Дозиметрлік және радиометрлік бақылау

Өндіріс жағдайында иондаушы сәулелену көздерімен жұмыс істеу кезінде және рентген сәулелерін немесе басқа радиация көздерін қолданумен байланысты медициналық зерттеулерде адам сыртқы сәулеленуге ұшырауы мүмкін. Бір қатар жағдайларда халықтың фондық сәулеленуге шалдығуын анықтау көңіл аударарлық жағдай. Ең маңыздысы, рентген және γ-сәулелену, нейтрондардың және β-бөлшектердің ағыны есебінен алған дозаларды анықтау болып табылады.

Дозиметрлік аспаптардың көпшілігі арнайы қолданылады, ол жеке сәулелену түрлерін тіркеу тиімділігімен, сәулеленудің қарқындылығың өлшеу диапазонымен және “қаттылықпен жүру” (ходом с жесткостью), яғни аспаптың көрсетуі сәулелену энергиясына байланыстылығымен анықталады.

Әр түрлі сәулелену түрлерін тіркеу тиімділігі аспаптың детекторына байланысты. Кванттық сәулеленуді өлшеу үшін ең жарамдысы – ауасы ионданатын камераның қағидасына негізделген аспаптар. β – ағындарын өлшеу үшін газды разрядтайтын немесе сцинтилляциялық есептеуіштер түріндегі аспаптар қолданылады. Нейтрондарды тіркеу үшін бордан немесе кадмийден жасалған сүзгінің ішінде орналасқан сцинтилляциялық детекторлар пайдаланылады

Топтық радиациялық бақылауды жүргізу кезінде келесі негізгі жағдайларды ескеру қажет:

- топтық бақылау мақсатында қолданылатын аппаратура радиациялық –технологиялық үрдістің міндеттеріне және нақты жағдайларына қатал сәйкес келуі қажет;

- жұмыс орындарын және көршілес бөлмелерді радиациядан қорғау тиімділігін тексеру кезінде радиациялық техниканы пайдалану режимі, олардың іс-жүзіндегі шынайы қолдану жағдайына сәйкес болуы қажет;

- нысандағы радиация жағдайы туралы сенімді мәлімет алу үшін қанша өлшеу жүргізу қажет болса, сонша жүргізу керек.

Дұрыс ұйымдастырылған және жүйелі түрде жүргізіліп отыратын топтық бақылау, иондағыш сәулеленуді пайдалану кезіндегі жұмыс жағдайының қауіпсіздігін қамтамасыз ететін маңызды элементтерінің бірі болып табылады.

Осыған байланысты, иондағыш сәулеленумен жұмыс істеудің қауіпсіздігін регламенттейтін нормативтік құжаттардың барлығы дерлік радиациялық қауіпті нысандарда, жұмыс орындарындағы сәулелену деңгейлерін және қызметкердің жеке басының сәулеленуге ұшыраудан алған дозаларын міндетті түрде өлшеп, дозиметрлік және радиометрлік зерттеулерді дәл жүргізу қажеттілігіне ерекше көңіл аударады.

Аспаптарды таңдау кезінде, олардың көрсеткішінің өлшейтін сәуле энергиясына байланыстылығына (яғни «қаттылықпен жүруге») үлкен мән береді.

Қазіргі кезде шығарылып жатқан дозиметрлік және радиометрлік аспаптардың көпшілігі әмбебап емес және салыстырмалы түрде үлкен емес энергия диапазонында қолданылады, сондықтан санитарлық дозиметрлік бақылау жүргізу үшін аспаптарды таңдау кезінде келесілерді ескеру қажет:

- өлшенетін сәулеленудің түрі мен энергиясын;

- аспаптың сезімталдық диапазонын;

- төл құжаттық мәліметтеріне толық сәйкес келетін аспаптың өлшеу қателіктерін және басқа да параметрлерін ескеру қажет.

Аспаптарды таңдау кезінде, олардың көрсетулері өлшенетін сәулеленудің энергиясына байланысты болатынына (яғни, “қаттылықпен жүруге”-берілген аспаппен өлшенетін сәулелену энергиясының диапазонына) үлкен мән беріледі.

