Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Защитный текстиль


Технический текстиль/Защитный текстиль/Радиационная защита и текстиль

Радиационная защита и текстиль

10 марта 2004
Технический текстиль №9, 2004

Донских Александр Александрович
Филатов Владимир Николаевич


Атомная энергетика является наиболее экономичным и экологически чистым способом производства электроэнергии и промышленного тепла. Но при одном условии - обеспечении ядерной, радиологической и технической безопасности АЭС. В том числе и работающего там персонала. Особенно актуализировалась эта проблема после введения с 1 января 2000 г. Федерального Закона «О радиационной безопасности населения» (№3-ФЗ от 9 января 1996 г.) и Санитарных правил СП 2.6.758-99 (НРБ-99). 

В этих документах  существенно снижен предел допустимой дозы излучения до 20 кэВ (то есть, в 2,5 раза меньше по сравнению с ПДД по НРБ 76/87). Это, безусловно, положительный момент по отношению к персоналу станций. Но в то же время, ужесточение подобных норм создает довольно сложные проблемы для ремонтных производств АЭС, поскольку в срочном порядке приходится разрабатывать новые возможности защиты от различного рода опасных факторов в их работе, как, например, от воздействия ионизирующих излучений.

Если от внутреннего облучения, обусловленного попаданием внутрь организма радиоактивных аэрозолей и пыли, прекрасно защищают респираторные маски, а от радиоактивных загрязнений - легкие пластикатовые костюмы, то защита от потоков внешнего фотонного излучения представляет собой гораздо более сложную проблему. Физические процессы, происходящие при взаимодействии фотонов с веществом, заставляют вводить в защитный материал тяжелые элементы (свинец, висмут и др.). Защитные свойства материала зависят только от количества тяжелого элемента в поглотителе, то есть, от его поверхностной плотности. При этом эффективность защитного материала с ростом энергии фотонного излучения быстро снижается. 

Так, для обеспечения двукратного ослабления такой энергии необходим слой материала с поверхностной плотностью по свинцу от 9 г/см2 (для 700 кэВ) до 17 г/см2 (для 1200 кэВ). Создать носимые СИЗ с такой поверхностной плотностью невозможно: их масса составляла бы 200-400 кг. А попытки создания гамма-защитных костюмов показали, что они эффективны при энергии фотонов не превышающей 200 кэВ, то есть при защите лишь от ослабленного рассеянного излучения.

С учетом реальных условий эксплуатации основные требования к элементу радиационной защиты вкратце таковы:

  • достаточно высокое содержание химических элементов с большими порядковыми номерами (Z ³ 82);
  • повышенная гибкость (минимальный радиус кривизны не более 60 мм);
  • устойчивая прочность;
  • температурный интервал использования 10...+80°С;
  • масса 20...22 кг (при площади защитной части 0,5 м2);
  • возможность быстрого закрепления в любом пространственном положении;
  • постоянство защитных свойств и физико-механических характеристик, как по поверхности материала, так и во времени;
  • высокий уровень технологичности (соединение деталей между собой должно выполняться на серийном технологическом оборудовании с гарантированными характеристиками прочности соединения;
  • гигиеническая безопасность при изготовлении и применении.

Применение листов свинца, к сожалению, ограничено низкой прочностью металла и неудовлетворительной гибкостью. Использование многослойных конструкций из свинцовой фольги ненадежно  из-за отсутствия надежного и прочного соединения листов между собой. Серьезные проблемы возникают и при дезактивации  металлического свинца, поскольку химические реагенты дезактивационных растворов, реагируя с металлическим свинцом, образуют весьма ядовитые соединения, которые требуют специальных условий утилизации.

В НИИ текстильных материалов разработаны оборудование и технология серийного изготовления  переносных гибких радиационно-защитных матов. Это герметичные прямоугольные оболочки из водонепроницаемой ткани с полимерным покрытием, внутри которой закреплен набор тонких прямоугольных рентгенозащитных пластин. По периметру оболочки с шагом 150 мм выполнены крепежные отверстия, окантованные люверсами. Это изделие, при весе 20 кг (поверхностной плотностью по свинцу 4 г/см2), обеспечивает коэффициент защиты 1,47 на площади 0,5мІ (при энергии гамма-излучения 660 кэВ). 

Конструкция мата предусматривает возможность быстрого монтажа многослойных конструкций на криволинейных поверхностях с требуемым суммарным коэффициентом защиты в любом пространственном положении. Три типоразмера матов (с одинаковым весом и площадью защиты) позволяет в широких пределах варьировать геометрические параметры защиты.

Необходимо отметить, что наружная оболочка мата герметична, имеет низкую адгезию к радиоактивным загрязнениям, устойчива к действию дезактивирующих растворов, что позволяет проводить многократную дезактивацию матов. Выбор материала оболочки матов основан на рекомендациях ГНЦ Института  биофизики.

Применение матов позволяет обеспечить приемлемый уровень интенсивности излучения в защищаемом пространстве. Например, применение всего 100 матов в течение года позволило снизить коллективную дозу облучения персонала Курской АЭС на 25% и произвести все регламентные ремонтные работы силами собственных служб, без привлечения работников с других АЭС.

Однако в ряде случаев, когда локальной защиты либо нет (например, при ее монтаже), либо она недостаточна, целесообразно применение радиационно-защитного костюма. Предлагаемый комплект  костюма обеспечивает эффективную защиту человека от потоков внешнего ионизирующего излучения низких энергий. Он представляет собой набор изделий, сбалансированных по весу и защитным характеристикам. Масса костюма (18 кг) распределена таким образом, что органы человека защищены пропорционально их радиочувствительности (максимальная защита гонад, щитовидной железы, кроветворных органов). Это  минимизирует эффективную дозу при заданной массе костюма. Применение костюма в пространстве, защищенном матами, позволяет снизить дозу облучения еще в 1,4 раза. Многослойность конструкции и отсутствие жесткой межслойной связи обеспечивает гибкость и, соответственно, эргономичность костюма. Наружная оболочка костюма также герметична и выдерживает многократную дезактивацию.

Следует отметить, что набор  является комплектом взаимодополняющих защитных изделий. Количество изделий в комплекте определяется в зависимости от предполагаемых условий и регламентов работ.

В перспективе - работы по дальнейшему повышению эффективности изделий, их теплостойкости, устойчивости к действию химических реагентов. Для этого необходимы эффективные разработки новых композиционных радиационнозащитных текстильных материалов, тканей с тепло- и химически стойкими полимерными покрытиями,  клеев и герметиков.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