| Лидеры продаж РКШаблон Красовского УШК-1 Эталоны чувствительности канавочные Магнитный прижим П-образный Альбом радиографических снимков
|
Как измеряют радиоактивность?
Радиоактивное излучение не воспринимается напрямую нашими органами чувств. Но его можно обнаружить и измерить по косвенным признакам.
Методы обнаружения основаны на том факте, что излучение оставляет след или задерживается в той материи, через которую проходит. Специальные приборы – детекторы, используемые сегодня, имеют разную физическую основу (газовые, сцинтилляционные, полупроводниковые счетчики), но они используют один и тот же принцип: переводят фотоны, электроны или альфа-частицы излучения, в электрический сигнал, чтобы рассчитать количество распадов или иными словами количество беккерелей.
Несмотря на то, что 1 беккерель – это чрезвычайно маленькая радиоактивность, измерительные приборы, которыми располагает человечество, в большинстве случаев достаточно чувствительны, чтобы обнаружить радиоактивность.
Радиоактивность можно измерить как в лаборатории, так и с помощью переносных аппаратов, предназначенных для регистрации конкретного типа излучения.
Единицы измерения радиоактивности
Беккерель, грей и зиверт – три единицы, в которых измеряют радиоактивность, ее энергию и ее воздействие соответственно.
Как уже упоминалось, активность в беккерелях (Бк) равна числу атомов, распадающихся за секунду (1 Бк соответствует распаду одного атома за секунду). Ранее для обозначения числа распадов использовалась единица кюри – соответствующая тридцати семи миллиардам распадов за секунду, названная в честь первооткрывателей радия — Пьера и Марии Кюри.
Грей (Гр) – единица измерения количества энергии, которое выделятся в веществе при воздействии излучения. 1 Гр соответствует тому, что вещество получило один джоуль энергии в расчете на один килограмм массы, и определяет поглощённую дозу. Ранее использовалась единица «рад».
Зиверт (Зв) – единица биологического воздействия на организм в зависимости от типа излучения. 1 зиверт – это количество энергии, поглощённое килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощённой дозе гамма-излучения в 1 Гр. Эквивалентная доза, характеризующая биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением, измеряется в Зивертах. Прежде использовалась единица Бер, составляющая 1 сотую Зиверта.
Измеряемая величина | Определение | Единица измерения |
Радиоактивность | Количество распадов в секунду | Беккерель (Бк) |
Поглощенная доза | Количество энергии, полученное материей от излучения | Грей (Гр) |
Эквивалентная доза | Воздействие излучения на организм | Зиверт (Зв) |
Кроссворд, посвященный Всемирному дню гражданской обороны
Вопросы
По вертикали:
1. Разрушение сооружений и/или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемый взрыв и/или выброс опасных веществ.
2. Прибор для обнаружения и прямого измерения экспозиционной, поглощенной и эквивалентной дозы ионизирующего излучения или их мощности. Измеряет суммарную дозу ионизирующего излучения, полученную личным составом за время пребывания на радиоактивно заражённой местности.
3. Описание тактической или оперативной обстановки, которое в ходе отработки учебной задачи сообщается руководителем или посредником во время выполнения программы подготовки или на учениях.
4. Система временных организационных, режимно-ограничительных, административно-хозяйственных, санитарно-эпидемиологических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на предупреждение распространения инфекционной болезни и обеспечение локализации эпидемического, эпизоотического или эпифитотического очагов и последующую их ликвидацию.
5. Микроорганизм, обладающий клеточной оболочкой, но не имеющий клеточного ядра, размножающийся простым делением.
6. Основной орган управления силами в боевой обстановке и руководства их обучением, воспитанием и повседневной деятельностью в мирное время. Свою работу он осуществляет на основе решений командира (командующего) и распоряжений вышестоящего органа управления.
7. Фортификационные сооружения, элементы рельефа и местные предметы, используемые для защиты и маскировки личного состава, военной техники и имущества.
8. Укрытие закрытого типа, специально построенное или оборудованное для защиты людей от всех средств поражения; оборудуются системами воздухо-, водо-, электроснабжения, отопления и обеспечивают длительное пребывание в них людей без применения индивидуальных средств защиты.
По горизонтали:
9. Быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению техногенной ЧС.
10. Процесс уничтожения или удаления возбудителей инфекционных болезней человека и животных во внешней среде физическими, химическими и биологическими методами.
11. Расписание, по которому производится передвижение. В нем обозначается: время выступления, число верст каждого перехода, места дневок, пункты хлебопечения и день прибытия по назначению; при движении по железным дорогам — время и место посадки, пересадок и перегрузок.
12. Скопление льдин в русле реки во время ледохода, вызывающее стеснение водного сечения и связанный с этим подъём уровня воды.
13. Доведение до личного состава, работника и т.п. сведений об особенностях и технике безопасности при выполнении конкретных работ.
Измерение радиации | NRC.gov
Существует четыре различных, но взаимосвязанных устройства для измерения радиоактивности, облучения, поглощенной дозы и эквивалента дозы. Их можно запомнить по мнемонике R-E-A-D , как показано ниже, с использованием как общих (британских, например, Ки), так и международных (метрических, например, Бк) единиц:
- R Адиоактивность относится к количеству ионизирующего излучения, выделяемого материалом. Испускает ли он альфа- или бета-частицы, гамма-лучи, рентгеновские лучи или нейтроны, количество радиоактивного материала выражается в терминах его радиоактивности (или просто его активности), которая представляет, сколько атомов в материале распадается за заданное время. период.Единицами измерения радиоактивности являются кюри (Ки) и беккерель (Бк).
- E xposure описывает количество радиации, проходящей через воздух. Многие радиационные мониторы измеряют экспозицию. Единицы измерения экспозиции — рентген (R) и кулон на килограмм (Кл / кг).
- Поглощенная доза b описывает количество излучения, поглощенное объектом или человеком (то есть количество энергии, которое радиоактивные источники выделяют в материалах, через которые они проходят).Единицами измерения поглощенной дозы являются поглощенная доза излучения (рад) и серый цвет (Гр).
- D эквивалент (или эффективная доза) сочетает в себе количество поглощенной радиации и медицинские эффекты этого типа радиации. Для бета- и гамма-излучения эквивалент дозы такой же, как и поглощенная доза. Напротив, эквивалент дозы больше, чем поглощенная доза для альфа- и нейтронного излучения, потому что эти типы излучения более опасны для человеческого организма.Единицами эквивалента дозы являются рентген-эквивалент человек (бэр) и зиверт (Зв), а биологические эквиваленты дозы обычно измеряются в 1/1000 бэр (известный как миллибэр или мбэр).
Для практических целей 1 R (облучение) = 1 рад (поглощенная доза) = 1 бэр или 1000 мбэр (эквивалент дозы).
Обратите внимание, что мера, указанная в Ci, показывает радиоактивность вещества, а мера в бэр (или мбэр) показывает количество энергии, которое радиоактивный источник откладывает в живой ткани.Например, человек получит дозу, эквивалентную 1 мбэр, от любого из следующих видов деятельности:
- 3 дня жизни в Атланте
- 2 дня жизни в Денвере
- 1 год просмотра телевизора (в среднем)
- 1 год ношения часов со светящимся циферблатом
- 1 рейс авиакомпании «от побережья до побережья»
- 1 год проживания по соседству с нормально работающей АЭС
Страница Последняя редакция / обновление 20 марта 2020 г.
Что такое доза облучения?
Доза медицинского излучения не похожа на дозу лекарства.Что касается дозы облучения, то существуют разные типы и единицы измерения. Доза облучения — сложная тема.
Почему существуют разные способы измерения дозы радиации?
Когда вы думаете о дозе лекарства, вы думаете об абсолютном измерении количества, которое вы принимаете. Но радиация не измеряется количеством, которое вы принимаете.
Излучение от медицинских осмотров похоже на солнечный свет. Воздействие солнечного света на кожу зависит от интенсивности света и от того, как долго человек находится в нем.
Факторы солнечного света:
- Интенсивность
- Длительность выдержки
- Чувствительность кожи
Люди часто описывают уровень своего пребывания на солнце, основываясь на его воздействии на их кожу. Друзья могут сказать: «У тебя много солнца». Или: «Ты красный, это должно быть больно». Они измеряют количество солнечного света, которому вы подверглись, по тому, что они видят.
Точно так же доза радиации расскажет нам о влиянии радиации на ткани.Дозу облучения можно измерить несколькими способами.
Дозы излучения
Что могут сказать нам эти разные дозы:
- Поглощенная доза используется для оценки возможности биохимических изменений в определенных тканях.
- Эквивалентная доза используется для оценки ожидаемого биологического ущерба от поглощенной дозы. (Разные виды излучения обладают разными повреждающими свойствами.)
- Эффективная доза используется для оценки потенциала долгосрочных эффектов, которые могут возникнуть в будущем.
Определения
Давайте начнем с того, что узнаем, что означают термины «дозы».
Определение 1
Поглощенная доза — это концентрация энергии, депонированной в ткани в результате воздействия ионизирующего излучения. Примечание: в данном случае это означает энергию, поглощаемую тканями человека.
Рентгеновские лучи, в отличие от солнечного света, могут проникать глубоко в тело и накапливать энергию во внутренних органах. Рентгеновские лучи могут проходить даже через тело человека.
Поглощенная доза описывает интенсивность энергии, вложенной в любое небольшое количество ткани, расположенной в любом месте тела.
Единицей измерения поглощенной дозы является миллигрей (мГр).
Если у вас есть компьютерная томография верхней части живота, поглощенная доза в грудную клетку очень мала, потому что она подверглась воздействию небольшого количества рассеянного излучения. Поглощенная доза для вашего желудка, поджелудочной железы, печени и других органов является наибольшей, поскольку они подверглись прямому воздействию.
Определение 2
Эквивалентная доза — это величина, которая учитывает повреждающие свойства различных типов излучения. (Не все излучения одинаковы.)
Поглощенная доза в сравнении с эквивалентной дозой
Разница между дозой, поглощенной в ткани, и эквивалентной дозой:
- Поглощенная доза показывает нам запас энергии в небольшом объеме ткани.
- Эквивалентная доза относится к воздействию, которое тип излучения оказывает на ткань.
Поскольку все излучения, используемые в диагностической медицине, имеют одинаковый потенциал низкого вреда, поглощенная доза и эквивалентная доза численно одинаковы. Только единицы разные.
Для диагностического излучения: эквивалентная доза в миллизивертах (мЗв) = поглощенная доза в мГр.
Определение 3
Эффективная доза — это расчетное значение, измеренное в мЗв, которое учитывает три фактора:
- поглощенная доза на все органы тела,
- — относительный уровень вреда от излучения,
- чувствительности каждого органа к радиации.
Эффективная доза: Количество эффективной дозы помогает нам учитывать чувствительность.
Различные части тела имеют разную чувствительность к радиации. Например, голова менее чувствительна, чем грудь.
