Методы и средства радиационно-дозиметрического контроля при обращении с твердыми радиоактивными отходами

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Институт ЯХТ

Кафедра Д и РТК

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

Тема: Методы и средства радиационно-дозиметрического контроля при обращении с твердыми радиоактивными отходами

Выполнил: студент

Группы Д-34А

Бурак А.В.

Проверил: к. т. н., доцент

Афанасьев А.В.

Севастополь - 2006

Содержание

Перечень условных обозначений и сокращений

Введение

1. Порядок обращения с твердыми радиоактивными отходами

1.1 Общие положения

1.2 Распределение обязанностей и ответственности в сфере обращения с радиоактивными отходами

1.3 Использование средств индивидуальной защиты при обращении с ТРАО

2. Методы и средства радиационного контроля при обращении с твердыми радиоактивными отходами

2.1 Аппаратное обеспечение измерения, мощности дозы и загрязнения поверхности

2.1.2 Дозиметры ДРГЗ-01, ДРГЗ-02, ДРГЗ-03, ДРГЗ-04

2.1.3 Дозиметр ДРГ-05

2.1.4 Измеритель мощности дозы ДП-5В (рентгенометр)

2.1.5 Измеритель мощности экспозиционной дозы Γ-излучения КДГ-1

2.1.6 Радиометр-дозиметр МКС-01Р

2.1.7 Радиометры для измерения α-загрязненности поверхностей КРА-1 и КРАБ-3

3. Измерение индивидуальных доз облучения

3.1 Организация дозиметрического контроля

Заключение

Список используемой литературы

Перечень условных обозначений и сокращений

ТРО - твердые радиоактивные отходы

РАО - радиоактивные отходы

АЭС - атомная электрическая станция

НПРО - цех переработки радиоактивных отходов

БД - блок детектирования

ИИ - ионизирующее излучение

Введение

Производственная деятельность АЭС в сфере обращения с радиоактивными отходами направлена на обеспечение безопасной, надежной и экономичной работы основного и вспомогательного оборудования зданий и сооружений систем обращения с радиоактивными отходами, а так же поддержания в необходимом состоянии самих зданий и сооружений, путем выполнения предусмотренных производственными и нормативными документами процедур, организации их технического обслуживания и ремонтов.

Эти меры должны быть направлены на решение следующих проблем:

обеспечение приемлемого уровня защиты здоровья человека от радиационного воздействия РАО;

учет возможных последствий для человека и природной среды;

исключение чрезмерного экономического бремени для будущих поколений;

установление четкой ответственности за обращение с РАО;

разграничение полномочий, установление ответственности, прав и обязанностей в области обращения с РАО.

Особое внимание при этом следует обращать на обеспечение радиационной безопасности персонала. Для этих целей служит организованный на АЭС радиационный контроль.

Цель данной работы - анализ существующих методов и средств радиационной безопасности при обращении с ТРО.

1. Порядок обращения с твердыми радиоактивными отходами

 

1.1 Общие положения

Основной задачей системы обращения с ТРО является перевод отходов в состояние, позволяющее длительно хранить их с обеспечением максимальной безопасности обслуживающего персонала, жителей региона и окружающей природной среды. В этих целях ТРО подвергаются сортировке по активности и виду материала с последующей переработкой (прессование, сжигание, цементирование, плавление и т.п.), упаковкой в специальные защитные контейнеры и контролируемым хранением.

В структурных подразделениях приказом по станции назначены ответственные за обращение с РАО. Обязанность ответственных - контроль выполнения требований обращения с РАО в подразделении (бригадах, (сменах и т.п.), выдача руководству подразделений предложений для формирования мероприятий по минимизации образования отходов.

Ежемесячно на АЭС под председательством заместителя главного инженера по общестанционным объектам проводятся рабочие совещания руководителей подразделений. Цель совещаний - рассмотрение результатов работы за предыдущий месяц, выполнение намеченных мероприятий, разработка перспективных планов по обращению с РАО.

