Interakce záření s hmotou

Interakce záření s hmotou ●

nabité částice: ionizují atomy

●

neutrální částice: –

–

fotony: ●

fotoelektrický jev

●

Comptonův jev

●

tvorba párů e+, e­

neutrony: ●

●

pružný a nepružný rozptyl jaderné reakce (radiační záchyt neutronu, emise  nukleonů)

●

dolet  částic: vzduch ~ cm                            kapaliny, pevné látky < mm                            105 párů iontů  

●

interakce  záření: –

pružný rozptyl na elektronech a jádrech

–

ionizace

–

brzdné záření (vyšší energie, vyšší Z)

●

dolet  záření:

R [cm]=

E max [ MeV ] 3

2 [ g /cm ]

   2 MeV – 8 cm vzduch, 1 cm voda, 4 mm Al ●

stínění: nízké Z (plexisklo)

Interakce záření s hmotou fotony: –

fotoelektrický jev

–

Comptonův jev

–

tvorba párů e+, e­

 =

h 1−cos  mc

Interakce záření s hmotou ­

absorpce e , , n: –

absorpční zákon

–

absorpční koeficient 

–

polotloušťka x1/2

I  x=I 0 exp− x 

ln 2 x 1/2 = 

Dozimetrie radiační dávka D = E/m  jednotka: 1 Gy (gray)  = 1 J kg­1 dávkový příkon D‘ = dD/dt  jednotka: Gy s­1

dávkový ekvivalent H = D Q  (bodová veličina) jednotka: 1 Sv (sievert)  = 1 J kg­1 Q jakostní činitel (závisí na přenosu energie nabité částice na látku při zpomalování)

příkon dávkového ekvivalentu H‘'= dH/dt 

[Sv s­1]

Dozimetrie ekvivalentní dávka HT = wR DT   (tkáňová veličina)  jednotka: Sv  DT   střední dávka ve tkáni nebo orgánu  wR  radiační váhový faktor       fotony, elektrony, miony

wR  = 1

      protony, neutrony (< 10 keV, > 20 MeV) 

wR  = 5

      neutrony (10 – 100 keV, 2 – 20 MeV) 

wR  = 10

      neutrony (100 keV – 2 MeV), částice alfa,        těžká jádra 

wR  = 20

Dozimetrie efektivní dávka  E =∑T wT H T  jednotka: Sv  HT   ekvivalentní dávka  wT  tkáňový váhový faktor

limity pro ef. dávku: 1 mSv / rok (obyvatelstvo) 50 mSv / rok, max. 100 mSv/5 let  (radiační pracovníci)

∑T w T =1

      gonády

wT  = 0.20

      červená kostní dřeň, plíce, tlusté střevo, žaludek 

wT  = 0.12

      mléčná žláza, štítná žláza, játra, ostat. orgány a tkáně wT  = 0.05       povrch kostí, kůže 

wT  = 0.01

Dozimetrie účinky ionizujícího záření: –

deterministické (prahové od 1 Gy: radiační zánět kůže, akutní  nemoc z ozáření)

–

stochastické (bezprahové: s rostoucí dávkou roste  pravděpodobnost účinky) 

ochrana před ozářením: ●

vzdáleností

D~1/ r 2

př. 10 cm od zdroje 500 mGy h­1 ●

časem

●

stíněním

100 cm od zdroje 5 mGy h­1

př. 60Co 1.17 MeV a 1.33 MeV polotloušťka Pb 1 cm

Radiační ochrana a legislativa Systém radiační ochrany v ČR: Radiační monitorovací síť Státní úřad pro jadernou bezpečnost: SÚJB Státní ústav radiační ochrany: SÚRO Mezinárodní agentura pro atomovou energii: IAEA Atomový zákon 18/1997 Sb. Vyhlášky SÚJB – závazné (uveřejněny ve sbírce zákonů) Dokumenty SÚJB – návody, metodiky, doporučení ČSN, EN, IEC – národní, evropské a mezinárodní normy