Кейбір жағдайларда «қаттылықпен жүруіне» байланысты өлшеу қателігі 400 % жетеді. «Қаттылықпен жүруінің» ең аз көрсеткіштері ауаға эквивалентті материалдардан жасалған аспаптарда болады.

Қолданылуына байланысты барлық аспаптар шартты түрде келесі топтарға бөлінуі мүмкін:

1. Рентгенометрлер – иондағыш сәулеленудің экспозициялық доза қуатын өлшейтін аспап;

2. Радиометрлер – иондағыш сәулеленулердің ағын тығыздығын (β- бөлшектердің, нейтрондардың, т.б. сыртқы ағыны қарқындылығын) өлшейтін аспап;

3. Жеке адамдық дозиметрлер – иондағыш сәулеленулердің экспозициялық немесе сіңірілген дозасын өлшейтін аспаптар.

Бұдан басқа радиациялық бақылау жүргізетін барлық аспаптарды стационарлық және тасымалданатын аспаптар деп бөледі.

Стационарлық радиометрлер экспозициялық дозалардың қуатын, ауадағы және ағынды сулардағы белсенді заттардың концентрациясын үзіліссіз бақылауға мүмкіндік береді. Бұл топтағы аспаптар көбінесе, радиациялық қауіпсіздік жүйесінің сенімділік дәрежесін жоғарылатуға мүмкіндік туғызатын технологиялық үрдістердің элементтік құрамы ретінде қолданылады. Әдетте, бұл аспаптардың өлшеу диапазоны кең болып келеді. Тасымалданатын аспаптар қорғаныс құрылғыларының тиімділігін және жұмыс орындарындағы, тұрғын үй бөлмелеріндегі және жергілікті жерлердегі радиациялық қауіпсіздік жағдайын бақылау және бағалау үшін қолданылады.

Қазіргі жағдайларда «ПРОГРЕСС» спектрометрлік кешені кеңінен қолданылады, ол α, β және γ – сәулелелерін шығаратын нуклидтердің белсенділігін есептеу үшін дайындалған үлгілерін спектрометрлік әдіспен өлшеуге арналған. Бұл кешен арнайы қолданылатын құрылғы ретінде зертханалық жағдайларда қолданылады және қоршаған ортаның әр түрлі нысандарындағы радионуклидтердің белсенділігін өлшеуге арналған құрал болып табылады.

«ПРОГРЕСС» кешені компьютерден басқарылатын спектрометрлік трактардың жиынтығы болып табылады. Әрбір тракт, аналогтық-сандық айналдырғыш базасындағы амплитудалық талдағышқа және компьютерге қосылған, спектрометрлік детектордан, жоғары және төмен вольтты қоректік блоктардан және күшейткіштен тұрады.

Берілген кешеннің жұмыс істеу қағидасы, өлшеуі белгіленген жағдайларда жүргізілетін зерттеу үшін дайындалған үлгінің сәулеленуін тіркейтін детектордан, импульстердің аппаратуралық спектрін алудан тұрады. Зерттелетін сынамадағы радионуклидтің белсенділігі «ПРОГРЕСС 3,0» арнайы бағдарламалар пакеті көмегімен алынған спектрограмманы компьютерде өңдеу жолымен анықталады. Бұл бағдармалар әрбір өз бетінше жұмыс істейтін спектрометрлік трактың жұмысын басқаруға, спектрограмманы талдауға және радионуклидтердің түрін анықтауға, сынамадағы тиісті нуклидтердің белсенділігін анықтауға, белсенділікті өлшеуде кететін қателікті есептеуге және өлшеу нәтижелерін хаттамалауға мүмкіндік береді

Айта кету керек, радиометрлік және дозиметрлік аспаптардың көрсетулерінің дұрыстығы көптеген факторлармен: сәулеленудің қарқындылығымен, түсу бұрышына байланыстылығымен (угловая зависимость), градуировкасының дұрыстығымен және қоршаған ортаның жағдайларымен ( ауаның t°, салыстырмалы ылғалдылығы) анықталады.

Жеке адамдық дозиметрлік бақылау.

