Приложение 2. Принцип расчета вентиляции

Приложение 2

Принцип расчета вентиляции

Во время работы импульсного генератора нейтронов за счет взаимодействия нейтронов с составными элементами воздуха происходит возникновение радиоактивных изотопов , , , и (см. ниже таблицу 1).

Расчет необходимой кратности воздухообмена при условии равномерного распределения удельной активности по помещению проводится по следующей схеме:

1. Рассчитывается концентрация каждого из образующихся изотопов по формуле:

,

где - концентрация радиоактивного изотопа в помещении (кюри/литр); П - интенсивность нейтронного потока на расстоянии 1 метр от источника излучения ; R - радиус условной сферы, к которой приводится помещение лаборатории (в метрах); t - время пребывания воздуха в зоне активации (сек.).

- число атомов данного элемента в единице объема в ;

- сечение ядерной реакции образования радиоактивного изотопа в барнах (1 барн = );

- постоянная распада образующегося изотопа (). Постоянные , , представлены в таблице.

Примечание. При нахождении воздуха в зоне активации в течение 12 минут и более наступает состояние насыщения его радиоактивным изотопом кислорода и для радиоактивного изотопа азота - через 50-60 минут.

Таблица 1

Активация воздуха нейтронами*

Радиоактивный изотоп	Период полураспада Т1/2	Радиоактивная постоянная ()	Характер излучения	Энергия излучения, Мэв	Реакция образования изотопа	Эффективное сечение реакции бари	Количество ядер исходного продукта в 1 воздуха
На быстрых нейтронах
	5720 л			0,155		0,2
	10,48 мин			1,24		0,055
	7,35 сек.	0,094		3,8 (40%) 4,3 (43%) 10,3 (18%)		0,09
	1,97 мин.			1,638		0,2
На медленных нейтронах
	5720 л			0,155		1,78
	5,04 мин			4,3 2,75		0,53
	1,82 ч			1,245 1,37		0,53

______________________________

* Количество ядер исходного продукта в 1 воздуха были рассчитаны на основе таблиц 2 и 3

Таблица 2

Состав сухого воздуха

Газ	Символ	Молекулярный вес	% (по объему)
Азот		28,016	78,09
Кислород		32,000	20,95
Аргон	Аr	39,944	0,93
Углекислота*		44,010	0,03
Неон	Ne	20,183
Гелий	Не	4,003
Криптон	Кr	83,80
Водород		2,016
Кселол	Хе	131,3
Озон		48,000
* Содержание в воздухе углекислоты обнаруживает заметный суточный ход, увеличиваясь ночью.

Средний молекулярный вес сухого воздуха 28,966.

Таблица 3

Процентное содержание некоторых изотопов в естественных условиях

Элемент	Изотопы данного элемента	Содержание в природе в %
Азот		99,635
		0,365
Кислород		99,7575
		0,0392
		0,2033
Аргон		0,337
		0,063
		99,6

2) Вычисляется, во сколько раз суммарная концентрация образующихся радиоактивных изотопов превышает предельно допустимые концентрации

.

3) Определяется необходимая кратность воздухообмена. Кратность воздухообмена должна быть не менее 5, так как при этой кратности воздух помещения находится в зоне активации 12 минут и происходит насыщение его радиоактивным изотопом кислорода .

При проектировании вентиляции особое внимание следует уделять расположению приточных и вытяжных отверстий с целью равномерного проветривания помещения при кратности воздухообмена, установленной расчетом.

Таблица 4

Основные типы реакции для получения быстрых нейтронов на нейтронных генераторах (13)

Реакция	Энергия Q, Мэв, освобождающаяся (или поглощаемая) при реакции	Экзотермическая (+) или эндотермическая (-) реакция	Пороговая энергия для эндотермических реакций, Мэв	Минимальная энергия нейтрона для экзотермических реакций, Мэв
(р, n)	2,225	-	3,34
(d, n)	3,27	+		2,5
(р, n)	0,76	-	1,02
(d, n)	17,6	+		14,1
(p, n)	1,65	-	1,88
(d, n)	15,0	+		13,3
(р, n)	1,85	-	2,06
(d, n)	3,8	+		3,4
(р, n)	2,76	-	3,02
(р, n)	18,5	-	20
(d, n)	0,28	-	0,4

При данном объеме помещения концентрация радиоактивных изотопов зависит в основном от интенсивности нейтронного излучения и времени нахождения воздуха в зоне активации.