Эффективная доза относится к общему долгосрочному риску для человека от процедуры и полезна для сравнения рисков от различных процедур.
Эффективная доза не предназначена для применения конкретному пациенту.
Фактический риск для пациента может быть выше или ниже, в зависимости от размера пациента и типа процедуры.
Пример поглощенной дозы, эквивалентной дозы и эффективной дозы. Если у вас КТ брюшной полости, какова доза на брюшную полость?
- Типичная поглощенная доза: 20 мГр
- Типичная эквивалентная доза: 20 мЗв
- Типичная эффективная доза: 15 мЗв
Какую дозу следует использовать для оценки потенциальных долгосрочных рисков от различных процедур?
Измерения поглощенной и эквивалентной дозы можно использовать для оценки краткосрочного риска для тканей.(Краткосрочный срок — от недель до месяцев.)
При правильно выполненных диагностических исследованиях не будет кратковременных эффектов радиационного воздействия, поэтому поглощенная доза и эквивалентная доза не очень полезны.
Для пациентов наиболее важной величиной дозы является эффективная доза, поскольку она позволяет просто сравнивать долгосрочные риски.
Итого
Доза облучения — это не лекарство. Доза радиации — это не то же самое, что доза лекарства.
Доза излучения имеет множество форм и включает поглощенную дозу, эквивалентную дозу и эффективную дозу.
Существует несколько величин, в которых измеряется доза (например, мГр, мЗв). Существуют и другие величины доз, которые не обсуждались.
Понятия о дозе облучения могут сбивать с толку. Вы и ваш радиолог или медицинский физик должны работать вместе, чтобы ответить на ваши вопросы о дозе облучения.
Для получения дополнительной информации см. Страницу «Доза излучения при КТ и рентгеновских исследованиях».
Решение для измерения ионизирующего излучения в условиях больницы
В следующих разделах система, предлагаемая здесь, будет подробно рассмотрена с двух сторон: (i) используемые аппаратные компоненты, их подключение / интеграция и (ii) реализованное программное обеспечение.
3.3.2. Описание программного обеспечения
Операционная система. Операционная система (ОС) для Raspberry Pi обозначается как Raspbian. В частности, была установлена версия Raspbian Jessie, поскольку она предлагает множество функций и документации с точки зрения сбора данных и проблем связи.
Код датчика Гейгера. Этот код, реализованный на языке C, определяет количество импульсов в минуту и эквивалентное излучение, измеренное детектором GM на плате.Raspberry Pi выполняет запрограммированный код, получая данные о дозе от детектора Гейгера через его контакты GPIO. Поскольку датчик использует те же соединения, что и Arduino, необходимо включить коды библиотеки arduPi, предоставленные производителем.
показывает блок-схему того, как работает Гейгер (и связанный с ней код).
Каждый раз, когда инициируется код, приложение остается в ожидании стимуляции в трубке GM, увеличивая количество отсчетов.Затем приложение входит в бесконечный цикл, в котором значения излучения непрерывно фиксируются с периодом в одну секунду. Ссылаясь на предыдущий рисунок, обсуждается каждый из блоков:
● Измерение радиации: отображение на консольном терминале
Как упоминалось выше, приложение показывает количество импульсов в минуту (CPM) и дозу излучения (мкЗв / ч). Во-первых, необходимо рассчитать количество отсчетов в минуту, а затем получить эквивалентное значение излучения, относящееся к рассчитанному CPM, умножив CPM на коэффициент преобразования, предоставленный производителем.Число отсчетов, соответствующих стимуляции трубки GM, сохраняется в конкретной переменной. Временной интервал длится одну секунду. Чтобы получить эквивалентные CPM, необходимо будет умножить количество отсчетов в секунду на 60 (countPerMinute = 60 ∗ count).
Наконец, перед тем, как значения излучения сохраняются в локальной и удаленной базах данных, количество отсчетов сбрасывается (переменная устанавливается в ноль), поэтому при перезапуске цикла получается новое значение отсчета.
● Загрузка значений CPM и излучения на удаленный веб-сервер
После получения значений CPM и излучения следующим шагом является загрузка этих данных в базу данных удаленного веб-сервера MySQL.Для этого необходимо использовать метод, который подключается к серверу по IP, имени пользователя и его паролю. Затем программист / разработчик выбирает базу данных, которая к нему подключается. Обратите внимание, что каждое устройство будет иметь свою собственную базу данных на веб-сервере. Таким образом, каждое устройство не зависит от других.
С другой стороны, для загрузки значений CPM и излучения реализован SQL-запрос. В этом случае программисты отправляют запрос типа INSERT, включая значения countPerMinute (CPM) и radiusValue (эквивалентное излучение), в удаленную базу данных.Наконец, как только эти значения будут сохранены, соединение закрывается.
Результаты, отображаемые приложением для смартфона, будут данными (вместе с их статистикой), хранящимися в этой базе данных, установленной на удаленном веб-сервере.
● CPM и хранение значений излучения в localhost
Значения доз также хранятся в базе данных localhost.
Любая ошибка, обнаруженная на удаленном веб-сервере, будет устранена локальным хостом. То есть те значения излучения, которые были потеряны в период простоя веб-сервера, будут восстановлены локальным хостом.Эта функция выполняется методом, который имеет тот же код, что и предыдущий, за исключением IP-адреса.
● Конец цикла
Наконец, после того, как данные были загружены на веб-сервер и сохранены на локальном хосте, в следующем наборе измерений возникает задержка в одну секунду. Эта задержка подразумевает соответствующий временной интервал с момента измерения уровня излучения детектором Гейгера до момента, когда приложение Android отобразит это значение на экране. Если задержка уменьшится до значений менее одной секунды, детектор GM сможет выполнять измерения более точно.Однако не хватило бы времени, чтобы загрузить данные на веб-сервер и загрузить их в приложение. Примечательно, что другие системы способны отображать уровни излучения, но требуют больше времени, демонстрируя, что эта система более точна в настройке интервалов для образцов излучения.
Наконец, реализован автоматический запуск кода. Чтобы избежать ручного выполнения кода в Raspberry Pi (что приводит к неэффективному применению в больничных условиях), был запрограммирован сценарий, который автоматически запускает код каждый раз, когда Raspberry Pi подключается к источнику питания или загружается.С этой целью, поскольку Raspberry Pi является системой Unix, сценарий будет создан в каталоге /etc./init.d , в котором указаны команды запуска и остановки. Кроме того, различные интерфейсы для доступа в Интернет (WiFi, 3G и Ethernet) также будут подключаться автоматически, без необходимости поддержки со стороны специалистов или разработчиков.
3.
Серверы. Сервер необходим для хранения данных о дозах, собранных устройством. Как для удаленного веб-сервера, так и для локального хоста выбран Apache [30], который представляет собой бесплатный HTTP-сервер с открытым исходным кодом и теми же функциями, что и другие дорогостоящие конкуренты.Веб-сервер Apache отвечает за хранение данных о радиации, захваченных GM, и управление ими в приложении для Android. В этом случае приложение Android обращается к этому серверу как для входа в систему, так и для регистрации нового пользователя, а также для отображения измерений / статистики излучения. Удаленному веб-серверу требуется доступ в Интернет, поэтому он должен иметь домен и, следовательно, общедоступный IP-адрес. Определенным образом и устройство, и приложение Android подключаются к серверу через этот общедоступный IP-адрес. В соответствии с этой предпосылкой обратите внимание, что веб-сервер позволяет нам получать доступ к данным где угодно.Используя приложение Android или ПК, мы проверяем значения излучения в любое время и в любом месте, даже если детектор выходит из строя или выключается. Это также позволяет нам контролировать вход и регистрацию пользователей, избегая, например, того, что два разных пользователя используют одно и то же имя пользователя. Локальный хост Apache настроен как служба резервного копирования, не имеет подключения к Интернету, а данные восстанавливаются через USB.
4.
База данных. Они несут ответственность за хранение как данных об излучении от детектора GM, так и информации из регистров пользователей.PhpMyAdmin [31] был выбран в качестве инструмента для создания базы данных как на локальном сервере, так и на удаленном веб-сервере. PhpMyAdmin, написанный на PHP обеспечивает управление базой данных и управляет MySQL. Например, пользователь может создавать / удалять базы данных, создавать / удалять / изменять таблицы, удалять / редактировать / добавлять поля, выполнять любой оператор SQL, обрабатывать ключи в полях, управлять привилегиями и экспортировать данные в различных форматах.
Принимая во внимание, что устройства независимы друг от друга, маркировка каждого устройства собственным уникальным идентификационным номером означает, что каждое устройство имеет свою собственную базу данных.Результатом является более интуитивно понятное и соответствующее управление различными устройствами, развернутыми в больнице, что облегчает восстановление данных и безопасность данных.
Поля, составляющие базы данных, наряду с CPM и значением излучения, являются следующими: (i) идентификатор для каждого загруженного измерения; (ii) метка времени захваченной дозы, исходящей от устройства; и (iii) зарегистрированных пользователей, включая имя пользователя, пароль и данные электронной почты, отправленные приложением для смартфона.Что касается последнего, цель состоит в том, чтобы каждая больница имела свои собственные базы данных пользователей, которые были бы независимы от других.
5.
Приложение для Android. Приложение, разработанное для смартфонов, отвечает за отображение всех результатов излучения, зафиксированных устройствами. Это приложение было реализовано в Android, потому что, помимо прочего, оно имеет открытый исходный код. Кроме того, Android упрощает моделирование и тестирование различных версий нашего приложения на разных устройствах без необходимости их предварительной разработки в эмуляторах.Разработка приложения разделена на две основные части: внешний вид, ориентированный на графические интерфейсы и конкретные функции каждого из них.
представляет собой блок-схему, включая общую функциональность приложения.
Приложение связывает базу данных с помощью запросов SQL. Эти коммуникации являются асинхронными из-за того, что на сервере выполняются различные процессы, поэтому эта проблема остановит основное приложение, если оно закодировано синхронно. Для реализации асинхронных задач используется класс AsyncTask [32].Это взаимодействует с процессом основного потока, выполняя только операции и показывая результаты в основном потоке.
Преимуществом нашей реализации является уменьшение количества обращений к базе данных. Таким образом, приложение более эффективное и динамичное, что снижает вероятность ошибок подключения. С этой целью класс Intent [33] отвечает за отправку имени пользователя и номера устройства среди различных действий, не требуя удаленного подключения к базе данных.Следовательно, запросы SQL требуются только тогда, когда пользователи хотят получить результаты определенного типа, например статистику излучения. Наконец, в следующих подразделах будут подробно описаны внешний вид и функции каждой из частей, на которые было разделено приложение, в соответствии с общей схемой, показанной в.
Инициализация приложения
Каждый раз, когда приложение запускается, появляется изображение, например, представляющее форму входа в систему.
Как показано, эта форма вводит имя пользователя, пароль и номер устройства.Прежде всего, требуется имя пользователя, связанное с паролем. Эти значения хранятся в базе данных.
