Охрана труда и БЖД
Охрана труда и безопасность жизнедеятельности
Работа с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений
За последнее время в строительной индустрии широкое распространение получили источники ионизирующих излучений, которые применяют для различных целей, но чаще всего для контроля дефектов строительных конструкций, называемого неразрушающим. Наиболее распространены дефектоскопия трубопроводов, имеющихся в технологическом оборудовании, контроль качества сварных швов, металлических конструкций. С помощью источников ионизирующих излучений ведут контроль за процессом уплотнения бетонной смеси, влажностью строительных материалов, плотностью уложенного бетона, осуществляют дозирование компонентов.
   К ионизирующим излучениям относятся: излучения в виде α- и β- частиц, потоков нейтронов, протонов, γ- и рентгеновские лучи. В строительстве получили наибольшее применение рентгеновские и γ- лучи, как имеющие наибольшую проникающую способность.
   Действие ионизирующего облучения на живой организм губительно. Оно подразделяется на две группы: общие поражения в виде острой или хронической лучевой болезни; локальные поражения кожного покрова и слизистых оболочек в виде острых лучевых ожогов, язв в некрозов (отмирание) тканей. В отличие от других вредных факторов облучение внешне не сопровождается никакими ощущениями, которые были бы неприятны, и действие облучения проявляется не сразу, а с течением времени.
   Для характеристики ионизирующих излучений вводят понятие дозы излучения. Изменения, происходящие в орт ганизме под действием излучений, зависят от поглощенной дозы. Доза облучения — это энергия, поглощенная единицей объема массы облучаемого объекта. Доза облучения, создаваемая точечным источником на рабочем месте:
   где 8,4 — γ- постоянная радия; М — γ- эквивалент источника; t — время облучения; l — расстояние от источника излучения до рабочего места; K γ — γ- постоянная для данного изотопа; Q — активность источника.
   Мощность дозы облучения в единицу времени
   Предельно допустимая мощность облучения регламентируется «Нормами радиационной безопасности» (НРБ—76) и «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» (ОСП—72/80) и ГОСТ 12.3.022—80 ССБТ «Дефектоскопия радиоизотопная». Санитарными нормами воздействие ионизирующих облучений разделено на три категории: А — профессиональное облучение лиц, работающих непосредственно с источниками излучений; Б — облучение лиц, работающих в смежных помещениях (сюда входит территория всей санитарно-защитной зоны); В — облучение населения, проживающего на территории, примыкающей к санитарно-защитной зоне.
   Основные пределы доз облучения приведены в табл. 1.
   Основными причинами радиационных облучений являются: нарушение правил и инструкций по эксплуатации; отказ системы блокировки и сигнализации; конструктивные недостатки защитных устройств; отказ системы выпуска и перекрытия пучка излучений; технологические и конструктивные недостатки радиоизотопных источников излучения, действие ударов иа источники излучения, действие агрессивных сред.
   Безопасность работы с источниками излучений будет обеспечена, если соблюдено условие
   где М — γ- эквивалент источника; t — время облучения; l — расстояние от источника излучения до рабочего места; ПДД — предельно допустимая доза, Р.
   Из этого выражения видно, что необходимо уменьшать время облучения, сокращая время работы с источником излучения, и увеличивать расстояние до источника излучения.
Таблица 1. Основные значения доз облучения
| Группа органов | Название органов и тканей человеческого организма | Предел дозы облучения | |
| ПДД для категории А | Предел дозы ПДД для категория В | ||
| I | Все тело, гонады, красный костный мозг | 50 (5) | 5 (0,5) |
| II | Любой отдельный орган, кроме гонад, красного костного мозга, костной ткани, щитовидной железы, кожи, кистей, предплечий, лодыжек и стоп | 150 (15) | 15 (1,5) |
| III | Костная ткань, щитовидная железа, кожный покров, кисти, предплечья, лодыжки и стопы | 300 (30) | 30 (3) |
Примечание. Для женщин в возрасте до 30 лет доза облучения I группы органов не должна превышать 13 Гр в квартал.
   Сложность обеспечения безопасности при γ- дефектоскопии в условиях строительной площадки вызывается тем, что во время проведения подобных работ на площадке могут находиться рабочие других специальностей. Поэтому необходимо знать размеры радиационно-опасной зоны. При просвечивании стеновых панелей величина этой зоны достигает 40. 60 м. Для обеспечения безопасности γ- дефектоскопию на строительной площадке следует проводить при отсутствии рабочих, а сами источники излучений должны управляться дистанционно.
