فلسفه حفاظت در برابر اشعه

 حفاظت انسان و محيط زيست در برابر اثرات زيانبار مواد و دستگاههاي پرتوزا از طريق وضع قوانين و مقررات مربوطه و همچنين كنترل و نظارت بر رعايت آنها، علم فيزيك بهداشت ناميده مي‎شود و حفاظت در برابر اشعه در واقع حرفه اي است كه حفاظت انسان، محيط زيست و نسلهاي آينده را در برابر اثرات بيولوژيكي پرتوها بر اساس اصول علمي تدوين شده در دانش فيزيك بهداشت بر عهده دارد.

با وجود اينكه كاربرد پرتوهاي يونساز در امور مختلف بسيار مفيد و بعضاً منحصر به فرد مي‎باشد ليكن عدم رعايت نكات ايمني مي‎تواند خطرات جدي براي كاركنان، مردم، محيط زيست و حتي نسلهاي آينده به همراه داشته باشد. خطرات بالقوه اينگونه پرتوها به فوريت و پس از شناخت مواد پرتوزا در بيش از يكصد سال پيش كشف گرديده است. با پيشرفت در زمينه شناسايي خطرات و توانايي در اندازه گيري پرتوهاي يونساز، رهنمودهاي مربوطه در خصوص اقدامات حفاظتي رو به گسترش و توسعه نهاد. به طور كلي هدف حفاظت در برابر اشعه، استفاده از مزاياي كاربرد پرتوها در زمينه هاي گوناگون و كاهش هرچه بيشتر خطرات ناشي از اثرات آن توسط كاركنان، مردم، محيط زيست و نسلهاي آينده مي‎باشد.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه
مقدمه……………………………………………………………………………………………………… 1
فصل اول: فلسفه حفاظت در برابر اشعه

اثرات پرتوهاي يونساز……………………………………………………………………………… 4

اثرات قطعي……………………………………………………………………………………………… 5

اثرات احتمالي………………………………………………………………………………………….. 5

اصل ALARA………………………………………………………………………………………….

اثرات بيولوژيك پرتوها……………………………………………………………………………… 6

عبور پرتوها از ميان بافت بدن انسان…………………………………………………………. 7
فصل دوم: منشأ پرتوهاي يونساز

انرژي تابشي…………………………………………………………………………………………… 11
فصل سوم: پرتوزايي

انواع واپاشي……………………………………………………………………………………………. 15

واپاشي آلفا……………………………………………………………………………………………… 15

واپاشي …………………………………………………………………………………………….. 15

واپاشي …………………………………………………………………………………………….. 15

پرتوهاي گاما…………………………………………………………………………………………… 16

گسيل ذرة آلفا………………………………………………………………………………………….. 16

گسيل بتا…………………………………………………………………………………………………. 17

توليد نوترون…………………………………………………………………………………………… 17
فصل چهارم: دز سنجي تابش

دز جذب شده…………………………………………………………………………………………… 20
فصل پنجم: توصيه هايي در مورد انتخاب مواد براي حفاظ

مواد مورد استفاده در حفاظ سازي…………………………………………………………… 24

ماده حفاظ………………………………………………………………………………………………. 26

حفاظ………………………………………………………………………………………………………. 27

فصل ششم: حفاظت در برابر تابش خارجي (اصول پايه)

فنون حفاظت در برابر تابش خارجي…………………………………………………………… 29

زمان………………………………………………………………………………………………………. 30

فاصله…………………………………………………………………………………………………….. 30
فصل هفتم: حفاظ گذاري

1)     حفاظ گذاري در برابر پرتوهاي گاما…………………………………………………….. 34

روشهاي محاسبه ضخامت موانع اوليه……………………………………………………….. 39

روش استفاده از HVL………………………………………………………………………………

روش استفاده از منحنيهاي آماده……………………………………………………………….. 43

تعيين ضخامت موانع حفاظتي در دستگاههاي استفاده كننده از مواد راديواكتيو. 47

2)     حفاظ گذاري در برابر پرتوهاي X………………………………………………………… 53

حفاظ گذاري مولدهاي پزشكي…………………………………………………………………… 53

حفاظ گذاري مولدهاي غيرپزشكي……………………………………………………………… 54

حفاظ گذاري ساختماني…………………………………………………………………………….. 54

فاكتور بار كار دستگاه……………………………………………………………………………… 57

فاكتور اشغال T………………………………………………………………………………………..