Доза қуаттарын, нейтрондар ағынын немесе зарядталған бөлшектерді стационарлық немесе тасымалданатын аспаптармен өлшеу жолымен алынған иондаушы сәулеленулердің сыртқы өрістерін дозиметрлік бақылау мәліметтері, әдетте, қызметкердің сәулеленуге ұшыраудан алған дозаларын сипаттау үшін жеткіліксіз, себебі, иондағыш сәулеленудің өрістері уақыт бойынша және кеңістікте өзгеріп отырады. Сондықтан, қызметкердің сәулеленуге ұшыраудан жеке басының алатын дозасын бағалау үшін, жеке адамдық дозиметрлер қолданылады.

Қазіргі кезде кіші иондаушы камераларды немесе конденсаторлық камераларды (ЖАДБ әдісі), фотопленкалардың арнайы сорттарын (ЖАФБ) және термолюминисценттік детекторларды (ТЛД) тағы басқаларды қолдануға негізделген жеке адамдық дозиметрлер белгілі.

Бұл дозиметрлердің барлығы да көпшілік жағдайда рентген және γ -сәулелерін тіркеу үшін қолданылады.

Кейбірулері (ЖАФБ, ТЛД) басқа сәулелену түрлерінің (нейтрондардың және β-ағындардың, ауыр зарядталған бөлшектердің және басқалардың) дозаларын өлшеу үшін қолданылады.

Конденсаторлық камералардың көмегімен жеке адамның алған дозасын бақылау (ЖАДБ). Конденсаторлық камералардың жұмыс істеу қағидасы алдын ала белгілі бір потенциалға дейін зарядталған конденсаторлық камерадан рентген немесе γ – сәулелерінің өтуі кезінде, камераның потенциалы разрядталуы нәтижесінде, сәулеленудің дозасына пропорционал өзгеретіндігіне негізделген.

Жеке адам алған дозасын фотобақылау әдістемесі экспозицияда болған (қолданылған) фотопленка қараюының оптикалық тығыздығын, белгілі бір дозада сәулелену әсеріне түсірілген бақылау пленкасының оптикалық тығыздығымен салыстыруға негізделген. Жақын уақыттарға дейін ЖАФБ -2,3, ЖАФБ-2,3М, ЖАФБ (ИФКУ) әдістері қолданылып келді.

Термолюминесценттік дозиметрлер. Қазіргі кезде, детекторлары фторлы литий, фторлы кальций және алюмофосфат шынылары негізіндегі термолюминесценттік дозиметрия әдістері барлық жерлерде, соның ішінде, Қазақстанда да, ең көп таралып отыр. Жеке адам алған дозасына бақылау жүргізу кезінде, ТЛД түріндегі термолюминисценттік дозиметрлер қолданылады. Бұл дозиметрлерді жұмысшының денесінің бетіне орналастыру кезінде, жұмыстардың сипатын, бүкіл денесі толық немесе жергілікті жері сәулеленудің әсеріне ұшырайтынын ескеру қажет. Бүкіл денесі толық сәулеленуге ұшырауы кезінде, ТЛД кеуде деңгейінде және жамбас аймағында, ал жергілікті сәулеленуге ұшырауы кезінде – кеуде-бас, кеуде-жамбас, кеуде-аяқ және басқаларда орналасуы қажет.

Сонымен қатар, қазіргі кезде санитарлық практикада рентген кабинетінің қызметкері мен пациентінің жеке бастарының алған дозаларын бағалауда, рентген-диагностика және рентген сәулесімен емдеу кезінде пациенттің алған эффективті дозасын келесі әдістерді қолдану арқылы анықтайды:

1. сіңірілген дозаның рентген аппаратынан шығатын жеріндегі рентген сәулесінің ауданына көбейтіндісін өлшеу әдісімен;

2. ҚР ДСМ бекіткен әдістемелік нұсқаулардағы (№ 5.05.011.03; № 5.05.012.03) тиісті есептеу әдістемесін пайдаланып, есептеу жолымен анықтау.

Рентген сәулеленуінің сіңірілген дозасын өлшеу рентген сәулеленуінің- клиникалық дозиметрі (РКД-1) көмегімен жүргізіледі.