   В условиях предприятия контроль качества продукции проводят в специально оборудованных дефектоскопических лабораториях. Кроме этих мер используют еще и свойство самих источников излучений, заключающееся в ослаблении проникающей способности излучения, я уменьшении энергии излучения при прохождении его через некоторые препятствия. Это свойство, с одной стороны, является рабочим свойством, с помощью которого ведут дефектоскопию, а с другой — его используют для ослабления вредного влияния источника излучения.
   Мощность экспозиционной дозы, прошедшей через экран:
   а доза облучения при этом
   где N 0 (D 0 ) — мощность излучения (доза) в данной точке без защиты; µ — коэффициент ослабления излучения в материале экрана; d — толщина экрана; В (µd, Z, Е) — дозовый фактор накопления γ- излучения с энергией Е в защитном экране толщиной d и атомным номером Z.
   Величина, показывающая, во сколько раз необходимо уменьшить мощность экспозиционной дозы, чтобы получить заданные (предельно допустимые) значения, называют кратностью ослабления:
Методы, основанные на использовании ионизирующего излучения
Неразрушающий контроль с помощью ионизирующих излучений эффективно используют во всех областях народного хозяйства.
В настоящее время в строительстве широко применяют контроль рентгеновскими и гамма-излучениями для оценки физико-механических характеристик материалов и качества конструкций. При определении влажности материала оказывается целесообразным использование потока нейтронов.
Преимуществом применения ионизирующих излучений является возможность быстрого и четкого получения определяемых характеристик. Работа с соответствующей аппаратурой хотя и не сложна, но требует наличия подготовленного для этой цели персонала. Необходимо также тщательное соблюдение требований техники безопасности во избежание вредного влияния ионизирующих излучений на организм человека.
3.6.1 Область применения рентгеновского и гамма-излучений
Наиболее важные направления для исследования дефектов в металлических конструкциях следующие.
1.Дефектоскопия сварных соединений.На рис.3.14 схематически показано просвечивание сварного шва. Наличие и положение дефекта выявляется на получаемом фотоснимке по более затемненному участку, воспроизводящему очертания отмечаемого дефекта.
металла). Во избежание этого просвечивание следует производить по двум несовпадающим направлениям.
Таким образом, может быть выделена (что без нарушения сплошности неосуществимо другими методами) упругая составляющая деформированного состояния металла: в сварных швах после их остывания, в зонах резких перепадов напряжений, в деталях, обработанных давлением, например гнутых профилях, и т. д. Измерения при этом производятся (что также очень существенно) на весьма малых участках поверхности (порядка десятых долей мм 2 ).
Дальнейшие разработки по усовершенствованию рентгеноскопического метода определения напряжений продолжаются.
В бетоне и железобетоне производятся:
1) определение объемной массы (плотности) как уплотненной бетонной смеси, так и бетона в изделиях и конструкциях путем измерения ослабления или рассеивания потока гамма-излучений в бетоне.
На рис.3.17 схематически показано проведение соответствующих измерений. В бетонную смесь погружают зонды различной формы, при помощи, которых получают значения плотности или послойно (рис.3.17, а), или усредненно для всей высоты контролируемого слоя (рис.3.17, в). Возможно также применение преобразователя поверхностного типа, регистрирующего рассеянное излучение и не требующего погружения в толщу бетонной смеси. Контроль бетона в готовых изделиях и конструкциях толщиной до 500 мм, имеющих параллельные грани, осуществляется просвечиванием с применением П-образной скобы (рис.3.17, б). При толщине более 500 мм, a также при одностороннем доступе к конструкции используется метод регистрации рассеянного излучения. В массивных конструкциях возможно также применение зондов, опускаемых в специально пробуренные отверстия.
Измерения должны проводиться на расстоянии не менее 100 мм от края конструкции или формы (для бетонной смеси) и от арматуры диаметром от 8 мм. Значения плотности берутся по шкале регистрирующего прибора, проградуированной в единицах плотности;
2) контроль однородности и дефектоскопию бетона производят сопоставлением результатов просвечивания в различных участках и точках конструкции. Отдельные дефектные участки целесообразно фиксировать на снимках. Для отчетливого выявления трещин просвечивание следует вести под углом не более 5° к их направлению;
3) определение положения и диаметра арматуры, а также толщины защитного слоя бетона. Схема просвечивания показана на рис.3.18. Диаметр арматуры d и толщина защитного слоя бетона b определяются из выражений:
Перспективным является применение легких переносных бетатронов, обладающих высокой чувствительностью и большой проникающей способностью излучения.