Номер устройства — это идентификатор, присвоенный каждому устройству. В каждой больнице есть определенное количество занесенных в каталог устройств, что позволяет пользователю выбрать устройство, от которого он хочет получать информацию о радиации. Этот выбор выполняется вручную при входе в систему и зависит от области, в которой работает персонал. Таким образом, заполнив поле номера устройства, приложение подключается к базе данных, соответствующей этому устройству.Это возможно, потому что, как обсуждалось выше, каждый медицинский работник подвергается облучению в закрытом помещении больницы, и нет необходимости каждый раз изменять номер устройства.
С другой стороны, если пользователь не вводит данные в поля формы или номер устройства не входит в число назначенных больнице, будет показано сообщение об ошибке, предупреждающее пользователя. За эти функции отвечает класс Inputvalidation . Однако, если процесс правильный, кнопка Login активирована, а имя пользователя и пароль проверяются в базе данных с помощью класса CheckUser .В утвердительном случае отображается основной вид приложения.
Все виды и стили были запрограммированы в XML. Для этого использовался официальный Android API. Код, соответствующий Начальному сеансу, обозначается как «LogicActivity». Блок-схема этой деятельности представлена в.
Схема запуска процедуры.
Регистрация пользователя
Каждый раз, когда пользователь щелкает по экрану «Еще нет учетной записи? Create one », расположенный в« LoginActivity », запустится действие« RegisterActivity ».Это действие показывает форму регистрации, как показано на.
Как мы видим, эта форма запрашивает имя пользователя, адрес электронной почты, пароль и подтверждение пароля пользователя. Как и в «LoginActivity», к форме входа снова можно получить доступ, щелкнув предложение «Уже являетесь участником? Вход », как показано ниже.
«RegisterActivity» содержит те же функции, что и «LoginActivity». Класс InputValidation выполняет функцию, отвечающую за то, чтобы, если пользователь вводит пустые поля в форму или если поле пароля не совпадает с полем подтверждения пароля , пользователю будет выдано сообщение об ошибке.Класс CheckUserRegis , расширенный до класса AsyncTask , проверяет, есть ли в приложении имя пользователя, которое уже существует, таким образом сравнивая имя, введенное в приложении, с пользовательской базой данных. Наконец, если имя пользователя не совпадает с предыдущим, введенным в базу данных, это означает, что это имя доступно и данные нового пользователя хранятся в базе данных. Класс, отвечающий за эту функцию, называется AddUser . На следующей блок-схеме показано, как работает это действие ().
Блок-схема реестра пользователей.
Главное меню
Внешний вид главного меню соответствует логотипу Технического университета Картахены (UPCT), а также раскрывающемуся меню, которое позволяет нам выбрать действие, в котором показано устройство.
Каждый пункт меню связан с отдельным действием. Частным случаем является действие «Датчик», которое показывает результаты детектора (датчика) GM в реальном времени. MainActivity позволяет пользователю, которому требуется какое-либо статистическое действие, например, загрузить среднемесячное излучение, завершить это действие и снова получить доступ к значениям дозы в реальном времени на своем смартфоне.Цель состоит в том, чтобы добавить в главное меню дополнительную функцию, которая выходит за рамки промежуточного звена между действиями. Наконец, функция, соответствующая основному действию, называется «MainActivity» и отражена в следующей блок-схеме ().
Блок-схема метода главного меню.
Как показано на, в зависимости от пункта раскрывающегося меню, на который нажимает пользователь, запускается то или иное действие, а затем начинается другое действие. Как ранее проиллюстрировано в описании «Намерения», перед началом нового действия имя пользователя и номер устройства получают из «LoginActivity».
Датчик(детектор GM)
Это действие реализовано в «MainActivity», а внешний вид и функциональные возможности совпадают с раскрывающимся главным меню. Внешний вид зависит от его состояния. Если пользователь не щелкнул значок «Датчик», чтобы начать сбор и отображение значений в реальном времени, на следующем рисунке изображен графический интерфейс пользователя, который появляется. Однако, если пользователь щелкает значок «Датчик», открывается окно.
Значения относятся к числу импульсов в минуту (CPM) и соответствующему значению излучения вместе с пользователем, который их загрузил, как показано в этом представлении ().Эти значения обновляются каждую секунду и собираются детектором GM. Если устройство выключается, отображается последнее значение, полученное датчиком. Обратите внимание, что внешний вид изменяется (каждую секунду) после поступления первого запроса SQL в базу данных. Этой проблемой занимается класс Query .
Отображение последних значений
Это действие касается последних отсчетов в минуту (и, следовательно, значений излучения), а также отметки времени, зарегистрированной пользовательским устройством. За эту функцию отвечает действие Main2Activity.Однако класс, который приводит к подключению к базе данных, — это последний класс. Это обеспечивает необходимые операции для получения значений последней дозы с помощью запросов SQL, как показано на.
Статистика
Внешний вид и функции для ежедневного, еженедельного, ежемесячного и годового среднего одинаковы. Различаются только запросы SQL с учетом периода времени для вычисления. В статистическом представлении отображается имя пользователя, номер устройства и среднее значение, которое требуется для загрузки из удаленной базы данных.Функция аналогична предыдущему просмотру последних значений. Однако в сообщении запроса SQL они сильно различаются. В частности, активность, адресованная к среднему дневному значению, — это Main4Activity , а прикрепление к базе данных выполняется классом diaryaverage . Что касается среднего значения за неделю, то это достигается классом Main5Activity и классом weeklyaverage . Среднемесячное значение выполняется классами Main3Activity и Middle .Наконец, для среднегодового значения Main6Activity вместе с классом MediaAnnual отображают годовую статистику. Эти коды вместе с полным программным обеспечением, предлагаемым здесь, доступны в [3].
Ионизирующее излучение — контроль и предотвращение
Контроль и предотвращение
В этом разделе представлена информация о контроле опасности ионизирующего излучения и предотвращении дозы.
В этом разделе не рассматривается диапазон нерадиологических опасностей для безопасности и здоровья работников на рабочих местах с опасностями ионизирующего излучения.Например, эти нерадиологические опасности для безопасности и здоровья могут включать опасность поражения электрическим током от связанного с ним электрического оборудования и удлинителей, сменную работу и длительный рабочий день, вход (вход) и выход (выход) работника из экранированных ограждений (например, на стационарных промышленных объектах). оборудование для радиографии), а также опасность лазерного излучения, если лазеры встроены в излучающее излучение оборудование (например, лазеры иногда используются для выравнивания внешнего луча с целью).
Программа радиационной защиты
Разработка и внедрение программы радиационной защиты — лучший способ защиты рабочих от ионизирующего излучения.Программой радиационной защиты обычно управляет квалифицированный эксперт (например, физик-медик), которого часто называют специалистом по радиационной безопасности (RSO).
Еще одна передовая практика — это создание комитета по радиационной безопасности, в который входят RSO, представитель руководства и работники, которые работают с радиационным оборудованием, источниками излучения или радиоактивными материалами (или которые иным образом подвергаются риску облучения на работе).
Программа радиационной защиты должна включать как минимум:
Регистрация / лицензирование оборудования
Федеральные и государственные регулирующие органы требуют, чтобы некоторые типы радиационного оборудования или источников излучения регистрировались или лицензировались производителями и / или пользователями.
Требования к регистрации или лицензированию применяются ко многим конкретным источникам излучения и профессиональным условиям (например, медицина, производство и строительство). Регистрация или лицензирование оборудования помогает гарантировать, что источники излучения, испускающие ионизирующее излучение, не представляют радиационной опасности для рабочих (и населения).
Некоторые источники излучения, такие как большая часть рентгеновского оборудования и некоторые ускорители, должны быть зарегистрированы в государственном агентстве (например, в государственном агентстве по радиационному контролю, государственном департаменте здравоохранения) или в местном агентстве (например,g., департамент здравоохранения), и в зависимости от агентства могут применяться различные требования к регистрации. От зарегистрированных лиц могут потребовать провести испытания оборудования или разрешить государственным или местным инспекторам проводить испытания оборудования. В некоторых штатах требования к регистрации оборудования могут включать регулярные осмотры, экранирование или вывески.
- Квалифицированный персонал (например, RSO, медицинский физик) для обеспечения надзора и ответственности за политику и процедуры радиационной защиты.
- ALARA означает минимально возможного уровня (ALARA) .Это руководящий принцип радиационной защиты, используемый для устранения доз облучения, не приносящих прямой пользы.
- Дозиметрическая программа , в которой мониторинг индивидуального облучения проводится в соответствии с требованиями федерального законодательства или штата в отношении дозы внешнего облучения и, при необходимости, дозы внутреннего облучения.
- Обследования и мониторинг территории для документирования уровней радиации, загрязнения радиоактивными материалами и потенциального облучения работников.
- Радиологический контроль , включая контроль входа и выхода, прием, инвентарный контроль, хранение и утилизацию.
- Обучение персонала радиационной защите, включая последствия для здоровья, связанные с дозой ионизирующего излучения, а также процедурам и мерам радиационной защиты для минимизации дозы и предотвращения загрязнения.
- Аварийные процедуры для выявления и реагирования на радиологические аварийные ситуации. (На странице OSHA по готовности и реагированию на радиационные аварийные ситуации также представлена информация по этой теме.)
- Программы учета и отчетности для ведения всех записей и предоставления дозиметрических отчетов и уведомлений в соответствии с требованиями федерального законодательства или законодательства штата.
- Процедуры внутреннего аудита для ежегодного аудита всех аспектов программы радиационной защиты.
NRC (Комиссия по ядерному регулированию США) Нормы для программ радиационной защиты (10 CFR 20.1101) или государственные правила для таких программ применяются к некоторым конкретным источникам излучения и профессиональным условиям.
СтандартыOSHA по ионизирующему излучению применяются там, где они не предусмотрены, и в этих случаях требуют определенных элементов программы радиационной защиты.
ALARA
Ключевой концепцией, лежащей в основе программ радиационной защиты, является поддержание дозы профессионального облучения каждого работника на разумно достижимом низком уровне (ALARA) . Программа ALARA обычно включает поддержание доз облучения работников на уровне, намного ниже установленных федеральными и штатными нормативными дозами доз на рабочем месте, насколько это разумно достижимо с учетом состояния технологий, экономики и социальных факторов.
ALARA на рабочем месте сводит к минимуму дозы облучения и выбросы радиоактивных материалов с использованием всех доступных разумных методов.Процедуры ALARA обычно разрабатываются для работы с конкретными источниками излучения, например, для диагностической радиографии (например, медицинского рентгеновского излучения), рентгеноскопии в медицине или промышленной радиографии.
Время, расстояние и защита
Когда дело доходит до ионизирующего излучения, помните время, расстояние и экранирование :
- Минимизировать времени , проведенного в зонах с повышенным уровнем радиации. Минимизация времени облучения снижает дозу облучения рабочего от источника излучения.
- Максимальное расстояние от источника (ов) излучения. Доза облучения рабочего уменьшается по мере удаления рабочего от источника. Для гамма-лучей и рентгеновских лучей интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника (т. Е. Закон обратных квадратов). Это означает, что увеличение расстояния в 2 раза снижает мощность дозы в 4 раза.