Сыртқы сәулеленудің әсеріне ұшырауын өлшеуден сенімді нәтижелер алу үшін келесі негізгі ережелерді сақтау қажет:

· жеке өлшеулер жүргізетін жерлері (орындары), жұмыс сипаты және иондағыш сәулеленумен істейтін жұмыс режимі, т.б. көрсетілген жұмыс жағдайын алдын ала санитарлық тұрғыдан сипаттау негізінде белгіленеді;

· өлшеу үшін тек ресми мекемелердің метрологиялық сараптауынан өткен стандартты аспаптарды қолданған жөн;

· сенімділігі жоғары болуы үшін, өлшеу әрбір нүктеде 2-3 реттен кем болмауы тиіс;

· жұмыс кезеңінде қызметкердің сәулеленуге ұшырауы біркелкі болмаған жағдайларда, алған дозаларын бағалау, тек жеке басы алған дозаларын өлшеу мәліметтерінің негізінде жүргізілуі мүмкін;

· тексеруге алынған өндірістегі жұмыс істейтіндерге әсер ететін сәулеленудің барлық түрлерінің есебінен сәулеленуге ұшырауының жиынтығы ескерілуі қажет;

· нысанның дозиметрлік қызметінің жеке адамның алған дозасын өлшеу мәліметтері, жеке адамдық дозиметрлердің көрсетуін тексергеннен кейін ғана қолданылуы мүмкін.

Ішкі сәулеленуге ұшырау дозаларын бағалау. Радиациялық қауіптілік дәрежесін анықтау кезінде, сыртқы сәулеленуге ұшырататын деңгейін сипаттайтын мәліметтермен қатар, жеке жағдайларда (ашық түріндегі белсенді заттармен жұмыс істеу кезінде) радиациялық әсерінде шешуші роль атқаратын ішкі сәулеленуге ұшырау дозаларын бағалау да маңызды.

Кәсіби жұмыс жағдайларында радионуклидтердің ағзаға тыныс жолмен түсуі бірінші орында, ал содан кейін жанаспалы жолмен түсуі тұр. Халық ішіндегі жеке адамдар үшін, ішкі сәулеленуге ұшыраудан алған дозаларын бағалау кезінде, басты роль ауыз арқылы түсуіне, ал содан кейін тыныс жолмен түсуіне беріледі.

Бүгінгі күнге дейін сәулеленуге ұшырау деңгейін бірден бағалауға мүмкіндік беретін тікелей дозиметрия әдістерінің жоқ екенін ескерген жөн. Осыған байланысты, ішкі сәулеленуге шалдығу дозасын анықтауды адамның денесіндегі белсенді заттардың құрамы жөніндегі немесе олардың ағзаға түсуі жөніндегі мәліметтер негізінде келесі әдістерді қолданылып жүргізеді:

Тікелей әдіс – бұл адамның денесінен шығатын сәулеленудің қарқындылығын өлшеу жолымен бүкіл денесіндегі немесе жеке сындарлы мүшелеріндегі белсенді заттарды анықтау. Мысалы, емдеу мақсатында радиофармацевтикалық препараттар енгізілген пациенттің радиологиялық бөлімнен шығу кезінде, одан шығатын гамма-сәулеленуінің доза қуатын анықтау кезінде қолданылады. Ол пациенттен 1 м қашықтықта сағатына 3 мкЗв-тен аспауы қажет. Гамма-сәулеленуінің доза қуатын өлшеу үшін, детекторлары NaІ (TІ) кристалы түріндегі немесе сұйықты сцинтиляциялық спектрометрлерді қолдануы мүмкін.

Жанама әдіс - адамнан бөлінетін биосубстраттарды (сілекей, тер, тыныс алудан шыққан ауа, қан, нәжіс, зәр) радиометриялық зерттеу мәліметтері бойынша немесе ауаны, тағамдық азықтарды, суды және заттың беттердің ластану деңгейін радиометрлік зерттеу нәтижелері бойынша бүкіл денедегі немесе жеке мүшелердегі белсенді заттарды анықтауға негізделген.

