Приложение Б. Методы и средства для определения объемной активности аэрозолей, паров и газов техногенных радионуклидов в воздухе рабочих помещений

Приложение Б

Методы и средства для определения объемной активности аэрозолей, паров и газов техногенных радионуклидов в воздухе рабочих помещений

1. Для определения OA аэрозолей, паров и газов техногенных радионуклидов (OA) в воздухе рабочих помещений при проведении ДКРМ используют стационарный и индивидуальный методы определения OA.

2. Стационарный метод определения OA состоит в отборе проб воздуха на фильтры и другие устройства, улавливающие аэрозоли, пары и газы, в фиксированных точках производственных помещений (рабочих зон) с одновременным или последующим измерением активности техногенных радионуклидов в пробе. Для этого используют вакуумные системы отбора проб воздуха или различного рода стационарные и переносные установки, которые предназначены либо для отбора проб воздуха, либо для непрерывного контроля OA аэрозолей и газов. В первом случае для измерения активности техногенных радионуклидов в пробе используют отдельные устройства (радиометры или спектрометры), во втором случае установки содержат в себе все необходимые для определения OA элементы: фильтрующее устройство или блок детектирования (для газа), блок прокачки воздуха, устройство измерения объемного расхода воздуха, устройство детектирования излучения, электронный блок для управления, обработки и отображения информации.

3. Индивидуальный метод определения OA состоит в отборе проб воздуха на фильтры и другие устройства, улавливающие аэрозоли, пары и газы в зоне дыхания работника во время выполнения им производственной операции или в течение рабочей смены с последующим измерением активности техногенных радионуклидов в пробе, используя для этого отдельные устройства (радиометры или спектрометры).

4. При использовании стационарного метода определения OA для обеспечения корректной процедуры пересчета измеренной активности радионуклида в пробе к OA радионуклида в зоне дыхания работника необходимо учитывать коэффициенты перехода от значения OA в точке отбора к значению OA в зоне дыхания работника. Коэффициенты перехода определяют путем сравнения результатов измерений OA при одновременном использовании стационарного и индивидуального методов определения OA.

5. Для реализации стационарного метода определения OA могут быть использованы установки, осуществляющие непрерывный контроль (измерение) OA аэрозолей и газов. Такие установки (см. ссылки Б1-Б5) предназначены для непрерывного измерения OA альфа- и бета-активных аэрозолей и газов техногенных радионуклидов с возможностью компенсации фоновой составляющей, формируемой естественными радионуклидами - дочерними продуктами распада (ДПР) радона.

Диапазоны измерений OA аэрозолей и газов техногенных радионуклидов для таких установок в (при 50% допускаемой относительной погрешности, если не указано отдельно) приведены ниже:

- для альфа-излучающих радионуклидов: от до [Б.1];

- для Рu-239: от до [Б.2];

- для бета-излучающих радионуклидов: от до [Б.1];

- для трития: от до (при 25% допускаемой относительной погрешности) [Б.3];

- для трития: от до (при 20% допускаемой относительной погрешности) [Б.4];

- для трития: от (МДА) [Б.5];

- для йода-131: от (МДА) [Б.5].

В соответствии с примечанием Приложения А, для определения соответствия указанных выше нижних значений диапазонов измерений требованию необходимой чувствительности измерений OA для целей ДКРМ, значение , приведенное в Таблице А.2, нужно умножить на соответствующий коэффициент k. Если указано значение МДА (или 50% допускаемой относительной погрешности), то следует принять значение . Если указано другое значение допускаемой относительной погрешности при нижнем пороге измерений, то значение k выбирают в зависимости от значения . Для значение ; для , значение . Например, нижнее значение диапазона измерения паров трития (НПИ), равное при 25% допускаемой относительной погрешности, нужно сравнить со значением , которое показывает, что с запасом удовлетворяет требованию необходимой чувствительности измерений OA паров трития.

6. При использовании стационарного метода определения OA и индивидуальных пробоотборников (см. далее п. 8) с последующим измерением активности техногенных радионуклидов в пробе на радиометре, значение порога измерения OA зависит от скорости счета фона радиометра и объема пробы воздуха, определяемого скоростью и временем отбора пробы воздуха на фильтр:

, (Б.1)

где.