- Используйте экранирование для источников излучения (т. Е. Размещение соответствующей защиты между источником (источниками) излучения и работниками).Установка надлежащей защиты (например, свинцовых, бетонных или специальных пластиковых экранов в зависимости от типа излучения) между рабочим и источником излучения значительно снизит или устранит дозу, получаемую рабочим.
Время, расстояние и экранирование для радиационной защиты
Источник: NRC
Инженерный контроль
Работодатели должны использовать технические средства контроля для поддержания доз профессионального облучения (и доз облучения населения). ALARA применяется после определения того, что доза облучения не будет превышать применимые нормативные пределы доз.В максимально возможной степени административный контроль не должен использоваться вместо инженерного контроля. В некоторых случаях инженерный контроль может быть включен в проектирование объекта.
Некоторые примеры технических средств контроля обсуждаются ниже, включая системы экранирования и блокировки. Кроме того, локализация радиоактивных материалов иногда включается в экранирование, например, в гамма-камерах, используемых в ядерной медицине, или в промышленных радиографических устройствах, содержащих радиоактивный источник.
Экранирование
Необходимость защиты зависит от типа и активности источника излучения. Также следует учитывать использование в смежных областях, включая области над и под помещением или помещением.
Для экранирования комнат, содержащих медицинское рентгеновское оборудование, или комнат с другими медицинскими рентгеновскими аппаратами, Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP) рекомендует, чтобы цель проектирования защиты составляла 500 мрад (5 мГр) в год, чтобы любое лицо в контролируемых (ограниченных) зонах.Для неконтролируемых (неограниченных) зон NCRP рекомендует, чтобы цель конструкции защиты составляла максимум 100 мрад (1 мГр) для любого человека в год (~ 0,02 мГр в неделю). 1
Для проектирования экранирования требуется квалифицированный специалист (например, физик-медик). Прежде чем использовать какие-либо новые или реконструированные комнаты или помещения, а также любое новое или перемещенное рентгеновское оборудование, квалифицированный эксперт должен провести обследование местности и оценить защиту для проверки радиационной защиты за защитными материалами. Перед выполнением каких-либо модификаций помещения или в случае каких-либо изменений в помещении, которые могут изменить уровни радиационного облучения (например,g., новое оборудование, увеличенная рабочая нагрузка, измененное использование прилегающих помещений), квалифицированный эксперт должен рассмотреть конструкцию экранирования.
Как правило, полы, стены, потолки и двери должны быть выполнены из материалов, обеспечивающих экранирование для желаемой радиационной защиты. При необходимости может быть установлена свинцовая защита, включая свинцовое стекло, листовой свинец (например, встраиваемый в стены), готовый гипсокартон, облицованный свинцом, или фанеру, облицованную свинцом, готовые облицованные свинцом двери и дверные коробки, свинцовые пластины, и свинцовые кирпичи.Иногда бывает достаточно построить стену подходящей толщины из обычных строительных материалов (например, плотного бетона). Конструкция экранирования может включать кабину управления или драпировки, эквивалентные нагрузке / свинцу, предназначенные для защиты рабочих, работающих с оборудованием или устройствами, излучающими ионизирующее излучение.
Более подробная информация о критериях экранирования представлена в следующих отчетах NCRP:
Переносные или временные защитные материалы (например, толстая сталь, свинец или бетонные блоки высокой плотности) иногда могут быть изготовлены в зоне инспекции при проведении портативной промышленной радиографии (например,g., используя промышленные радиографические камеры для проверки сварки труб или бетонных плит). Если такое переносное или временное экранирование нецелесообразно или не подходит для защиты рабочих (и населения), работодатели должны обеспечить максимальное расстояние от переносного промышленного радиографического оборудования во время его работы в рабочих процедурах.
При работе с высокоэнергетическими бета-частицами избегайте экранирования материалами с высоким атомным номером (Z> 13), так как это может привести к образованию рентгеновского излучения (тормозного излучения), которое будет более проникающим, чем исходное бета-излучение.Бета-частицы должны быть защищены, используя материалы с низким атомным числом (Z <14) соответствующей толщины, такие как алюминий или пластмассы (например, Plexiglas®).
Системы блокировки
Система блокировки радиационной безопасности — это устройство, которое автоматически отключает или снижает интенсивность излучения радиационного оборудования (гамма- или рентгеновское оборудование или ускоритель). Целью системы блокировки радиационной безопасности является предотвращение облучения работников и травм из-за высоких уровней радиации.Обычно системы блокировки требуются государственными или федеральными (например, NRC, FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) ) правилами для регистрации / лицензирования оборудования и стандартов производительности / безопасности.
В большинстве приложений системы блокировки для остановки производства рентгеновского излучения или пучка частиц могут быть активированы путем открытия рабочей точки доступа (например, двери) в контролируемую (ограниченную) зону. Системы блокировки блокировки также могут включать датчики давления в двери или датчики движения.
Для приложений, связанных с источниками излучения высокой энергии, система с ключами блокировки может контролировать доступ или предотвращать вход в комнату лучевой терапии или во время работы ускорителя. Поскольку удаление ключей блокировки остановит производство рентгеновского излучения или пучка частиц, такие системы блокировки полагаются на постоянный мониторинг всех ключей блокировки и соответствующее обучение персонала для контролируемого доступа к зонам с высоким уровнем излучения.
Помимо безопасности рабочих, безопасность пациента является проблемой для систем блокировки для медицинского рентгеновского оборудования или ускорителей.NCRP рекомендует не размещать блокирующие системы, которые останавливают производство рентгеновского излучения или пучка частиц, на дверях диагностических или интервенционных рентгеновских кабинетов, чтобы предотвратить непреднамеренное повреждение пациента или необходимость повторного облучения пациентов.1 В качестве альтернативы, соответствующий доступ На таких объектах могут быть приняты меры контроля радиационной безопасности как работников, так и пациентов.
При использовании системы блокировки должны регулярно проверяться квалифицированным специалистом.
Административный контроль
Административный контроль обычно дополняет инженерный контроль.Примеры административного контроля включают вывески, системы предупреждения и письменные рабочие процедуры для предотвращения, уменьшения или устранения радиационного облучения. Операционные процедуры обычно включают в себя как обычные операционные процедуры, так и аварийные процедуры (например, в случае разливов, утечек и аварийной эвакуации).
СтандартыOSHA по ионизирующему излучению определяют определенные типы административного контроля на рабочих местах, где они применяются.
Пункты ниже предоставляют более подробную информацию о конкретных положениях о размещении для помещений на рабочих местах, на которые распространяется стандарт ионизирующего излучения для общей промышленности (29 CFR 1910.1096 г.), в том числе на судах и на берегу на верфях, в морских терминалах и на лонгшоринге. От работодателей также может потребоваться соблюдение положений других стандартов OSHA, включая стандарты ионизирующего излучения для строительства (29 CFR 1926.53), которые включают посредством ссылки те же типы контроля, которые описаны в общем отраслевом стандарте, и занятость на верфи (29 CFR 1915.57). ), который применяет Стандарты NRC по защите от излучения (10 CFR, часть 20) к деятельности, связанной с использованием и воздействием источников ионизирующего излучения на судах с обычными и ядерными двигателями.
- Каждая радиационная зона должна быть на видном месте с табличкой или знаками с предупреждением о радиационной опасности и словами: Осторожно, радиационная зона (29 CFR 1910.1096 (e) (2)). Этот знак используется для обозначения областей, где существует радиация на таких уровнях, что большая часть тела может получить дозу, превышающую 5 мбэр в час, или в любые 5 дней подряд дозу, превышающую 100 мбэр.
- Каждая зона с высоким уровнем радиации должна быть на видном месте с табличкой или знаками с символом предупреждения о радиации и словами: Осторожно, зона с высоким уровнем радиации (29 CFR 1910.1096 (е) (3)). Этот знак используется для обозначения областей, где уровень радиации такой, что большая часть тела может получить дозу, превышающую 100 мбэр в час.
- Каждая зона с радиоактивным переносом по воздуху должна быть на видном месте с табличкой или знаками с предупреждением о радиации и словами: Осторожно, зона радиоактивности в воздухе (29 CFR 1910.1096 (e) (4)).
- Знак с надписью Осторожно, радиоактивный материал (29 CFR 1910.1096 (e) (5)) требуется в каждой зоне или комнате, в которых используется или хранится радиоактивный материал, и которые содержат любой радиоактивный материал (кроме природного урана или торий) в любом количестве, в 10 раз превышающем количество такого материала, указанное в приложении C к 10 CFR 20 (версия 1971 года).Для природного урана или тория знак требуется, если его количество в 100 раз превышает количество такого материала, указанное в 10 CFR 20 (29 CFR 1910.1096 (e) (5) (ii)).
Системы предупреждения
Системы предупреждения могут быть интегрированы в конструкцию оборудования или устройств, производящих излучение, а также могут использоваться с радиоактивными материалами. Такие системы предупреждения будут включать звуковой (легко слышимый) сигнал тревоги (например, для предупреждения рабочих о наличии радиационной опасности) или видимый (световой) предупреждающий сигнал всякий раз, когда испускается ионизирующее излучение.
Например, промышленное радиографическое оборудование, расположенное на стационарном объекте или в помещении (например, помещение для промышленной радиографии для проведения испытаний материалов для контроля качества на производственном объекте), может включать видимые предупреждающие сигналы с цветными или мигающими огнями или звуковые сигналы тревоги с отчетливым звуком. , которые расположены внутри и снаружи экранированного корпуса для проведения промышленной радиографии. В этом примере видимая тревога активируется, когда источник излучения подвергается воздействию или когда рентгеновские лучи или гамма-лучи генерируются во время промышленных радиографических операций.Звуковой сигнал раздастся, если открыть дверь в экранированный корпус промышленного радиографического оборудования. Другие объекты, такие как установки гамма-излучения, также используют системы предупреждения. Системы предупреждения следует регулярно проверять на правильность работы.
Радиационное воздействие в сравнении с загрязнением
Для получения дополнительной информации о радиационном воздействии и о том, чем оно отличается от загрязнения, см. Справочную страницу: Что такое радиационное облучение?
Рабочий может подвергнуться облучению и получить дозу без загрязнения радиоактивными материалами.
Системы предупреждения следует регулярно проверять на правильность работы.
Средства индивидуальной защиты
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) используются для предотвращения заражения рабочих радиоактивными материалами. Его можно использовать для предотвращения загрязнения кожи твердыми частицами излучения (альфа- и бета-частицы) и предотвращения вдыхания радиоактивных материалов.
СИЗ не защитят рабочих от прямого внешнего радиационного воздействия (e.g., стоя в поле рентгеновского излучения), если СИЗ не содержат защитный материал. Например, свинцовый фартук снизит дозу рентгеновского излучения на закрытые участки.