Ағзадан бөлінетін барлық заттардың ішінен радиометрлік зерттеу үшін, ең жиі зәр алынады.

Мұндай зерттеулер үшін, сілекей мен тердің жарамдылығы аздау, себебі, бұл биосубстраттардың белсенділігі мен ағзадағы белсенді заттардың арақатынастары туралы мәліметтер әзірге жеткіліксіз. Тыныс алудан шыққан ауаны радиометрлік зерттеу, тек ағзадағы радий мен торийді (тыныс алудан шыққан радон мен торон бойынша) бағалау үшін қолданылады

Нәжістің белсенділігі жөніндегі радиометрия нәтижелеріне түсініктеме беру күрделі, себебі белсенді заттар оларға бірнеше жолдармен түседі: ауыз арқылы, ас қорытатын сөлдермен және өтпен. Радиоактивті изотоптардың кейбір бөліктері асқазан-ішек жолдарына өкпеден шығатын қақырықты жұтқан кезде түседі. Егер белсенді заттар ағзаға тек бір жолмен (ауыз арқылы немесе ингаляциялық) түсетін болса, нәжістің белсенділік нәтижесімен денедегі белсенді заттардың мөлшері арасындағы байланыс сенімді орнатылады, ал бұл жағдайда белсенді изотоптардың асқазан-ішек жолдары арқылы сіңуі есепке алынбайды.

Нәтижелерге түсініктеме бергенде, белсенді заттардың бүкіл денеде және сындарлы мүшеде ұсталынуы, ағзадан шығарылуы туралы және изотоптың қаннан сындарлы мүшеге өтетін бөлігі туралы ақпараттар болуы қажет.

Радиохимиялық немесе радиометрлік талдау мәліметтерін түсіндіру, радионуклидтердің ағзаға түсу жолдарына және түсу уақытының ұзақтығына, олардың ағзада таралуына (біркелкі, остеотропты, қалқанша безге, т.б.), изотоптың ағзада болатын уақытына (жартылай ыдырау кезеңіне және ағзадан шығатын биологиялық кезеңіне) байланысты.

Ашық түріндегі белсенді заттармен (ұнтақтармен, ерітінділермен) жұмыс істеу, жұмысшылардың қолының, киімдерінің, аспаптардың және зертханалық жабдықтардың, заттардың жұмыс атқарылатын беттерінің, бөлменің едені мен қабырғаларының және ауаның осы заттармен ластануына әкеп соғуы мүмкін. Бұл нысандардан белсенді заттар адам ағзаларына түсуі мүмкін, соның нәтижесінде жұмыс істеуші қызметкер, сыртқы да және ішкі де сәулеленуге шалдығуы мүмкін.

Радионуклидтермен қатынаста болатын адамдарды қорғау мәселелерін шешу үшін зат беттерінің ластану деңгейлерін анықтайды. Табылған мөлшерлерді рұқсат етілген деңгейлермен (12.12.-кесте) салыстырады. Бұл шектік рұқсат етілген деңгейлерді орнату кезінде келесі ережелер қабылданған:

- сыртқы және ішкі сәулелену әсері есебінен ағзаға сіңген дозаның жиынтығы сәулелену әсеріне орнатылған шектік рұқсат етілген дозадан аспауы қажет;

- ағзаға α-белсенді заттар түскен кезде, β-белсенді заттарға қарағанда, қауіптілігі жоғары;

- қолға және дененің басқа бөліктеріне арналған шектік рұқсат етілген ластану деңгейі, басқа заттардың беттеріндегімен салыстырғанда, аз болуы қажет, себебі, бұл жағдайда белсенді заттардың ағзаға түсуі басқа жағдайлармен салыстырғанда жоғары.

Кесте

Заттардың жұмыс атқарылатын беттерінің, терінің, арнайы киімдердің және жеке басты қорғайтын заттардың белсенді ластануының рұқсат етілген деңгейлері. (бөлш/см²·мин)

Әр түрлі беттердің белсенді заттармен ластану деңгейін, стационарлық және тасымалданатын радиометрлік аспаптардың, сондай-ақ, жағынды әдістің көмегімен іске асырылуы мүмкін. Жағынды әдістің мәні, ластанған беттерден қандай да бір материалмен (дәке, мақта тампондары, т.б.) белсенді заттарды сүртіп алып, әрі қарай осы материалдың радиобелсенділік деңгейін анықтаудан тұрады.