 

1.2 Распределение обязанностей и ответственности в сфере обращения с радиоактивными отходами

ЦПРО обеспечивает сбор, транспортировку, переработку, хранение и учет ТРО, образующихся на станции в процессе её эксплуатации, в соответствии с требованиями нормативных документов. Отдел радиационной безопасности обеспечивает:

радиационный контроль всех видов деятельности по обращению с РАО;

выполнение требований радиационной безопасности эксплуатационным персоналом.

Подразделения, в результате деятельности, которых образуются РАО, обеспечивают:

планирование образования РАО;

разработку и выполнение цеховых мероприятий по минимизации РАО;

сбор РАО на местах образования.

Смежные подразделения обеспечивают финансовое, материально-техническое, технологическое, ремонтное, транспортное сопровождение процесса обращения с РАО и подготовку персонала.

Общее руководство процессом обращения с РАО обеспечивают генеральный директор, главный инженер, заместители главного инженера.

 

1.3 Использование средств индивидуальной защиты при обращении с ТРАО

По характеру применения средства индивидуальной защиты (СИЗ) подразделяются на основные и дополнительные.

Основные СИЗ являются обязательными для всех лиц, работающих на предприятии и обеспечивающих необходимую защиту от загрязнения радиоактивными веществами. Дополнительные СИЗ применяются временно для защиты персонала при работе по дозиметрическому наряду, когда основные средства (спец. одежда) являются недостаточными или требуются защита самих основных средств.

Дозиметрический наряд - это письменное разрешение на выполнение радиационно-опасной работы, определяющее место проведения и содержания работы, время и дату начала работы, условия ее выполнения, необходимые меры безопасности, разрешенную дозу облучения работающих по наряду, состав бригады, и лиц ответственных за обеспечение радиационной безопасности.

В местах с мощностью дозы, превышающей γ 3 мР/ч или с загрязненностью по β - изучению свыше 8000 част/см². мин, или по α-излучению свыше 5 част/см²· мин работы с ТРАО производятся по дозиметрическому наряду.

Для выполнения радиационно-опасной работы в местах с мощностью дозирования 10 мР/ч, загрязненность по β-излучению свыше 50000 част/см²· мин, или по α-излучению свыше 50 част/см²· мин необходимо разрабатывать специальный план по радиационной безопасности.

Объем применения дополнительных средств зависит от характера выполняемой работы и определяется в каждом конкретном случае ответственными лицами за радиационную опасность.

Дополнительные средства включают в себя:

респираторы ШБ-1;

"Лепесток-200";

РП-К;

"Астра-2"

"Лепесток-40";

"Лепесток-5";

перчатки резиновые или пластиковые;

перчатки просвинцованные;

рукавицы комбинированные;

полухалат пластикатовый;

куртка или плащ пластикатовый;

сапоги резиновые;

полубахилы;

чулки и следы пластикатовые;

очки или маска защитные;

маска сварщика или куртка для работ в условиях ионизирующего излучения;

фартук пластиковый.

Резиновые перчатки должны использоваться совместно с хлопчатобумажными перчатками внутри.

Перед проведением работ с использованием СИЗ руководитель работ по дозиметрическому наряду проводит инструктаж о правилах пользования дополнительными СИЗ. По окончании работ необходимо провести дезактивацию дополнительных СИЗ, снять их в сан. Шлюзе или на месте проведения работ, затарить в полиэтиленовые мешки и доставить в отведенное место. Для защиты органов дыхания от радиоактивных аэрозолей применяются респираторы типа "Лепесток" в течении одной смены и от газов не защищают.

При работе с сильнозагрязненными предметами следует применять дистанционный инструмент: захваты, щипцы.

Спец. одежда загрязненная радионуклидами в пределах допустимых значений направляется на дезактивацию в спец. прачечную не реже одного раза в неделю, а спец. одежда, загрязненная свыше (НРБУ-97) допустимых норм, изымается из эксплуатации немедленно и направляется на дезактивацию.

Вход в зону строгого режима АЭС, где возможно воздействие ионизирующего излучения на персонал, допускается только через санпропускник с обязательным полным переодеванием работающего персонала, а вход в помещение, где ведутся аварийные работы и ремонтные, кроме того, через саншлюзы. В комплект повседневной спецодежды, работающих в зоне строго режима, входит комбинезон или костюм, шапочка, спецбелье, носки, легкая обувь или ботинки, перчатки, полотенце индивидуальные средства защиты.