Проконсультируйтесь с квалифицированным экспертом (например, физиком-медиком) при выборе СИЗ и разработке политики СИЗ для рабочего места. В соответствии с иерархией средств контроля, СИЗ следует использовать только тогда, когда соответствующие технические средства контроля или административные средства контроля невозможны.
Альфа-излучение
Альфа-частицы обладают очень низкой проникающей способностью, перемещаются по воздуху всего на несколько сантиметров и не проникают через мертвый внешний слой кожи.Для альфа-частиц экранирование обычно не требуется, поскольку внешнее воздействие альфа-частиц не приводит к получению дозы радиации. В случае присутствия твердых частиц, загрязненных альфа-частицами, может потребоваться технический контроль (например, перчаточные боксы) или защита органов дыхания для предотвращения внутреннего облучения и дозы. Более подробная информация о респираторах представлена ниже. При работе с жидкими источниками, содержащими альфа-частицы, могут потребоваться дополнительные СИЗ, такие как перчатки, лабораторный халат и защитные очки, чтобы предотвратить загрязнение или контакт с глазами.
Бета-излучение
Бета-частицы высокой энергии могут перемещаться по воздуху на несколько метров и могут проникать на несколько миллиметров в кожу. Для высокоэнергетических бета-частиц сначала выберите адекватную защиту с подходящей толщиной материалов с низким атомным номером (Z <14), например, специальные пластмассы (например, оргстекло) или алюминий. Использование защитных очков в качестве СИЗ может помочь защитить глаза рабочих от бета-частиц, а также обеспечить защиту глаз от брызг (предотвращение потенциального внутреннего воздействия).Для предотвращения загрязнения кожи можно использовать перчатки и лабораторный халат.
Рентгеновское и гамма-излучение
Гамма-лучи и рентгеновские лучи могут преодолевать километры в воздухе и могут проникать глубоко в человеческое тело или проходить сквозь него целиком. Должна быть установлена надлежащая защита для предотвращения или снижения мощности дозы облучения. Некоторые СИЗ для защиты рабочих от гамма- и рентгеновского излучения содержат свинец или другие плотные материалы с высоким атомным числом (высоким Z). Как описано в разделе ALARA, при выборе подходящих средств индивидуальной защиты также важно учитывать закон обратных квадратов для гамма- и рентгеновских лучей.
Примеры обычно используемых СИЗ для защиты от излучения от рентгеновских лучей и гамма-лучей включают:
- Свинцовые фартуки или жилеты . Ношение свинцовых фартуков может снизить дозу облучения рабочего. Индивидуальные свинцовые (или свинцовые аналогичные) фартуки доступны для широкого спектра профессиональных условий и рабочих задач. Свинцовый фартук эффективен только при правильном ношении и обеспечивает необходимую защиту от источника излучения. Работодатели должны обеспечить регулярный визуальный и осязательный осмотр свинцовых фартуков на предмет повреждений (например,g., износ, дыры или трещины) или предшествующее неправильное использование (например, провисание или деформация свинца в результате складывания свинцового фартука или неправильного хранения иным образом). Возможные дефекты свинцовых фартуков также можно проверить рентгенологически. Работников рентгеноскопических установок с высокими дозами можно попросить носить два дозиметра для дополнительного мониторинга. Часто один дозиметр надевается на внешней стороне свинцового фартука на воротнике (неэкранированный) и один на внутренней стороне талии (экранированный). В некоторых штатах разрешено взвешивание дозы для диагностических и интервенционных радиологических процедур (см. Постановления штата и Webster 1989).
- Ошейник для щитовидной железы свинцовый . Свинцовый воротник для щитовидной железы обеспечивает дополнительную радиационную защиту для щитовидной железы (железы, расположенной перед шеей), которая особенно чувствительна к радиации.
- Свинцовые перчатки . Перчатки со свинцовой подкладкой обеспечивают некоторую защиту рабочих от радиационного воздействия на руки, и их следует использовать с некоторым рентгеновским оборудованием, если руки должны находиться в прямом рентгеновском поле. Однако во время рентгеноскопии ношение свинцовых перчаток, когда рука рабочего находится в зоне действия первичного луча (что иногда неизбежно по клиническим причинам), может привести к тому, что оборудование автоматически увеличит мощность излучения, что приведет к увеличению дозы для рук рабочего, пациента и других рабочих. в комнате.
- Очки защитные . Свинцовые очки (свинцовые или радиационные) или непрозрачные защитные очки могут защитить глаза рабочего от радиационного воздействия.
Респираторы
Хотя респираторы обычно являются последним выбором для контроля внутреннего воздействия радионуклидов, переносимых по воздуху, для снижения дозы внутреннего облучения, работодатели должны гарантировать, что работники используют правильно подобранные респираторы и надевают эти респираторы при необходимости. Респираторы должны использоваться только квалифицированными рабочими.См. 29 CFR 1910.134 относительно требований по использованию средств защиты органов дыхания.
Измерение радиации и отбор проб
Стандарты ионизирующего излучения OSHA часто требуют, чтобы работодатели контролировали радиационное облучение, в том числе путем измерения уровней радиации в рабочей среде и отслеживания доз радиации, получаемых работниками. Для эффективного измерения радиации могут быть задействованы несколько типов оборудования и методов мониторинга территории, индивидуальной дозиметрии и анализа проб.В этом разделе обсуждается
Инструменты для обследования
Приборы для радиационной разведки могут использоваться для оценки мощности облучения, мощности дозы и количества (активности) радиоактивных материалов и загрязнения. Прибор для исследования должен соответствовать типу и энергии измеряемого излучения. Квалифицированный эксперт должен обеспечивать надзор за выбором подходящих инструментов для обследования территории, правильным использованием инструментов для обследования при проведении обследований или мониторинга зон, интерпретации результатов обследования и обеспечении точной калибровки и обслуживания.В соответствии со стандартами OSHA по ионизирующему излучению в обязанности работодателя обычно входит изучение радиационных опасностей в соответствии со стандартом (29 CFR 1910.1096 (d) (1), 29 CFR 1926.53). Это верно для большинства операций в общей промышленности, строительстве, на верфях, морских терминалах и в лонг-шортинге.
Портативные измерительные приборы |
---|
Портативные измерительные приборы — наиболее широко используемые и узнаваемые приборы для измерения ионизирующего излучения.Эти измерители обычно используются для измерения мощности облучения, мощности дозы или оценки уровней радиологического загрязнения. К этим типам инструментов относятся детекторы ионизации, детекторы Гейгера-Мюллера (GM), пропорциональные детекторы или сцинтилляционные детекторы. Каждый тип прибора имеет уникальные характеристики, и следует проконсультироваться со специалистом по радиационной службе, чтобы выбрать портативный прибор для геодезической съемки, наиболее подходящий для данной области применения. |
Устройства идентификации радиоизотопов |
Устройства для идентификации радиоизотопов (RIID) — это переносные радиационные приборы, предназначенные для идентификации радиоактивных изотопов в источнике излучения.RIID часто представляет собой небольшое портативное устройство, простое в эксплуатации. В этих приборах используется сцинтилляционный детектор для оценки энергии гамма-излучения, излучаемой радиоактивным источником, и сравнения измеренного гамма-спектра с библиотеками характеристических гамма-спектров. |
Персональные детекторы излучения |
Персональные детекторы излучения (PRD) — это небольшие электронные устройства, предназначенные для предупреждения пользователя о наличии излучения.Эти устройства часто используются для отслеживания незаконных радиоактивных материалов. Тип PRD, спектроскопические персональные детекторы излучения (SPRD), также может измерять гамма-спектр источника излучения, который может использоваться для идентификации присутствующих радиоизотопов. |
Дозиметрия
Стандарт OSHA по ионизирующему излучению требует, чтобы работодатели проводили мониторинг дозы, когда работник, который входит в зону ограниченного доступа, получает или может получить дозу в любом календарном квартале, превышающую 25% применимого профессионального предела (или 5% для работников моложе 18 лет). ) и каждому рабочему, попавшему в зону с высоким уровнем радиации (1910.1096 (d) (2) и 1910.1096 (d) (3), 29 CFR 1926.53). См. Страницу «Стандарты» для получения информации о стандарте ионизирующего излучения OSHA. Программа радиационной защиты работодателя может потребовать более строгого индивидуального мониторинга облучения для работников, которые входят в зоны с ограниченным или высоким уровнем радиации, или используют оборудование или выполняют рабочие задания, вызывающие высокие уровни радиации (например, катетеризация сердца (сердца) под рентгеноскопическим контролем, другие рентгеноскопические- управляемые процедуры, рентгенография, промышленная радиография).
Дозиметры |
---|
Дозиметры излучения предназначены для измерения дозы внешнего облучения, полученной человеком. Дозиметры обычно назначаются человеку для регистрации только дозы облучения. Дозиметры типа значка включают термолюминесцентные дозиметры (TLD), оптически стимулированные люминесцентные дозиметры (OSL) и пленочные значки. Эти типы дозиметров обычно носят в течение определенного периода, чаще всего ежемесячно или ежеквартально, а затем отправляют в коммерческую лабораторию для обработки. Электронные дозиметры для людей (EPD) также могут использоваться для контроля дозы облучения человека. Эти устройства могут обеспечивать непрерывное считывание дозы облучения пользователя, мощности дозы и могут быть настроены на сигнализацию при определенных пользователем пороговых значениях дозы и мощности дозы. Карманные ионные камеры(PIC) также могут использоваться для измерения кумулятивной дозы облучения в реальном времени. Пользователь может прочитать PIC, посмотрев в окуляр на конце устройства и увидев отклонение кварцевого волокна внутри.Использование этих устройств в настоящее время очень ограничено, поскольку в значительной степени они были заменены использованием EPD. |
Отбор и анализ радиологических проб
Отбор проб и аналитические методы и оборудование позволяют специалистам по радиационной безопасности выявлять районы с радиоактивностью, в том числе там, где радиоактивными материалами загрязнены поверхности окружающей среды и другие объекты, а также среды, содержащие радиоактивные материалы в воздухе. Специалисты по радиационной безопасности также используют такие методы и оборудование для определения количества радиации, чтобы определить, как лучше всего защитить рабочих.В этом разделе обсуждается несколько методов выборки.