- порог измерения OA аэрозолей техногенного радионуклида в точке отбора рабочего помещения, (см. Приложение А, Таблица А.2);

F - объемная скорость отбора пробы воздуха на фильтр, ;

Т - время отбора пробы воздуха на фильтр, ч;

- скорость счета фона (средний уровень собственного фона радиометра), ;

- время измерения фильтра, с;

- чувствительность радиометра, ;

- поправочный (безразмерный) коэффициент, учитывающий отличие чувствительности радиометра для реального образца (фильтра) по отношению к эталонному источнику;

- коэффициент эффективности пробоотбора.

7. При измерении активности техногенных (долгоживущих) радионуклидов в пробе (на фильтре) на радиометре необходимо учитывать вклад фоновой составляющей, формируемой естественными радионуклидами - дочерними продуктами распада (ДПР) радона ( и ), которые также оседают на фильтре и мешают измерению активности техногенных радионуклидов. Для компенсации влияния ДПР радона при измерении фильтра на радиометре обычно используют метод выдержки фильтра перед измерением в течение ~ 4 часов для ДПР и ~ 4 суток для ДПР . На практике, если длительность отбора пробы составляет малую долю суток, то при типичной концентрации в воздухе помещения на фильтре осядет пренебрежимо малое количество ДПР и тогда достаточно будет 4-часовой выдержки фильтра перед измерением активности долгоживущих радионуклидов.

В общем случае, если необходимо получить более быструю оценку активности долгоживущих радионуклидов на фильтре, то для относительно точного радиометрического измерения их суммарной активности в течение 24 часов можно использовать метод двух измерений. Первое измерение проводят после распада ДПР до пренебрежимо малого уровня (>4 часа), и второе измерение проводят еще через ~18 часов для учета вклада наиболее долгоживущего ДПР (период полураспада часа). Для расчета активности долгоживущих радионуклидов используют уравнение:

, (Б.2)

где

- активность долгоживущих радионуклидов на фильтре;

- активность радионуклидов на фильтре в момент времени ;

- активность радионуклидов на фильтре в момент времени ;

;

.

8. Для реализации индивидуального метода определения OA могут быть использованы индивидуальные пробоотборники, которые предназначены для отбора проб воздуха в зоне дыхания работника во время проведения им производственных операций. Индивидуальный пробоотборник состоит из держателя фильтров (или других устройств, улавливающих аэрозоли, пары или газы) и миниатюрного насоса для поддержания постоянной скорости прокачки воздуха, содержащего электронный блок управления и - монитор для отображения информации, например, Econoair Personal Air Samplers [Б.6]. Индивидуальный пробоотборник крепят на теле работника, а держатель фильтров располагают в области лица работника. Вес индивидуального пробоотборника - около 1 кг.

При планировании использования индивидуальных пробоотборников для решения задач ДКРМ необходимо учитывать требования необходимой чувствительности измерений OA (Приложение А, Таблица А.2). Поскольку значение порога измерения OA зависит от объема пробы воздуха, определяемого скоростью отбора пробы на фильтр при фиксированном времени отбора, то важной характеристикой индивидуального пробоотборника является скорость отбора пробы (расхода) воздуха. Характерный диапазон расхода воздуха для индивидуальных пробоотборников составляет 0,5-10 л/мин или 0,03-0,6 . По формуле (Б.1) можно оценить значение порога измерения OA при использовании индивидуального пробоотборника. Для расхода F = 0,03-0,6 , времени отбора Т = 6 часов, времени измерения фильтра (после выдержки, см. п. 7) с и характерных значений других параметров (для альфа-активных аэрозолей): ; ; и ; значение будет находиться в диапазоне от 1,2Е-01 до 6,0Е-03 . Эти оценки показывают, что для контроля альфа-активных аэрозолей урана и плутония наиболее подходят индивидуальные пробоотборники с максимальным расходом воздуха ~ 10 л/мин.

Ссылки:

[Б.1] - Установка для измерения объемной активности радиоактивных аэрозолей УДА-304АБ, УДАС-201.

[Б.2] - Устройства детектирования объемной активности радиоактивных аэрозолей УДАС-14АЕ "УРАН".

[Б.3] - Радиометры трития портативные РКБ-05П.

[Б.4] - Установки для измерения объемной активности бета-излучающих инертных газов и трития УДГБ-202.

[Б.5] - Установка радиометрического контроля объемной активности радиоактивных газов, аэрозолей Berthold.

[Б.6] - Econoair Model L-12P & L-15P Personal Air Sampling Pump.