3.6.2. Область применения нейтронного излучения
Для просвечивания деталей и конструкций применяют переносные источники нейтронных излучений. Поскольку нейтроны, как электрически нейтральные частицы, непосредственно на фотопленку не действуют, пользуются следующими приемами:
1) при «прямом» методе рядом с фотопленкой помещают нейтроактивизируемый металлоэкран. Проходя через последний, нейтроны возбуждают в нем поток гамма-излучений, фиксируемый на пленке;
2) при «косвенном» методе облучению нейтронами подвергается металлический экран, который тотчас переносится в фотокассету, где наведенное гамма-излучение облучает пленку. Этот способ дает более четкие изображения. Применяются также и другие методы регистрации.
Особенностью нейтронного потока является то, что как замедление скорости нейтронов, так и их рассеивание тем значительнее, чем легче атомы просвечиваемого материала.
В сварных швах металлоконструкций нейтронными излучениями выявляются ликвации (неоднородности химического состава сплавов, возникающие при кристаллизации), не обнаруживаемые рентгеновскими и гамма-методами.
Разработка нейтронных методов испытаний продолжается.
Применение радиоактивных веществ в строительстве
В настоящее время в строительстве широко применяют радиоактивные вещества. Ионизирующие свойства и проникающая способность радиоактивных изотопов делают возможным их применение для блокировочных устройств, обеспечивающих безопасность при эксплуатации различных строительных машин, для определения плотности, влажности и однородности бетонов и грунтов, для предупреждения накопления зарядов статического электричества. Наконец, радиоактивные изотопы позволяют вести наблюдение за ходом различных реакций, технологических процессов и могут применяться для исследования фильтрации воды в грунтах, что имеет исключительное значение для гидротехнического строительства. В условиях строительной площадки, на предприятиях строительной индустрии и промышленности строительных материалов применяют в основном закрытые источники излучения, когда радиоактивные вещества заключены в оболочку.
Радиоактивные излучения или ионизирующее излучение представляют собой электромагнитное или корпускулярное самопроизвольное излучение альфа-, бета-, гамма-частиц, нейтронов и рентгеновских лучей. Вредное воздействие возможно путем внешнего облучения и в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма. В первом случае человек подвергается воздействию только в тот период, когда он находится вблизи источников излучения, при попадании же радиоактивных веществ внутрь организма человек подвергается непрерывному облучению в течение длительного времени. Биологическое воздействие радиоактивных излучений зависит от дозы облучения. Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений (ОСП № 960-72) определяют предельно допустимые дозы (ПДД) облучения и предельно допустимые концентрации (ПДК)- радиоактивного изотопа в единице объема или массы. Предельно допустимая доза облучения устанавливается в зависимости от применяемых источников излучения радиоактивных веществ (гамма- и рентгеновские лучи, протоны и альфа-частицы, тепловые нейтроны и т. д.).
радиоактивных излучений темнеть после проявления. Степень потемнения зависит от дозы облучения.
21) Условия безопасной работы с источниками ионизирующих излучений
К средствам индивидуальной защиты от радиоактивных излучений относятся пневмокостюмы, пластиковые бахилы, резиновые перчатки, комбинезоны, респираторы, пленочные хлорвиниловые фартуки, защитные щитки для глаз и др.
Все поступающие на работу, связанную с применением радиоактивных веществ, подвергаются медицинскому осмотру. Повторные медосмотры проводятся через 6 мес и через год в зависимости от характера работы. На всех предприятиях и в организациях, где используются радиоактивные вещества, должна быть организована служба радиационной безопасности, задача которой — вести контроль за охраной труда и безопасностью работ в полях ионизирующих излучений.
Защита от действия внешнего облучения сводится в основном к экранированию, препятствующему попаданию тех или иных излучений на работающих или других лиц, находящихся в радиусе их действия. Применяются различные поглощающие экраны; при этом соблюдается основное правило — защищать не только рабочего или рабочее место, а максимально экранировать весь источник излучения, чтобы свести до минимума всякую возможность проникания излучения в зону пребывания людей. Материалы, используемые для экранирования, и. толщина слоя этих экранов определяются характером ионизирующего излучения и его энергией: чем больше жесткость излучения или его энергия, тем более плотный и толстый должен быть слой экрана.
Большинство описанных выше мероприятий по защите от внешнего облучения источниками гамма-излучений распространяются также и на работы с рентгеновским и нейтронным излучением. Источники рентгеновских и некоторых нейтронных излучений действуют лишь при включенном состоянии соответствующих аппаратов; при выключенном состоянии они перестают быть действующими источниками излучения, поэтому сами по себе не представляют никакой опасности. Вместе с тем необходимо учитывать, что нейтронные излучения могут вызвать активацию некоторых облучаемых ими веществ, которые могут стать вторичными источниками излучения и действовать даже после выключения аппаратов. Исходя из этого, следует предусмотреть соответствующие меры защиты от подобных вторичных источников ионизирующего излучения.