Отбор проб загрязнения |
---|
Отбор проб радиологического загрязнения используется для оценки наличия нежелательных радиоактивных материалов, также известных как загрязнение, неконтролируемым образом оседающих на или в объектах и на поверхностях. Радиологическое загрязнение часто называют фиксированным или устранимым. Фиксированное загрязнение — это радиоактивные материалы, которые нелегко удалить с объекта или поверхности.Удаляемое загрязнение — это радиоактивный материал, который легко удаляется с объекта или поверхности. Сумма фиксированного и удаляемого загрязнения дает общее загрязнение. Количество общего загрязнения может быть измерено с помощью исследовательского инструмента, оснащенного соответствующим детектором, например, детектором GM или сцинтилляционным детектором. Удаляемое загрязнение измеряется путем протирания известной площади поверхности, часто 100 см2, а затем измерения количества радиоактивного материала на пробоотборнике для протирки с использованием подходящего инструмента, такого как скейлер / счетчик, оснащенный пропорциональным или сцинтилляционным детектором.Министерство энергетики дает рекомендации по значениям поверхностного загрязнения в приложении D. 10 CFR 835. Отбор проб, анализ и интерпретация результатов должны проводиться под руководством специалиста по радиационной безопасности. |
Отбор проб воздуха |
Радиологический отбор проб воздуха используется для определения количества радиоактивных материалов, взвешенных в воздухе. Этот отбор проб часто проводится для оценки потребности в инженерной, административной или респираторной защите путем сравнения результатов с соответствующими пределами воздействия в воздухе.Отбор и анализ проб воздуха всегда следует проводить под руководством специалиста по радиационной безопасности. |
Персональный и местный отбор проб |
Отбор проб воздуха для личного и местного населения проводится с помощью насоса, который пропускает известный объем воздуха через среду для сбора проб, такую как кассета фильтра. Персональный отбор проб воздуха собирает воздух из зоны дыхания работника, а пробы области собирают общий воздух помещения. После завершения отбора проб среда для проб оценивается с использованием соответствующего оборудования для обнаружения оцениваемых радионуклидов.Некоторыми типами аналитического оборудования являются скейлеры / счетчики, пропорциональные счетчики, сцинтилляционные счетчики, жидкостные сцинтилляционные счетчики, гамма-спектроскопия и альфа-спектроскопия. |
Мониторы непрерывного воздуха |
Непрерывные мониторы воздуха (CAM) могут использоваться для оценки наличия радиоактивных материалов в воздухе. Эти устройства могут использоваться для предупреждения персонала о повышенном уровне радиоактивного материала в воздухе, что может потребовать некоторых действий, таких как эвакуация.В этих устройствах используется насос для втягивания воздуха через фильтр твердых частиц или газовую камеру, которая постоянно контролируется детектором излучения. Эти устройства часто могут быть настроены на включение тревоги при заданном пользователем уровне измеренной радиоактивности в воздухе. |
Мониторинг радона |
Измерения концентрации радона в воздухе можно проводить несколькими различными методами. Диффузионные пробоотборники можно использовать от нескольких дней до месяцев для измерения средней концентрации радона в воздухе за период отбора проб.Коммерчески доступные наборы для определения радона являются примером пробоотборника диффузионного типа. OSHA Method ID-208 — это метод рассеянного отбора проб, который описывает использование электретно-пассивного радонового монитора (E-PERM) краткосрочного (2-7-дневного) действия. Портативные радиационные мониторы с прямым считыванием показаний могут использоваться для почти мгновенного измерения концентрации радона в воздухе. Эти мониторы обычно втягивают воздух в прибор и используют такие устройства, как сцинтилляционный детектор или импульсная ионная камера, для измерения альфа-частиц, испускаемых газом радоном или продуктами распада радона.Большинство этих устройств способны выполнять последовательные краткосрочные измерения (минуты) и регистрировать данные за относительно длительный период (недели). Эти инструменты позволяют специалистам-радиологам определять, как уровни радона меняются в пространстве и меняются с течением времени. |
Оборудование для анализа проб
Радиоактивные пробы можно анализировать с использованием различных типов оборудования в зависимости от типа пробы (например, воздух, вода, почва, очистка поверхности) и типов излучения, испускаемого пробой.Ниже приведены примеры некоторых типов оборудования, используемого для анализа радиоактивных проб.
Скайлер / счетчики |
---|
Эти устройства часто бывают портативными и используются для измерения количества альфа- или бета-излучения радиологического образца. Проба, такая как проба воздуха или салфетка, помещается рядом с внутренним детектором излучения, и излучения подсчитываются в течение заданного пользователем времени. Устройство регистрирует общее количество излучений, подсчитанное за время измерения.Скалеры / счетчики иногда оснащаются сцинтилляционными детекторами, детекторами G-M, пропорциональными детекторами или детекторами на основе пассивированного имплантированного планарного кремния (PIPS). |
Жидкостные сцинтилляционные счетчики |
Жидкостный сцинтилляционный счетчик — это непереносное оборудование, которое обычно используется в лаборатории. Этот прибор можно использовать для всех типов излучений, но чаще всего он используется для измерения бета-частиц. При жидкостном сцинтилляционном счете образец помещается в прозрачный стакан, который затем заполняется сцинтилляционной жидкостью.Излучение образца, которое взаимодействует с жидкостью, заставляет жидкость испускать фотоны света. Интенсивность света пропорциональна энергии излучения. Это позволяет определить, что представляет собой радиоактивный материал (идентификация радиоизотопа) и сколько радиоактивного материала присутствует (радиоактивность). |
Гамма-спектроскопия |
Гамма-спектроскопия — это метод, используемый для идентификации радиоизотопов, присутствующих в радиологическом образце, и количественного определения количества радиоактивности в этом образце.Хотя эти устройства можно переносить, как RIID, наиболее чувствительные и точные инструменты непереносимы и используются в лаборатории. Обычными детекторами, используемыми для гамма-спектроскопии, являются детекторы на основе полупроводников, такие как детекторы теллурида германия, кадмия и кадмия-цинка, а также сцинтилляционные детекторы, такие как детекторы йодида натрия (NAI). |
Альфа-спектроскопия |
Альфа-спектроскопия — это метод, используемый для идентификации и количественного определения альфа-излучающих радиоизотопов.Радиоактивные образцы химически перевариваются, и раствор помещается на тонкий металлический диск. Количество радиоактивности на диске измеряется с помощью детектора излучения, чаще всего детектора PIPS. Эти инструменты непереносимы и обычно используются только в лаборатории. |
Подсчет всего тела
Счетчик всего тела — это детектор или серия детекторов, используемых для измерения уровня радиоактивности в организме человека. Эти инструменты основаны на измерении гамма- и рентгеновского излучения, испускаемого радиоактивным материалом, отложившимся в теле.Системы гамма-спектроскопии обычно используются в системах подсчета всего тела. Подсчет часто используется в производственных условиях для проведения измерений у радиологических работников в начале работы, периодически во время работы, после известных или предполагаемых поступлений и при прекращении трудовой деятельности с целью определения доз профессионального облучения.
Отбор проб биопроб
Отбор проб для биопробы иногда используется на рабочих местах для определения поглощения радиоактивного материала работниками-радиологами.Образцы обычно собирают в начале работы, периодически во время работы, после известных или предполагаемых поступлений и при увольнении с работы для определения доз профессионального облучения. Образцы биологических анализов чаще всего включают мочу, фекалии и кровь.
Обучение рабочих
Одна из важнейших функций программы радиационной защиты — обучение радиационных работников безопасным методам работы. Работодатели должны предоставлять рабочим информацию и обучение, чтобы гарантировать, что те, кто потенциально подвергается опасности ионизирующего излучения, понимают, как безопасно использовать все радиационное оборудование или источники излучения на рабочем месте.
Предоставление рабочим информации и обучения тесно связано с осведомленностью о правилах, поскольку федеральные и государственные нормативные акты часто включают стандарты производительности и безопасности для конкретного оборудования, производящего излучение, или источников излучения. Работодатели должны убедиться, что работники понимают обязательные стандарты работы и безопасности, которые помогают защитить работников от воздействия ионизирующего излучения.
Некоторые государственные органы могут регулировать работу радиационного оборудования электронного производства посредством рекомендаций и требований к квалификации персонала (например,g., лицензирование или сертификация), программы обеспечения качества и контроля качества, а также аккредитацию предприятия. Эта обязательная квалификация персонала — еще одна важная часть защиты рабочих от воздействия ионизирующего излучения.
Для получения дополнительной информации прочтите Американский национальный институт стандартов (ANSI) / Общество физиков здоровья (HPS) N13.36, Обучение рабочих по безопасности при ионизирующем излучении.
Ресурсы контроля конкретных опасностей
В дополнение к общим методам контроля, описанным выше, на странице дополнительных ресурсов есть несколько ресурсов, которые предоставляют информацию о контроле конкретных радиационных опасностей, включая медицинские источники (т.(например, диагностические рентгеновские лучи и интервенционные процедуры под рентгеноскопическим контролем), стоматологические и ветеринарные рентгеновские лучи, ускорители частиц, промышленная радиография, проверка безопасности и радон.
Измерение радиации: терминология и единицы
Этот ресурс является частью издания «Наука за демократические действия». 8 нет. 4, который включает глоссарий терминов, связанных с радиацией, и информацию об измерении радиации: устройства и методы. Также см. Соответствующий номер Energy & Security. 14 по ионизирующему излучению.
( Некоторые из используемых ниже терминов определены в глоссарии IEER )
Ионизирующее излучение испускается при распаде радиоактивных веществ. Радиоактивный распад происходит, когда ядро атома спонтанно распадается с испусканием частицы (альфа-частицы, электрона или одного или нескольких нейтронов).
Четыре формы ионизирующего излучения: альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи и, косвенно, нейтроны. У всех достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы, другими словами, удалить один или несколько электронов атома.
Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, что эквивалентно
ядру атома гелия. Альфа-частицы легко ионизируют материал, с которым контактируют, и передают энергию электронам этого материала. Альфа-частица может перемещаться по воздуху на несколько миллиметров, но в целом ее радиус действия уменьшается с увеличением плотности среды. Например, альфа-частицы не проникают через внешний слой кожи человека, но при вдыхании альфа-частицы могут повредить ткань легких.
Бета-частица представляет собой электрон или позитрон и намного легче альфа-частицы. Таким образом, для потери энергии бета-частицам требуется большее расстояние, чем альфа-частицам. Бета-частица средней энергии перемещается примерно на один метр в воздухе и на один миллиметр в тканях тела.
Гамма-лучи — это электромагнитное излучение. Радиоактивный элемент может испускать гамма-лучи (дискретными пучками или квантами, называемыми фотонами ), если ядро, оставшееся после альфа- или бета-распада, находится в возбужденном состоянии.Гамма-лучи могут проникать гораздо глубже, чем альфа- или бета-частицы; Фотон гамма-излучения высокой энергии может проходить через человека, вообще не взаимодействуя с тканями. Когда гамма-лучи взаимодействуют с тканями, они ионизируют атомы. Термин «рентгеновские лучи» также иногда используется для гамма-лучей, испускаемых в процессе радиоактивного распада, которые находятся в нижней части энергетического спектра электромагнитного излучения, возникающего в результате радиоактивного распада.
Нейтроны — нейтральные частицы, не имеющие электрического заряда.В отличие от альфа- и бета-частиц, они не взаимодействуют с электронами и не вызывают ионизацию напрямую. Однако нейтроны могут косвенно ионизироваться различными способами: упругими столкновениями, неупругим рассеянием, неупругим рассеянием, реакциями захвата или процессами откола. Эти процессы по-разному приводят к испусканию гамма-лучей, бета-излучения и, в случае откола, большего количества нейтронов. Для более подробного объяснения см. Последствия для здоровья воздействия низких уровней ионизирующего излучения (отчет BEIR V), National Academy Press, 1990, стр.15-17.
