Утверждение ядерной энергетики как нового перспективного источника производства электроэнергии, выделение ядерной энергетики в крупную область энергетического производства, применение энергетических и исследовательских реакторов, ускорителей заряженных частиц, радиоактивных нуклидов и других источников ионизирующих излучений в различных областях народного хозяйства, науки, техники и медицины неразрывно связаны с проблемой радиационной безопасности, с задачами проектирования и создания биологических защит.
Забота о сохранении здоровья советского человека — одна из главных социальных задач нашего государства. Это обусловливает, в частности, необходимость постоянного увеличения затрат на мероприятия по обеспечению радиационной безопасности и защиты от излучений все возрастающего числа ядерно-технических установок и источников ионизирующих излучений.
Практическая значимость дальнейших исследований проблем защиты от излучений обусловлена также и ее высокой стоимостью. В связи с этим нелишне напомнить, что стоимость защиты современных ядерно-технических установок может составлять 20—30% стоимости сооружения, а толщина защиты достигать больших размеров. Например, толщина защиты ядерных реакторов .мощностью 10—50 МВт в пересчете на обычный бетон составляет 2,8—3,5 м.
В области радиационной безопасности в Советском Союзе и за рубежом накоплен большой опыт. Большие заслуги в исследованиях проблем защиты от излучений принадлежат советским ученым и специалистам.
Рост числа ядерно-технических установок и все большее применение источников ионизирующих излучений обусловливают привлечение все новых работников к проблемам радиационной защиты.
Таким образом, актуальность, социальная и практическая значимость проблемы, большой объем имеющейся в литературе информации, большое число специалистов, привлеченных к решению задач рад^а-ционной безопасности и защиты, диктуют целесообразность издаЦйя •справочной литературы по защите от ионизирующих излучений.
Первый отечественный «Справочник по радиоактивным излучениям ' и защите» Н. Г. Гусева был издан в 1956 г. Медгизом и многие годы являлся настольной книгой специалистов по защите.
В 1966 г. был выпущен Атомиэдатом справочник «Защита от ионизирующих излучений» Л. Р. Кимеля и В. П. Машковича (второе издание — в 1972 г.).
В настоящее время период удвоения научно-технических знаний в ~мире происходит за 8—10 лет, а полупериод старения информации в •области новой техники составляет примерно 5 лет. Отсюда ясно, что за зремя, прошедшее после выхода в свет второго издания нашего спра-
3
вочника, около трех четвертей приведенной в нем информации оказалось устаревшей.
Поэтому в настоящем, третьем, переработанном и дополненном издании справочника вся приводимая информация переработана, пересмотрена и оценена заново, пополнена новыми данными, уточнена в соответствии с результатами последних отечественных и зарубежных исследований. Справочник составлен с использованием единиц Международной системы (СИ) в соответствии с новым ГОСТ 15484-81 «Излучения ионизирующие и их измерения. Термины и определения».
Приводимые в книге материалы достаточны для решения большинства задач защиты от излучений и позволяют выполнить все этапы расчета защиты: определить характеристики источников (гл. 2), выбрать предельно допустимые уровни облучения (гл. 3), рассчитать поля излучения источников (гл. 4), при требуемых кратностях ослабления излучения &;>! определить защиту от наиболее широко используемых источников фотонного излучения (гл. 5), нейтронов (гл. 6), а- и |3-частиц (гл. 7). Данные по альбедо (гл. 8) позволяют рассчитать поля отраженных нейтронов, фотонов и электронов.
Единицам физических величин в области ионизирующих излучений в справочнике посвящена первая глава.
В нашей стране ГОСТ 9867-61 «Международная система единиц» с 1963 г, установил предпочтительное применение Международной системы единиц (СИ). Постановлением Государственного Комитета СССР по стандартам с 1 января 1980 г. стандартом СТ СЭВ 1052-78 «Метрология. Единицы физических величин» была введена в действие Международная система единиц как обязательная при использовании в народном хозяйстве страны.
В 1981 г. на основе СТ СЭВ 1052-78 утвержден ГОСТ 8.417-81 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин» со сроком введения с 1 января 1982 г.
Отметим, что в связи с введением ГОСТ 8.417-81 действие .методических указаний РД 50-160-79 «Методические указания. Внедрение и применение СТ СЭВ 1052-78 «Метрология. Единицы физических величин» распространено на ГОСТ 8.417-81.
Переход на обязательное применение единиц Международной системы обусловил необходимость использования в справочнике единиц. СИ. Заметим, что 'наряду с единицами СИ использованы нашедшая широкое применение внесистемная единица энергии электрон-вольт (эВ) и ее десятичные кратные единицы, допущенные ГОСТ 8.417-81 к применению наравне с единицами СИ без ограничения срока.