Набор дополнительных СИЗ, в период ремонтных и аварийных работ, определяется службой радиационной безопасности АЭС.

При выходе из зоны строго режима контролируется чистота спецодежды и СИЗ, затем они снимаются, После обработки кожаных покровов человека под душем водой они должны превышать радиоактивное загрязнение выше 0,1 уровня ДЗА.

2. Методы и средства радиационного контроля при обращении с твердыми радиоактивными отходами

 

2.1 Аппаратное обеспечение измерения, мощности дозы и загрязнения поверхности

Система радиационного контроля представляет собой комплекс программно-технических средств и организационных мероприятий, позволяющих выполнить контроль радиационной обстановки и направленных на обеспечение и соблюдение норм радиационной безопасности и определение параметров, характеризующих радиационную безопасность.

Для определения активности ТРО применяется следующее аппаратное обеспечение.

Контроль мощности дозы гамма-излучения ТРО

дозиметры ДРГЗ - 01 - 04

дозиметры ДРГ-05; 05М Назначение дозиметров ДРГЗ - 01-Ю4.

 

2.1.2 Дозиметры ДРГЗ-01, ДРГЗ-02, ДРГЗ-03, ДРГЗ-04

Дозиметры ДРГЗ-01, ДРГЗ-02, ДРГЗ-03, ДРГЗ-04 предназначены для измерения экспозиционной дозы рентгеновского и γ-излучения в широком диапазоне мощностей доз и энергий квантов.

В условиях АЭС приборы могут использоваться для:

радиационного контроля в санитарно-защитной зоне АЭС при возникновении аварийных ситуаций;

радиационного контроля во время сортировки радиоактивных отходов и приемке свежего топлива;

радиационного контроля в период проведения дефектоскопии сварных швов трубопроводов;

измерения мощности дозы γ-излучения в машзале при нарушении герметичности парогенераторов;

контроля состояния биологической защиты ЯППУ.

Основные технические данные

Дозиметры измеряют мощность экспозиционной дозы рентгеновского и γ-излучений в диапазоне от 0 до 3000 мкР/сек.

Диапазоны измерения мощностей экспозиционной дозы разбиты на поддиапазон (табл.1).

Таблица 1 - Поддиапазоны измерения мощностей экспозиционной дозы

Поддиа- пазоны	Ед. измер	ДРГЗ-01; - 02	ДРГЗ-03	ДРГЗ-04
1	мкР/с	0...0,1	0...0,1	0...0,1
2	мкР/с	0...0,3	0...0,3	0...10,0
3	мкР/с	0...1,0	0...10,0	0...30,0
4	мкР/с	0...3,0	0...30,0	0...100
5	мкР/с	0...10,0	0...100	0...300
6	мкР/с	0...30	0...300	0...1000
7	мкР/с	0...100	0...1000	0...3000

Диапазон измеряемых эффективных энергий квантов рентгеновского и γ-излучений от 20 до 3000 кэВ.

В дозиметрах в качестве детектора использован фотоумножитель типа ФЭУ-92 и воздухоэквивалентный сцинтиллятор (в ДРГЗ-01 используется ФЭУ-93).

Основная погрешность дозиметров не превышает +15% на 1 и 2 поддиапазонах и +10% на всех остальных поддиапазонах относительно конечного значения шкалы.

Время установления рабочего режима дозиметров не превышает 3 минуты.

Время измерения дозиметрами не превышает:

на первом поддиапазоне - 10+2 сек,

на втором поддиапазоне - 3+1 сек

на остальных поддиапазонах - 1+0,5 сек.

Принцип действия дозиметра

Дозиметр состоит из следующих узлов:

блок детектирования (БД);

усилитель постоянного тока (УПТ);

преобразователь напряжения;

сетевой блок питания или блок питания на элементах РЦ-85У.

Измерение дозиметрами мощности дозы рентгеновского и γ-излучения основано на принципе измерения средней интенсивности сцинтилляций воздухоэквивалентного сцинтиллятора, которая пропорциональна измеряемой мощности дозы.