Жағындыларды құрғақ және ылғал материалдармен алуға болады. Жағынды алатын материалды сумен немесе қышқылмен сулау, әдістің сезімталдығын арттырады, бірақ әрі қарай істелетін операциялардың орындалуын біраз қиындатады. Көп жағдайларда, әсіресе тегіс беттер ластанғанда (болат, плиткалар т.б.), ал ластану деңгейі едәуір болған кезде, құрғақ әдісті толығымен қолдануға болады.

Жағындыларды сүртіп алу тиімділігі бірқатар себептерге байланысты (беттің сипатына, жағынды түріне, беттен жағындыны алу сапасына т.б.) жағынды алу әдістемесін стандарттау мүмкіншілігі төмен, сондықтан әдістің дәлдігі жоғары емес. Сонымен қатар, бұл әдістің орындалуы өте қарапайым, тіпті қолда қажетті бейімделген заттар жоқ кездің өзінде де қолдануға болады және беттердің ластану деңгейі мен сипаты жөнінде қажетті мәліметтер береді.

Бөлмелер немесе оның жеке бөліктері (едені, қабырғалары) белсенді заттармен ластанған жағдайда, тездетіп дезактивация жасауға кіріседі. Егер құрғақ заттармен ластанған болса, онда оларды сәл ғана ылғалданған шүберекпен жинап алады. Көп көлемде төгілген белсенді сұйықтықтарға ағаш үгінділерін сеуіп, жинап алады. Радиоактивті заттардың негізгі бөлігін жинап алғаннан кейін, олардың қалдықтарын беттерден арнайы жуғыш заттармен өңдеу арқылы кетіреді. Ластанған беттерді, жуғыш заттармен суланған жұмсақ щеткалармен немесе тампонмен, не сумен жуу арқылы дезактивациялайды.

Қуысты немесе жеңіл суланатын материалдан жасалған беттерді (керамика плиткалар, цемент) дезактивациялау кезінде, жуғыш ерітінділерді өңделетін бетте ұзақ уақытқа қалдыруға болмайды, себебі, белсенді заттар жуғыш ерітінділермен бірге материалға сіңіп қалады.

Егер ластанған беттердің тігісі және жапсары жоқ, тегіс жабылған болса (пластикат, линолеум т.б.), онда тазалауды көбірек сулап (су құйып немесе су бүркіп) жүргізуге болады. Өңделетін бетті арнайы жуғыш заттармен дезактивацияланғанан кейін көп сумен жуып, таза, құрғақ шүберекпен сүртеді, содан соң тиісті радиометрлік құралмен беттің тазалығы бақыланады. Радиоактивті заттармен ластанған жеке басты қорғайтын заттарды арнайы жабдықталған кір жуатын орында дезактивациялайды.

Теріні белсенді ластанудан тазарту кезінде, оны неғұрлым тезірек жүргізсе, соғұрлым тиімді болады, себебі, белсенді ластану теріде ұзақ тұрып қалса, олардың мықтырақ жабысуына әкеп соғады. Көпшілік жағдайларда, қолды өңдеу үшін сабынды және щетканы қолданып, жылы сумен жақсылап жуу жеткілікті. Ластану деңгейі жоғары кезде, сабынмен жуудың тиімділігі жеткіліксіз болғанда, әр түрлі арнайы құрамдарды, атап айтқанда адсорбенттерді, кешен түзушілерді және еріткіштерді қолданады. Бірақ, көптеген белсенді элементтердің физико-химиялық қасиеттері әр түрлі болғандықтан, әмбебап заттарды ұсынуға мүмкіндік бермейді. Сондықтан, арнайы құрамдардың қолданылуы, өте шектеулі. Мысалы, қолдың ториймен және фосформен ластануы кезінде, трилон Б қосылған сабынды қолдану, радиймен ластануын тазарту үшін каолин сабынын қолдану ұсынылады,т.т.