония с мочой у персонала обеспечивает требуемый для ИДК порог измерения. При этом производительность метода обеспечивает проведение ежегодного контроля около 80 человек на один измерительный канал (ИК) или, например, 160 человек в год при наличии одного радиометра "Прогресс-БИО", который содержит два измерительных канала.

б) Альфа-спектрометрия пробы после радиохимического выделения и электролитического осаждения.

Для реализации данного метода широко используются многоканальные альфа-спектрометрические системы Alpha Analyst, Alpha Duo и Ortec Plus и другие альфа-спектрометры:

Рис. П5-2 - Альфа-спектрометрические системы Alpha Analyst, Ortec Plus и Alpha Duo

В таблице П5-2 приведены характеристики данного метода измерения, важные с точки зрения организации ИДК внутреннего облучения персонала. Также рассмотрены два способа измерения уровня выведения плутония с мочой: измерение одной суточной пробы при естественном выведении (Pu в моче, 1 проба) и измерение трех суточных проб, собранных сразу после введения хелатоагента (например, CaNa ₃-DTPA или пентацин), ускоряющего выведение плутония с мочой (Pu в моче + DTPA, 3 пробы).

Таблица П5-2

Измерение	Порог измерения	Время измерения	Время подготовки пробы	Производительность измерительного канала (ИК)	Тип контроля
Pu в моче, 1 проба	~ 0,1 мБк/сут	~ 100 часов (неделя)	3 дня	~ 50 чел./год	Текущий, подтверждающий, операционный, специальный
Pu в моче + DTPA, 3 пробы)	~ 0,002 мБк/сут	~ 100 часов (неделя)	5 дней	~ 15 чел./год	Специальный

Из таблицы П5-2 следует, что оба способа измерения уровня выведения плутония с мочой у персонала обеспечивают требуемый для ИДК порог измерения. Производительность обоих способов определяется временем измерения пробы (~ 1 неделя), поэтому первый способ, требующий измерения одной пробы одного работника в год, имеет производительность в три раза больше, чем второй способ, предполагающий проведение измерений трех проб. Первый способ обеспечивает проведение ежегодного контроля около 50 человек, второй способ - около 15 человек на один измерительный канал в год. При наличии многоканального спектрометра производительность увеличивается в пропорциональное число раз (практически необходимо учитывать периодический выход из строя определенной доли измерительных каналов).

в) Масс-спектрометрия пробы после радиохимической подготовки.

Для реализации данного метода используют масс-спектрометр ICP-MS (с индуктивно-связанной плазмой):

Рис. П5-3 - Масс-спектрометр ICP-MS.

В таблице П5-3 приведены характеристики данного метода измерения, важные с точки зрения организации ИДК внутреннего облучения персонала.

Таблица П5-3

Измерение	Порог измерения	Время измерения	Время подготовки пробы	Производительность	Вид контроля
Pu в моче (1 проба)	~ 0,0015 мБк/сут	~ 5 минут	3 дня	~ 15000 изм./год	Текущий, подтверждающий, операционный, специальный

Из таблицы П5-3 следует, что данный способ измерения с запасом, почти на два порядка величины, удовлетворяет требованию к порогу измерения активности плутония в моче для ИДК персонала. При этом он имеет более чем достаточную производительность.

Учитывая большую стоимость масс-спектрометра ICP-MS, перед его внедрением в практику ИДК необходимо, прежде всего, разработать и аттестовать методику измерения плутония в моче (или методику радиационного контроля) для целей ИДК, с подтверждением тех характеристик, которые указаны в таблице П5-3, по результатам опубликованных исследований [10].

Измерение активности америция-241 в легких, печени (и костной ткани) человека:

а) Гамма спектрометрия тела человека.

Для реализации данного метода используют спектрометры излучения человека (СИЧ) с защитной камерой:

Рис. П5-4 - Спектрометр излучения человека с защитной камерой фирмы Canberra.

В таблице П5-4 приведены характеристики данного метода измерения, важные с точки зрения организации ИДК внутреннего облучения персонала.

Таблица П5-4

Измерение	Порог измерения 20	Время измерения	Время подготовки пробы	Производительность	Вид контроля
Am-241 в легких (печени)	~ 5 Бк/орган	~ 30 минут	-	~ 1000 чел./год	Текущий, подтверждающий, операционный, специальный

------------------------------

²⁰_{Порог измерения указан для лучших, уникальных в своем роде, образцов данного типа установок СИЧ, использующих полупроводниковые детекторы из особо чистого германия.}

------------------------------

Из таблицы П5-4 следует, что данный метод измерения уровня облучения персонала при поступлении плутония (на тех предприятиях, где радионуклид америций-241 является сопутствующим при работе с плутонием) удовлетворяет требованию к порогу измерения для ИДК персонала при условии использования лучших образцов данного типа установок СИЧ ¹⁰.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду сноска ²⁰