Фотоумножитель типа ФЭУ-92 регистрирует вспышки сцинтиллятора и работает в токовом режиме. Ток фотоумножителя измеряется с помощью усилителя постоянного тока и микроамперметра.

Подготовка к работе

Поставить переключатель рода работ в положение "Нак. ", а переключатель поддиапазонов в положение "Уст. нуля" и с помощью потенциометра накала на блоке питания установить стрелку измерительного прибора на правый край красного сектора.

Поставить переключатель рода работ в положение "Ток стаб." и потенциометром 3, расположенным под дном пульта, установить стрелку прибора на правый край красного сектора.

Подготовка к измерениям

Поставить переключатель рода работ в положение "Накал", а переключатель поддиапазонов в положение "Уст. нуля". Стрелка измерительного прибора должна устанавливаться в пределах красного сектора. Если стрелка прибора не устанавливается в пределах красного сектора, то следует снять нижний кожух и с помощью потенциометра накала на блоке питания установить стрелку на правый край красного сектора.

После 2-х минутного прогрева установить переключатель рода работ в положение "Ток стаб." Стрелка прибора должна установиться в пределах +10% от правого края красного сектора. В противном случае с помощью потенциометра 3, расположенного под дном пульта, установить стрелку прибора на правый край красного сектора.

Поставить переключатель рода работ в положение "ПР. ПИТАНИЯ". После 3-х минутного прогрева стрелка измерительного прибора должна показывать по нижней шкале напряжение, равное 7-8 В (вся шкала от 0 до 30 В).

После пятиминутного прогрева поставить переключатель рода работ в положение "Измерение", а переключатель поддиапазонов - в нужное для работы с контрольным источником положение.

Закрыть световой затвор и с помощью ручки "Уст. нуля" установить стрелку измерительного прибора на нуль.

Открыть световой затвор и установить на торце блока детектирования контрольный источник.

По истечению времени установления стрелки измерительного прибора для данного поддиапазона снять показания прибора, которое не должно отличаться более чем на +10% от значения, указанного на контрольном источнике. Прибор готов к работе (при большой погрешности прибор сдается в ремонт).

Определение показаний дозиметров от контрольного источника рекомендуется проводить не чаще одного раза в день, а при ежедневной работе - не чаще 1 раза в 3 дня.

Порядок работы

Поставить переключатель рода работ в положение "Измерение".

Закрыть световой затвор БД и проверить установку стрелки прибора на "нуль". Если стрелка не установилась на нуле, то ручкой "Уст. нуля" произвести корректировку.

Примечание: корректировка производится при каждом измерении.

Открыть световой затвор и произвести отсчет показаний после выдержки времени. Для исключения влияний флуктуаций стрелки на более чувствительных поддиапазонах, вызванных статическим характером излучения, рекомендуется производить 5-6 отсчетов с интервалом 5-10 сек., показания в этом случае определяется как среднеарифметическое произведенных отсчетов.

 

2.1.3 Дозиметр ДРГ-05

Назначение и краткая характеристика.

ДРГ-05 предназначен для измерения экспозиционной дозы (ЭД) и мощности экспозиционной дозы (МЭД) рентгеновского и γ-излучения в диапазоне энергий фотонов от 40 до 10000 кэВ и качественной оценки наличия β-излучения от 200 до 3000 кэВ.

Диапазон измерений МЭД от ОД до 10000 мкР/с поддиапазоны:

от 0,1 до 100 мкР/с

от 100 до 10000 мкР/с.

Диапазон измерений ЭД от ОД до 10000 мр.

Градуировка по Кобальту-60 (Со-60) или по цезию-137 (Cs-137). Проверка по стронциево-иттриевому источнику (Sz-90 +Y-90).

Время установления рабочего режима - не более 1 минуты.

Питание - от 28 аккумуляторов типа Д-01, объединенных в 4 АБ, соединенных параллельно.