Наряду с Международной системой единиц до последнего времени широко использовались изымаемые из обращения внесистемные единицы активности и дозовых характеристик полей ионизирующих излучений: кюри для активности; рад для поглощенной дозы; бэр для эквивалентной дозы; рентген для экспозиционной дозы фотонного излучения; частные от деления рад, бэр, рентгена или их кратных или дольных единиц на подходящую единицу времени для мощности поглощенной, эквивалентной или экспозиционной дозы соответственно. Изъятие этих единиц из обращения должно быть осуществлено "в сроки, предусмотренные программами мероприятий по переходу на единицы СИ, разработанными министерствами и ведомствами СССР и союзных республик в соответствии с РД 50-160-79.
Так как специалисты в опубликованных ранее монографиях, статьях, отчетах, различной документации даже после переходного периода будут еще многие годы встречаться с названными выше внесистемными
единицами физических величин, то вместе с единицами СИ в гл. 1 рассмотрены также изымаемые из обращения внесистемные единицы. Приводимые табл. 1.10 и 1.11 позволят читателю легко осуществлять при необходимости переход от одной системы единиц к другой.
В тексте справочника при использовании новых, ранее не применявшихся единиц СИ, таких, как :беккерель, грэй, зиверт, кулон на кило-гра.мм и производных от них единиц, для удобства в квадратных скобках рядом с единицами СИ приводятся также значения величин в изымаемых из обращения единицах или их сочетаниях с другими единицами. При непростом пересчете значения величин с использованием этих внесистемных единиц приводятся в отдельных графах таблиц или на параллельных шкалах графиков.
Глава 2 пересмотрена в свете новых данных о характеристиках 0-и у-излучения радиоактивных нуклидов, гл. 3 написана, исходя из норм радиационной безопасности НРБ-76. Дополнить материалы третьей главы при необходимости могут такие нормативные документы, как «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/80», «Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных электростанций СП АЭС-79» (М., Энергоиздат, 1981 г.), «Санитарные правила проектирования и эксплуатации ядерных критических сборок № 174/3-72» (М., Минздрав СССР, 1972), «Единые санитарные правила устройства и эксплуатации мощных радиоизотопных гамма-установок (ЕСП-гамма)» (М., СЭВ, 1975), «Единые санитарные правила размещения и эксплуатации радиационно-технологических установок с ускорителями электронов (ЕСП-электрон)» (М., СЭВ, 1977).
Глава 4 посвящена расчетам полей излучений источников без защиты и за защитой. В гл. 5 приводятся новые данные о сечениях взаимодействия фотонного излучения с веществом, о факторах накопления для гомогенных и гетерогенных сред, новая методика расчета защиты от излучений по слоям ослабления и т. д. В гл. 6 значительно пополнена информация об образовании и распространении в защитах вторичного у-излучения. Приведены новые данные о пробегах а- и р-частиц в гл. 7, по альбедо фотонов, нейтронов и электронов — в гл. 8.
Для наиболее сложных случаев в справочнике приведены численные примеры использования приводимой информации.
В третьем издании книги сохранены особенности предыдущих изданий: рассмотрены все основные вопросы защиты от излучений, а приводимый материал достаточен для решения большинства задач защиты от излучений; сочетание краткого пояснительного текста с необходимой количественной информацией придает книге функции не только справочника, но и практического руководства по расчетам защиты.
Вопросы защиты отдельных видов ядерно-технических установок или избранные разделы защиты рассмотрены в специализированных справочниках и монографиях. При необходимости читатель может использовать, например, следующие справочники по защите от излучений, выпущенные Атомиздатом: «Справочник по защите от излучения протяженных источников» Б. Р. Бергельсона и Г. А. Зорикоева (1965 г.), «Биологическая защита ядерных реакторов» (перевод с англ, под ред. Ю. А. Егорова, 1965 г.), «Защита от гамма-излучения продуктов деления» Н. Г. Гусева (1968 г.), «Спектры быстрых нейтронов. Атлас» А. П. Веселкина, Ю. А. Егорова, И. Я. Емельянова и др. (1970 г.), «Руководство по радиационной защите для инженеров» (перевод с англ, под ред. Д. Л. Бродера и др. Том. I—1972 г., том II — 1973 г.), «Сечения взаимодействия гамма-излучения» Э. Сторма и
X. Исраэля (перевод с англ. В. А. Климанова, Е. Д. Чистова,
1973 г.). <
К моему большому сожалению, преждевременный уход из жизни не позволил моему коллеге и другу Л. Р. Кимелю принять участие в переработке и подготовке материалов для третьего издания.