Измерение радиоактивности
Ионизирующее излучение можно измерить в электрон-вольтах, эргах и джоулях. электрон-вольт (сокращенно эВ) — это единица энергии, связанная с движением электронов. Электрон «прочно связан» в атоме водорода (один протон и один электрон). Чтобы отодвинуть этот электрон от протона, требуется энергия. Чтобы полностью отодвинуть этот электрон от протона, требуется 13,6 электрон-вольт энергии. Мы говорим тогда, что атом «ионизирован».На жаргоне «энергия ионизации» прочно связанного электрона в водороде составляет 13,6 электрон-вольт.
Электроны — очень легкие объекты, поэтому мы не ожидаем, что электрон-вольт представляет собой очень много энергии. Один электрон-вольт — это всего лишь 1,6 x 10 -19 джоуля энергии, другими словами, 0,16 миллиардной доли джоуля. Один джоуль (сокращенно Дж) эквивалентен количеству энергии, используемой одной ваттной лампочкой, зажженной в течение одной секунды. Энергия, связанная с радиоактивным распадом, колеблется от тысяч до миллионов электрон-вольт на ядро, поэтому распад одного ядра обычно приводит к большому количеству ионизаций.
Радиоактивность вещества измеряется количеством ядер, распадающихся в единицу времени. Стандартная международная единица радиоактивности называется беккерель (сокращенно Бк), что соответствует одному распаду в секунду (dps). Радиоактивность также измеряется в кюри, исторической единице, основанной на количестве распада в секунду в одном грамме радия-226 (37 миллиардов). Следовательно, 1 кюри = 37 миллиардов Бк. Один пикокюри (одна триллионная кюри) = 0,037 Бк, а 1 Бк = 27 пикокюри.Радиоактивность также измеряется в единицах дезинтеграции в минуту (dpm). Один дпм = 1/60 Бк.
Удельная активность измеряет радиоактивность единицы массы вещества. Единицы измерения — кюри на грамм или беккерели на грамм. Это позволяет нам сравнивать, является ли вещество более или менее радиоактивным, чем другое. Удельная активность радионуклида обратно пропорциональна его атомному весу и периоду его полураспада.
Экологические и биологические измерения радиоактивности обычно выражаются как концентрации радиоактивности в почве, воде, воздухе или тканях.Примеры единиц включают пикокюри на литр, беккерели на кубический метр, пикокюри на грамм и дезинтеграции в минуту на 100 квадратных сантиметров. Один пикокюри (сокращенно pCi) равен 10 -12 (или 0,000000000001) кюри. Иногда вес радиоактивного материала на единицу почвы или ткани может быть указан и выражен в частях на миллион, или ppm, может быть выражен в единицах массы. Его можно преобразовать в единицы радиоактивности, поскольку мы знаем удельную активность различных радионуклидов.Дезинтеграции в минуту на 100 квадратных сантиметров (dpm / 100 см 2 ) — это единица, обычно используемая для измерения поверхностного загрязнения объекта, такого как бетон или металл.
Измерение дозы
Размещение вашего тела рядом с радиоактивным источником приводит к облучению. Чтобы оценить опасность этого воздействия, необходимо вычислить поглощенную дозу . Это определяется как энергия, передаваемая определенной массе ткани. Доза обычно неоднородна по всему телу. Радиоактивное вещество может избирательно поглощаться различными органами или тканями.
Дозы облучения часто рассчитываются в единицах рад (сокращенно от r adiation a bsorbed d ose). Один рад равен 100 эрг / грамм, другими словами, 100 эрг энергии, поглощаемой одним граммом данной ткани тела. Эрг равен одной десятимиллионной джоуля. Сто рад равняется одному Джоуля на килограмм (Дж / кг), что также равно одной Грэй (Гр), стандартной международной единице измерения дозы излучения. Предположим, нужно время? Затем мы говорим о мощности дозы (или дозе за единицу времени).Пример единиц мощности дозы — миллирад / час. В повседневном понимании джоуль (а тем более эрг) — это довольно небольшое количество энергии. Но с точки зрения потенциала ионизации молекул или элементов джоуль — это огромное количество энергии. Один джоуль ионизирующего излучения может вызвать десятки тысяч триллионов ионизаций.
Рентген измеряет степень ионизации воздуха, вызванную радиоактивным распадом ядер. В не костной биологической ткани один рентген эквивалентен примерно 0.93 рад. В воздухе один рентген равен 0,87 рад. Циферблаты, показывающие калибровку в мР / ч, показывают миллирентген в час.
С физической точки зрения, самый простой способ измерить влияние излучения — это измерить количество энергии, вложенной в данный вес материала. Однако выделение энергии — это только один аспект потенциальной радиации причинить
биологических повреждений. Ущерб, наносимый единицей вложенной энергии, больше, когда она передается на более короткое расстояние.Следовательно, альфа-частица, которая отдавала бы всю свою энергию на очень короткое расстояние, наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, чем гамма-луч, который вкладывает свою энергию на более длинном пути. Вес биологического вещества, в котором хранится энергия, также важен. Чувствительность разных органов также различается. Концепция относительной биологической эффективности (ОБЭ) была создана, чтобы попытаться уловить относительную эффективность различных видов излучения в причинении биологического ущерба.
ОБЭ варьируется в зависимости от органа, подвергшегося воздействию, возраста воздействия и других факторов. Единственный фактор, называемый коэффициентом качества, для преобразования вложенной энергии в рад используется в целях регулирования, хотя это значительно упрощает реальные риски для жизни. Для бета- и гамма-излучения коэффициент качества равен 1, то есть 1 рад = 1 бэр. Альфа-излучение наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, вложенной в живую ткань. В настоящее время коэффициент качества для альфа равен 20 (умножьте рад альфа-излучения на 20, чтобы получить бэр).Мы говорим «в настоящее время», потому что добротность альфа-излучения с годами изменилась. Текущий коэффициент качества, обычно используемый для нейтронов, составляет 10.
Коэффициенты преобразования дозы (DCF) используются для преобразования количества радиоактивности (выраженной в кюри или беккерелях), вдыхаемой или проглатываемой человеком, в дозу (выраженную в бэрах и зивертах). DCF, используемые для целей регулирования, получены на основе комбинации различных экспериментальных данных и математических моделей.
Установка | Описание | эквивалент |
---|---|---|
Рем (рентгеновский эквивалент человека) | Единица эквивалентной поглощенной дозы излучения, которая учитывает относительную биологическую эффективность различных форм ионизирующего излучения или различные способы, которыми они передают свою энергию тканям человека. Доза в бэр равна дозе в рад, умноженной на коэффициент качества (Q).Для бета- и гамма-излучения добротность принимается равной единице, то есть rem равняется рад. Для альфа-излучения коэффициент качества принимается равным 20, то есть бэр равняется 20 рад. Рем по сути является мерой биологического ущерба. Для нейтронов Q обычно принимают равным 10. | rem = рад x Q |
Зиверт (Св) | Единица эквивалентной поглощенной дозы, равная 100 бэр. | 1 Зв = 100 бэр Зв = Гр x Q |
Рад (поглощенная доза излучения) | Единица поглощенной дозы излучения.Рад — это мера количества энергии, вложенной в ткань. | 1 рад = 100 эрг / грамм |
Серый (Gy) | Единица поглощенной дозы излучения, равная 100 рад. Серый — это мера депонирования энергии в тканях. | 1 Гр = 100 рад |
Кюри (Ки) | Традиционная единица радиоактивности, равная радиоактивности одного грамма чистого радия-226. | 1 Ки = 37 миллиардов dps = 37 миллиардов Бк |
Беккерели (Бк) | Стандартная международная единица радиоактивности, равная одному распаду в секунду. | 1 Бк = 27 пКи |
Дезинтеграции в секунду (дпс) | Число субатомных частиц (например, альфа-частиц) или фотонов (гамма-лучей), выпущенных из ядра данного атома за одну секунду. Один dps = 60 dpm (распадов в минуту). | 1 dps = 1 Бк |
Источники: Nuclear Wastelands , Махиджани и др., Ред., Кембридж: MIT Press, 1995; Наука за демократические действия , т.6 шт. 2 ноября 1997 г .; Радиационная защита: руководство для ученых и врачей, 3-е изд., Джейкоб Шапиро, Кембридж: издательство Гарвардского университета, 1990.
A Устройство для измерения дозы в зависимости от удельной ионизации
Физическими параметрами, влияющими на биологический эффект ионизирующего излучения, являются энергия, передаваемая пораженным тканям, и плотность ионов на путях заряженных частиц, производящих ионы. Считается, что вариации последней величины ответственны за различия в относительной биологической эффективности (R.БЫТЬ.). Циркле предложил использовать концепцию «линейной передачи энергии» (L.E.T.) в ткани. Это более фундаментально, чем специфическая ионизация в газе, но последняя, которую можно измерить гораздо легче, в большинстве случаев может считаться пропорциональной первой с точностью до 10%.
В настоящее время существует несколько методов, с помощью которых можно определить общую энергию, передаваемую ткани ионизирующим излучением. В этой лаборатории ионизационные камеры тканевого эквивалента (1) были разработаны на основе принципа Брэгга-Грея.Используя эти камеры, можно измерить общую энергию, выделяемую на грамм ткани частицами любой специфической ионизации. Поскольку эти камеры при воздействии одного и того же поля излучения проходят через ионизирующие частицы того же типа, энергии и направления, что и ткань, оказалось возможным разработать метод, с помощью которого можно было бы определять удельную ионизацию отдельных частиц, пересекающих полость. .
Поскольку ионизация, производимая отдельными частицами, часто будет слишком мала для непосредственного обнаружения, следует прибегнуть к умножению газов.Следовательно, камера должна работать как пропорциональный счетчик. В этом случае полученный импульс будет пропорционален ионизации, производимой частицей, проходящей через счетчик. Полная ионизация будет произведением удельной ионизации и длины пути в газовом объеме. Различение только на основе высоты импульса не может привести к четкому различию между частицами с разной специфической ионизацией, поскольку импульс, создаваемый слабоионизирующейся частицей, имеющей длинную траекторию, может быть столь же большим, как и импульс сильно ионизирующей частицы, имеющей короткую траекторию. дорожка.Если вовлеченные частицы имеют сильно различающуюся удельную ионизацию, , например, , электроны и протоны, может быть достигнуто достаточно удовлетворительное разделение импульсов, генерируемых любым типом, и именно на этом основании Херст и Ричи (2) разработали свой нейтронный дозиметр. Однако, если требуется подробная информация о конкретной ионизации, необходимо сделать поправку на распределение геометрических длин пути. Это проще всего сделать для простейшего вида полости, которая представляет собой сферу.Эта форма имеет дополнительное преимущество в том, что она изотропна, и поэтому отсутствует направленная характеристика.