Блок детектирования (БД) - ФЭУ-35А и воздухоэквивалентный сцинтиллятор типа Д-76. Для перекрытия светового потока идущего от сцинтиллятора на фотокатод ФЭУ, применен световой затвор. Отношение световых потоков, попадающих на фотокатод при открытом или закрытом затворе, не менее 200. ДРГ-05 позволяет качественно оценить наличие (3-излучений. О наличии β-излучений судят по разности показаний при надетом на БД съемном стакане и без него.

ДРГ-05 имеет 3 режима работы:

"<100 мкр/с", в этом режиме в цифровом индикаторе ставиться "запятая" - 1 поддиапазон.

">100 мкр/с", запятая гаснет - 2 поддиапазон;

"мР" - для измерения ЭД от 1 до 9999 Р.

При превышении показаний на табло происходит мигание цифр с частотой около 16 Гц, а при МЭФ > 10000 мкР/сек - на табло загораются мигающие "нули".

Подготовка к работе и порядок работы

Вращением стакана установить световой затвор в положение "открыто".

Установить переключатель в одно из положений "<100"; ">100"; "мР" и дать прибору прогреться в течение 1 минуты (но лучше 15 минут).

Проверить работоспособность от контрольного источника (при измерении МЭД) и в положении "МР" (при измерении ЭД).

Измерить дозу от контрольного β-источника за время t - измерения, за которое наберется доза (Д_изм. =100 мр). Д_изм. должна быть связана с МЭД от контрольного источника (Р_деист) и коэффициентом (К_с).

Д_изм = Р_дейст. t_изм. / К_с (1)

в пределах +/- 5% при К_с = 0,99.

При работе в режиме "МР" дозиметр измеряет ЭД за время, задаваемое оператором (по секундомеру) с точностью 1-2%. В этом случае

Д_ист. = Д_изм. К_с,

где Д_ист - истинная доза;

Д_изм - показания прибора.

Для оценки наличия β-излучения необходимо провести измерение β-излучения поверхности со съемным стаканом и без него, не меняя положения дозиметра. Увеличение показаний при снятом стакане более, чем на 20%, чем при надетом, указывает на наличие β-излучения.

ДОЗИМЕТР ДРГ-05М

Назначение и основные технические данные

ДРГ-05м предназначен для измерения экспозиционной дозы (ЭД) и мощности экспозиционной дозы (МЭД) рентгеновского и γ-излучения в диапазоне энергий фотонов от 15 до 3000 КэВ.

Диапазон измерения МЭД от 0,01 до 100000 мкр/с. Поддиапазоны:

"<2,5 мкр/с" - от 0,01 до 2,5 мкр/с;

"<100 мкр/с" - от 2,5 до 100 мкр/с;

">100 мкр/с" - от 100 до 10000 мкр/с.

Диапазон измерения ЭД от 1 до 10000 мкр/с.

Градуировка по кобальту-60 (Со-60) и по цезию-137 (Сз-137).

Питание от 4-х аккумуляторов Д-01.

Время установления рабочего режима - не более 1 минуты.

Устройство и принцип действия

Измерение МЭД основано на измерении интенсивности сцинтилляций воздухоэквивалентного экрана сцинтиллятора, которая пропорциональна МЭД. В качестве воздухоэквивалентного сцинтиллятора используется органический сцинтиллятор на основе полистирола.

ДРГ-05М позволяет качественно оценить наличие β-излучения как при наличии, так и при отсутствии γ-излучения. О наличии β-излучения судят по разности показаний дозиметра при надетом на БД съемном стакане и без него.

ДРГ-05М имеет 4 режима работы;

1режим: "<2,5 мкр/с". В этом режиме на индикаторном табло после цифрового индикатора 3-го разряда светится "запятая", обеспечивая индикацию результатов измерения, начиная с 0,01 до 2,5 смк/с.

2режим: " <100 мкр/с". В этом режиме на индикаторном табло цифрового индикатора 2-го разряда светится "запятая", обеспечивая индикацию результатов измерения начиная с 0,1 до 99,9 мкр/с.

3режим: ">100 мкр/с". В этом режиме на индикаторном табло после цифрового индикатора "запятая" гаснет и возможно измерение от 1 до 999 мкр/с.