Справочник предназначен для инженеров-физиков, инженеров-проектировщиков, научных работников, аспирантов, студентов и практических работников, занимающихся вопросами защиты при работе с источниками ионизирующих излучений. Он соответствует курсу защиты от ионизирующих излучений, изучаемому в инженерно-физических и физико-технических высших учебных заведениях. Собранный в книге справочный материал достаточен для решения практических задач этого курса.
Справочник может быть полезен всем, кто работает с радиоактивными нуклидами и другими источниками ионизирующих излучений.
Автор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.................... 3
Глава 1. Основные понятия, определения, терминология и единицы физических величин в области радиоактивности и ионизирующих излучений . . 7
§ 1.1. Основные понятия.............. 7
§ 1.2. Международная система единиц (СИ)........• 8
§ 1.3. Активность радионуклида. Единицы активности...... 9
§ 1.4. Характеристики поля излучения.......... 12
§ 1.5. Дозовые характеристики поля излучения........ 17
§ 1.6. Радиевый гамма-эквивалент...........• 25
§ 1.7. Классификация источников излучения......... 27
§ 1.8. Классификация защит........ ..... 28
Глава 2. Основные характеристики источников излучения..... 30
§ 2.1. Радиоактивные нуклиды как гамма-излучатели...... 30
§ 2.2. Радиоактивные нуклиды как ^-излучатели....... 41
§ 2.3. Тормозное излучение радионуклидов......... 46
§ 2.4. Цепочки радиоактивного распада.......... 47
§ 2.5. Удельная активность нуклидов после облучения потоком тепловых
нейтронов................. 4'9
§ 2.6. Источники нейтронов............. 49
Глава 3. Предельно допустимые уровни ионизирующих излучений ... 54
§ 3.1. Уровни фонового облучения........... 54
§ 3.2. Категории облучаемых лиц и группы критических органов ... 56 § 3.3. Дозовые пределы облучения. Допустимые и контрольные уровни . . 57 § 3.4. Нормирование при комбинированном воздействии смешанного излучения .................. 64
Глава 4. Поля излучений точечных и протяженных источников за защитой и
без защиты................. 65
§ 4.1. Законы ослабления излучений в веществе........ 65
§ 4.2. Поля излучений точечных и протяженных источников без учета рассеянного излучения.............. 67
§ 4.3. Преобразования для расчетов полей излучений...... 79
§ 4.4. Методы учета рассеянного в источнике и защите излучения ... 81
Глава 5. Защита от фотонного излучения.......... 83
§ 5.1. Сечения взаимодействия фотонного излучения с веществом ... 83 § 5.2. Угловые распределения рассеянного фотонного излучения за защитными барьерами............... 118
§ 5.3. Факторы накопления гомогенных сред......... 122
§ 5.4. Факторы накопления гетерогенных сред......... 152
§ 5.5. Универсальные таблицы для расчетов защиты от фотонного излучения точечных изотропных источников......... 154
§ 5.6. Защита от плоских и точечных изотропных источников по слоям
ослабления................ 155
§ 5.7. Метод конкурирующих линий для расчетов защиты от немоноэнерге-
тических источников........... . . . . 166
§ 5.8. Защита от рентгеновского излучения......... 168
§ 5.9. Графический метод расчета защиты от у-излУчения объемных источников .................. 170
295
'Глава 6. Защита от нейтронов........: ; 184
§ 6.1. Сечения взаимодействия нейтронов с веществом...... 184
§ 6.2. Пространственно-энергетические распределения нейтронов в различных средах................ 191
§ 6.3. Угловые распределения рассеянных нейтронов за барьерами . . . 194 § 6.4. Метод длин релаксации для расчетов пространственных распределений нейтронов............... 196
§ 6.5. Сечения выведения.............. 220
§ 6.6. Дозовый состав нейтронного излучения в защитах..... 226
§ 6.7. Коэффициенты накопления подпороговых нейтронов..... 230
§ 6.8. Номограммы для расчета водной защиты от нейтронов (а, л)-источников .................. 232
§ 6.9. Вторичное у-излучение в защитах.......... 234
Глава 7. Защита от а- и 6-излучениЙ........... 244
§ 7.1. Пробеги а-частиц в веществе........... 244
§ 7.2. Защита от электронного излучения......... 246
Глава 8. Альбедо излучений........: . : . . 254
§ 8.1. Основные понятия и определения.......... 254
§ 8.2. Альбедо фотонного излучения........... 257
§ 8.3. Альбедо нейтронов.............. 269
§ 8.4. Альбедо электронов.............. 274
Приложения................... 276
Физические постоянные............... 276
Плотность веществ р............... 276
Экспоненциальная и интегральные показательные функции..... 277
Функции интегрального секанса (интегралы Зиверта)...... 284
Эллиптические интегралы первого рода.......... 285
Эллиптические интегралы второго рода.......... 285
•Список литературы................. 286
Предметный указатель................ 293
Цена: 300руб.