فاكتور استفاده U……………………………………………………………………………………..

تعيين ضخامت حفاظ در برابر پرتوهاي اوليه………………………………………………. 59

رابطة هم ارزي سرب و بتون……………………………………………………………………. 60

طراحي حفاظ فرعي………………………………………………………………………………….. 63

الف- محاسبه حفاظ پرتوهاي پراكنده…………………………………………………………. 66

ب- محاسبه حفاظ پرتوهاي نشتي……………………………………………………………… 66

ب-1- لامپهاي پرتو X تشخيصي……………………………………………………………….. 67

ب-2- لامپهاي پرتو X درماني…………………………………………………………………… 68

3)     حفاظ ذرات بتا……………………………………………………………………………………. 69

برد ذرات بتا……………………………………………………………………………………………. 70

ماده حفاظ ذرات بتا………………………………………………………………………………….. 71

ضخامت حفاظ ذرات بتا……………………………………………………………………………. 72

حفاظ اشعه قرمزي…………………………………………………………………………………… 73

4)     حفاظ ذرات آلفا………………………………………………………………………………….. 74

ويژگيهاي ذره آلفا و برخورد آن با ماده…………………………………………………….. 74

رابطة برد- انرژي……………………………………………………………………………………. 75

5)     حفاظ گذاري در برابر پرتوهاي نوترون………………………………………………… 77

برخورد نوترونها با ماده…………………………………………………………………………… 77

محاسبة حفاظ پرتوهاي نوترون…………………………………………………………………. 78

برخورد نوترونها با ماده حفاظ………………………………………………………………….. 79

محاسبة ضخامت حفاظ…………………………………………………………………………….. 82

حفاظ در برابر تابش داخلي……………………………………………………………………….. 86

خطر تابش داخلي……………………………………………………………………………………… 86

اصل كنترل……………………………………………………………………………………………… 87

منابع………………………………………………………………………………………………………. 89

جهت دانلود کلیک کنید

مقدمه:

برنامه استفاده از انرژي هسته‌ براي توليد برق در ايران در سال 1353 آغاز شد و پس از مشكلات ناشي از جنگ تحميلي، لزوم بازنگري برنامه هاي قبلي و مسائل اقتصادي كه كشور ما با آن روبرو است دوباره در صدر برنامه هاي دولت قرار گرفته است. از طرف ديگر استفاده از انرژي هسته اي در جهان و ساخت نيروگاههاي هسته اي در 40 سال گذشته بطور پيوسته ادامه داشته و در حال حاضر 17% از انرژي برق در جهان از انرژي هسته اي تأمين مي شود. كشورهاي در حال توسعه، چه آنهايي كه منبع انرژي ديگري در اختيار ندارند و چه كشورهايي كه همراه با منابع ديگر مي خواهند از اين تكنولوژي جديد نيز براي توليد انرژي برق استفاده كنند، با مسائل خاصي مواجه هستند. كمبود سرمايه، فقدان نيروي انساني كاردان، ضعف ارگان هاي تشكيلاتي و مقرراتي، عدم آمادگي صنايع محلي براي مشاركت و بالاخره موضوعات سياسي در رابطه با انتقال دانش فني و نظام منع گسترش سلاح هسته اي مهمترين موضوعات در رابطه با ساخت و بهره برداري از نيروگاههاي هسته اي است.