Формула 1 в Приложении дает общее выражение для распределения длин путей, пересекаемых сферической полостью на любом расстоянии от точечного источника. Наиболее важным практическим случаем является случай, когда источник находится на бесконечности (, то есть , на расстоянии многих радиусов сферы).
4. Как измеряется и оценивается радиационное облучение?
3.5 Дозиметрические аспекты
Чтобы оценить вклад риска от сканирований, выполненных с сканеры безопасности на основе технологий, использующих ионизирующие излучение как описанных в разделах 3.2.1 и 3.2.2, необходимо описать количество (дозы) ионизирующего излучения, полученное пассажиры. Для этого важно уточнить различные используемые термины.
3.5.1 Концепции дозировки
При работе с ионизацией радиация, основная концепция, используемая для описания выделения энергии, вызванного излучение к любому виду материала — это количество «поглощенного» доза ‘D. Это определяется как энергия E, переданная небольшому количество материала:
D = dE / дм. где m — масса материала.
Эта доза является чистым физическим описателем передачи энергии из-за к ионизирующему излучению.Значения измерений даны в единицах СИ. Грей. (Гр), что составляет Дж / кг. Этот физический параметр вообще не достаточно для описания биологических эффектов, вызванных ионизацией радиация. Чтобы учесть эту зависимость биологическое воздействие на тип излучения (альфа, бета, гамма, и т. д.) и энергии, весовым коэффициентом качества излучения. w R (от 1 до 20). введен дополнительный дозовый член для излучения в целях защиты.Это величина «эквивалентная доза» H и определяется как:
H = ширина R * D
Единицей СИ для эквивалентной дозы является зиверт (Зв), который также выражается в Дж / кг. Сканеры безопасности, использующие ионизирующие излучения, которые коммерчески доступные, используют рентгеновские лучи от 50 кВп до 220 кВп (с некоторой дополнительной фильтрацией), которые имеют номинальное излучение добротность w R = 1.
Можно различать дозы, определенные для конкретных человек (индивидуальная доза) и дозы, измеренные или оцененные в конкретные места (амбиентная доза).
3.5.1.1 Органные дозы
Прежде всего, в большинстве случаев применения рентгеновских лучей на людях, в обстоятельства неоднородного радиация как для Например, рентген грудной клетки, эквивалентная доза для каждого органа может будь другим.Поскольку большинство эпидемиологических данных относятся к исследованиям внешнее облучение с достаточно высокими энергиями в больших однородных полей, в этих исследованиях можно считать равномерная дозировка для всего тела. Сканеры безопасности на низкая энергия используемого ионизирующего излучения приведет к разные дозы на разные органы. Как передаваемая энергия уменьшается, поэтому уменьшается проникновение и, следовательно, различия между различными дозами органов больше.Может даже быть различия внутри отдельных органов. Предполагается, что риск относящиеся к дозе в той же ткани, описываются средняя переданная энергия, умноженная на качество излучения фактор в конкретном органе. Следовательно, дозы на органы равны дается как среднее значение эквивалентной дозы по всему органу Н Т . Эти средние значения должны быть определены для всех органы.
H T, R = w R * D T, R
3.5.1.2 Эффективные дозы
Крупные эпидемиологические исследования риска ионизации радиация особенно исследование продолжительности жизни выживших после атомной бомбы Хиросима и Нагасаки показали, что разные органы показывают различный риск стохастических эффектов, таких как развитие рака вызванные ионизирующим излучением (см. раздел 3.6.3 «Эпидемиология»). На основе данных о заболеваемости и смертности выживших и их в основном равномерное облучение, удельные коэффициенты риска имеют были определены для различных органов.Предполагая, что сумма потенциальные риски для всех отдельных органов должны представлять полный риск облучения всего тела в результате подход эффективной дозы E, где коэффициенты риска переносятся на тканевые весовые коэффициенты wT для органов. К умножение этих факторов риска на соответствующий эквивалент дозы на органы и суммирование полученных взвешенных доз на органы, получает дозу, описывающую вероятность нанесения вреда здоровью сравнимо с общей дозой тела.Эффективная доза определяется в качестве:
E = Σ TwT * H T, R
Это значение дозы не предназначено для определения риск для человека, но это только оценка среднего риск в популяции, даже если риск для отдельного человека может варьируются в зависимости от возраста на момент воздействия, пола или других факторов риска. В весовые коэффициенты тканей перечислены в различных МКРЗ. (Международная комиссия по радиологической защите) публикации.Согласно фактическому определению МКРЗ, факторы риска приведены в таблице 1 (из публикации 103 МКРЗ (ICRP 2007)). Пределы дозы в законодательстве выражены в эффективных дозы и эквивалентные дозы.
Таблица 1: Весовые коэффициенты тканей в соответствии с ICRP 103 (ICRP 2007)
3.5.2.3 Удельные дозы
Что касается использования различных сканеров, дозы на кожу и некоторые другие органы представляют особый интерес из-за неоднородное воздействие из-за геометрии облучения и низкой энергия излучения вовлеченный.
Для определения доз на органы проводятся некоторые измерения. требуется. Для оценки риска оцениваются эквивалентные дозы. Обычно они оцениваются как H * (10), что описывает индивидуальная эквивалентная доза, измеренная на глубине 10 мм от эталона сфера, состоящая из мягких тканевый эквивалент согласно ICRU. Для близкого Представление дозы на кожу, H * (0,07) используется, что представляет собой значение эквивалентной дозы на глубине 70 мкм.
В системах обратного рассеяния с относительно низкими энергиями фотонов (пучок слабого излучения качества) органы, близкие к поверхности тела, такие как хрусталик глаза, женская грудь или яички получат более высокие дозы, чем органы глубже в теле. В системах с более высоким качества луча (более высокое напряжение на лампе, более жесткая фильтрация) распределение дозы внутри тел было бы больше униформа.
3.5.2 Определение дозы
Так как дозу ионизирующего излучение напрямую в организме дозы на органы обычно оцениваются измерение доз на репрезентативных площадях, а затем выполнение симуляции с использованием моделей человеческого тела. Эти симуляции обычно предоставляют коэффициенты пересчета для получения доз на органы от измеренные значения входной дозы.Исторически первые моделирование проводилось на простых геометрических математических фантомах. Так обстоит дело с некоторыми уже опубликованными исследованиями; Другие исследования обеспечивают измерения доз. Эти измерения резюмировано в Таблице 2.
Таблица 2: Измеренные эффективные дозы для различных видов безопасности сканеры
Затем были изготовлены воксельные фантомы с реалистичной анатомией.В новые стандартные эталонные фантомы, представляющие стандартного человека и стандартная женщина были представлены в публикации 110 МКРЗ. (МКРЗ 2009). Некоторые коэффициенты пересчета уже были определены для этих новых эталонных фантомов. Воздействие средний человек в контексте сканера безопасности может быть смоделировано. Эти симуляции, конечно же, не учитывают различия между разными людьми.Определение Органные и эффективные дозы для среднего человека достаточно точны ввиду присущей неопределенности, связанной с низким дозы, типичные для сканеров безопасности.
Моделирование методом Монте-Карло было выполнено на новом ICRP. стандартные воксельные фантомы и на модели для беременных. Для расчеты, некоторые упрощения относительно геометрии процесс сканирования был произведен.Они должны быть консервативными и имеет второстепенное значение для результирующего эффективного и актуального (важные органы и органы с более высокими дозами по сравнению с другими органы) дозы на органы. Определенные значения (всегда для двусторонних (AP / PA) сканирование) приведены в таблице 3. Полная таблица может можно найти в приложении.
Таблица 3: Смоделированные эквивалентные дозы органов от обратного рассеяния сканеры
Доза облучения от сканирование одного пассажира примерно эквивалентно естественный фон радиация [Запрос — Джуди Ожоги], полученные в течение часа на земле или в течение 10 минут полета на типичной крейсерской высоте (30 000-35 000 ноги).
Следует отметить, что эффективная доза для беременных женская модель на самом деле не имеет смысла, но дана, чтобы позволить определенная возможность сравнения. Представленные значения доз здесь находятся в том же диапазоне, что и большинство других публикации.
Различные исследования показали последовательные результаты с точки зрения измеренные дозы облучения для аналогичного оборудования.Более того, соответствие между измеренными дозами и дозами, рассчитанными с помощью симуляторы хороши. Однако недавняя статья (Rez et al.2011) расчетные дозы на кожу достигают 2,5 мкГр для рентгеновских лучей 50 кВп и 0,68 мкГр для рентгеновского излучения 50 кВп (эффективные дозы 0,9 и 0,8 мкЗв соответственно). Однако эти результаты были основаны на подход отличается от других исследований (количество квантов необходим для достижения качественных характеристик изображения, с неопределенными предположения относительно геометрии и отношения сигнал / шум, вероятно, сильно влияют на результаты).Рабочая группа пришла к выводу, что основное направление эмпирических исследований с большей вероятностью предоставить более точные оценки дозы, чем единичный выброс.
Здесь следует констатировать, что очень трудно дать надежные и содержательные оценки эффективных доз для дети в возрасте до 14 лет, так как различия в росте и размерах даже больше, чем у взрослых. Кроме того, еще нет нового эталонного семейства. дети.Кроме того, эффект геометрических пропорций ребенок к сканеру и режим использования сканирования приведет к большим отклонениям. Должно быть разумно предположить, что эффективные дозы будут в том же порядке величина, как у взрослых.
3.5.3 Особые группы
Эффективная доза, поступающая из организма, может варьироваться. сканеры между людьми в зависимости от их физического характеристики (размер тела и пол).Следовательно рассчитанные значения доз указывают только средние дозы из-за использование сканеров безопасности. Диапазон доз для взрослого может варьируются до двух раз. Группы, которые могут быть просканированы часто включают часто летающих пассажиров, курьеров, летные экипажи и сотрудники аэропорта. Чтобы оценить максимальную правдоподобную дозу от сканеры безопасности, кто-то летает каждый рабочий день в году с несколькими стыковочными рейсами можно сканировать трижды ежедневно, всего до 720 раз в год.Совокупный эффективная доза от сканера обратного рассеяния, таким образом, составила бы примерно 300 мкЗв (предполагая дозу 0,4 мкЗв на сканирование, т. е. выше типичных расчетных значений). Если бы все сканы были выполняется с использованием технологии передачи (при условии эффективного доза 4 мкЗв за сканирование) соответствующая годовая кумулятивная эффективная доза будет на порядок выше, приближается к 3000 мкЗв или 3 мЗв.Это явно превысит предел дозы для населения (применимый к пассажирам, а также другим часто просматриваемым группам, таким как экипажи авиакомпаний, персонал аэропорта и т. д.). Принцип дозирования ограничение, следовательно, указывало бы на предпочтение обратного рассеяния технологии, если только способность обнаруживать объекты в пределах тело считается решающим. Чувствительность (восприимчивость к вредных воздействий) также варьируется в пределах населения в зависимости от возрасту, полу и другим факторам.Потенциально уязвимые группы в популяцию входят беременные женщины (плоды) и дети.