Atomový zákon Citlivé činnosti – jaderná zařízení, materiály, doprava Působnost SÚJB – poplatky Obecné podmínky pro vykonávání činností Klasifikace pracovišť – I. ­ IV. kategorie Kategorie pracovníků – A, B Klasifikace zdrojů – nevýznamné, drobné, jednoduché,  významné, velmi významné Bezpečnostní opatření – transport, ozáření z přírodních  zdrojů, lékařské ozáření, uvádění radionuklidů do ŽP Podmínky pro využívání JE a IZ: povolení, bezúhonnost,  odborná způsobilost, povinnosti

Atomový zákon  

Atomový zákon Typové schválení – od drobných zdrojů, přepravní obaly Radioaktivní odpady – SÚRAO jaderný účet – náklady na likvidaci/uložení odpadů, přispívá původce odpovědnost za jaderné škody – náhrady státní dozor  ­ SÚJB, inspektoři – široká oprávnění vysoké pokuty – max. 100 mil. Kč. (nemírové využití JE) ­ max. 100 tis. Kč zaměstnancům za  zatajení skutečností či odmítnutí součinnosti ­ vymahatelnost – 10 let od události/ 3 roky   od zjištění

Vyhláška SÚJB 307/2002 o radiační ochraně Základní pojmy, veličiny radiační ochrany Klasifikace zdrojů ionizujícího záření: zprošťovací úrovně, nevýznamné, drobné, jednoduché,  významné, velmi významné zdroje (reaktor) Kategorizace pracovišť – I.­IV. kategorie (IV.­ reaktor,  úložiště, int. otevřené zářiče) Radiační pracovníci – kat. A/B PRINCIP OPTIMALIZACE RADIAČNÍ OCHRANY  – míra rizika vs. náklady

Vyhláška SÚJB 307/2002 o radiační ochraně Limity obecné

pro radiační pracovníky

pro učně a studenty

Efektivní dávka za rok (mSv)

1

50 (20)

6

Efektivní dávka za 5 za sebou následujících let (mSv)

5

100

-

Ekvivalentní dávka v oční čočce za rok (mSv)

15

150

50

Průměrná ekvivalentní dávka v 1 cm2 kůže za rok (mSv)

50

500

150

Ekvivalentní dávka na ruce od prstů až po předloktí a na nohy od chodidel až po kotníky za rok (mSv)

-

500

150

Vyhláška SÚJB 307/2002 o radiační ochraně Radiační činnosti – podmínky, vybavení pracoviště/  pracovníků (dozimetry), odůvodnění činnosti, informování a  příprava pracovníků, soustavný dohled, lékařský dohled Sledované pásmo – překročení obecných limitů Kontrolované pásmo – překročení 3/10 limitů pro rad. prac. uzavření pracoviště Nakládání se zdroji ionizujícího záření – povolení: výroba, distribuce, dovoz, vývoz, instalace nebo uvádění  do provozu, používání, skladování PRINCIP BEZPEČNOSTI ZDROJŮ

Vyhláška SÚJB 307/2002 o radiační ochraně Nakládání s odpady – skladování, ukládání, přeprava,  limity, podmínky, evidence Uvádění radionuklidů do ŽP: ­ uvolňovací úrovně Podmínky lékařského ozáření Sledování veličin důležitých pro radiační ochranu (ekv.  dávka, ef. dávka, dávkový příkon, ...) Zkoušky zdrojů ionizujícího záření: ­ přejímací zkouška ­ zkouška dlouhodobé stability ­ zkouška provozní stálosti

Vyhláška SÚJB 307/2002 o radiační ochraně Program monitorování ­ monitorování pracoviště, osobní, výpustí, okolí pracoviště Referenční úrovně: záznamové, vyšetřovací, zásahové Evidence:  ­ zdrojů (osvědčení uzavřeného zářiče, průvodní list  otevřeného zářiče) ­ osobních dávek pracovníků ­ lékařské prohlídky – 30 let ­ ostatní záznamy – 10 let Pracovní ozáření z přírodních zdrojů – směrné a mezní  hodnoty Zásahy ­ podmínky