پيش بيني مصرف برق، لزوم توسعة وسيع ظرفيت توليد موجود را نشان مي دهد با توجه به اهميت ذخيرة انرژي و بهبود بازدهي استفاده از آن، انرژي هسته اي به عنوان گزينه اي اجتناب ناپذير با نقشي مهم در برآوردن نياز آيندة انرژي برق در جهان تجلي مي كند.

                                          فهرست مطالب

 عنوان                                                                                      صفحه

مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول: مباني راكتورهاي هسته اي

بخش اول: فيزيك اتمي و هسته اي:

            اتم و هسته:…………………………………………………………………………… 5

            ايزوتوپ ها:……………………………………………………………………………. 5

           واكنشهاي هسته اي …………………………………………………………………. 6

           واكنش زنجيره اي…………………………………………………………………….. 8

           دسته بندي انواع راكتورها:………………………………………………………….. 9

           چرخة نوترون در راكتورهاي حرارتي:…………………………………………….. 10

بخش دوم: اصول فيزيكي ساختمان راكتورهاي هسته اي:

          توليد برق:……………………………………………………………………………….. 13

          راكتورهاي برق هسته اي:…………………………………………………………… 16

          راكتورهاي آب سبك:…………………………………………………………………. 17

          راكتورهاي آب تحت فشار……………………………………………………………. 21

          راكتورهاي آب جوشان:……………………………………………………………….. 24

          راكتورهاي آب سنگين:……………………………………………………………….. 25

          راكتور كاندور:…………………………………………………………………………… 25

          راكتور آب سنگين مولد بخار:……………………………………………………….. 26

       راكتور كند شونده با گرافيت:……………………………………………………………. 26

       راكتورهاي ماگنوس:……………………………………………………………………… 27

       راكتور پيشرفت خنك شونده با گاز …………………………………………………… 30

       راكتورهاي سريع زاينده:…………………………………………………………………. 30

فصل دوم: مباني نيروگاههاي هسته اي:

      نيروگاه هسته اي:………………………………………………………………………….. 33

      راكتور هسته اي:…………………………………………………………………………… 35

      انرژي هسته اي:……………………………………………………………………………. 38

فصل سوم: كنترل راكتور

بخش اول: اثرهاي سيستم كنترل راكتور

      شكل زهر كنترل:………………………………………………………………………….. 42

      سيستم هاي كنترل در راكتور…………………………………………………………… 47

      بحراني كردن راكتور………………………………………………………………………. 49

بخش دوم:  كارگرداني راكتورها

      زهرهاي حاصل از شكافت:………………………………………………………………. 51

      تشكيل محصولات شكافت: …………………………………………………………….. 53

فصل چهارم: ايمني هسته اي و حفاظت در برابر تابش:

     ايمني هسته اي: ……………………………………………………………………………. 55

     حفاظت در برابر تابش……………………………………………………………………… 56

فصل پنجم: مواد مورد نياز در راكتورهاي هسته اي:

بخش اول: سوخت:

     اورانيوم:……………………………………………………………………………………….. 60

    پلوتونيوم:………………………………………………………………………………………. 60

   بخش دوم:

   سوخت هسته اي:……………………………………………………………………………… 62

   غني سازي اورانيوم:………………………………………………………………………….. 62

    آبشار …………………………………………………………………………………………… 63

   فاكتور جداسازي:………………………………………………………………………………. 63

   قدرت جداسازي:……………………………………………………………………………….. 64

بخش سوم :

   روش هاي غني‌سازي : ……………………………………………………………………… 65

   روش الكترومغناطيسي: ……………………………………………………………………… 65

   روش  پخش گازي:…………………………………………………………………………… 66

   روش سانتريفوژ:……………………………………………………………………………….. 69

   فرايند جت:……………………………………………………………………………………… 70

   روش غني سازي با ليزر:…………………………………………………………………….. 71

   هزينة غني سازي:…………………………………………………………………………….. 72

   ذخاير جهاني اورانيوم: ……………………………………………………………………….. 75

فصل آخر: نتيجه گيري

منابع و مأخذ

اصطلاحات انگليسي

جهت دانلود کلیک کنید