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

چكيده

با توجه به مصرف روز افزون انرژي درصنايع مختلف، براي تامين انرژي مورد نياز صنايع مختلف از منابع متفاوتي استفاده مي شود.يكي از بهترين و به صرفه ترين منابع انرژي در جهان سوخت هسته اي مي باشد كه توليد انرژي از سوخت هسته اي در راكتورهاي هسته اي صورت مي پذيرد و از لحاظ مقدار توليد انرژي در مقايسه با ديگر منابع توليد انرژي سوخت هسته اي از اهميت خاصي برخوردار است براي تفهيم اين موضوع ذكر اين مطلب ضروري است كه حرارتي كه از 500 گرم اورانيوم بدست مي آيد معادل حرارتي است كه از 1500 تن زغال سنگ بدست مي‌آيد. بنابراين مي توان گفت سوخت هسته اي يكي از بهترين و بزرگترين منابع توليد انرژي محسوب مي شود. از آنجائيكه سوخت هسته اي مورد نياز نيروگاههاي هسته اي از ايزوتوپي از عنصر اورانيوم بنام اورانيوم 238 كه در طبيعت فراوان يافت مي شود و 99% از پوسته زمين را تشكيل مي دهد تامين مي شود. لذا اكتشاف اين عنصر پرتوزا از اهميت خاصي برخوردار است. مراحل مختلفي براي اكتشاف اين عنصر استراتژيك طي مي شود تا در نهايت به مناطق محدود اميد بخش رسيد. در مراحل اوليه ابتدا بررسي مي شود كه كاني سازي اورانيوم از لحاظ زمين شناسي در چه مناطقي مي تواند وجود داشته باشد، بعد از مطالعات اوليه با توجه به اين مطلب كه عناصر سنگيني مثل اورانيوم در طبيعت از نظر ساختمان اتمي ناپايدار هستند ودائماً تمايل دارند كه به حالت پايدار برگردند. اين گرايش باعث توليد اشعة گاما، آلفا و بتا مي‌شود. بيشترين تشعشات اين عناصر اشعه گاما است و اين اشعه نيز بوسيله شمارنده، سنتيلومتر، اسپكترومتر و ساير دستگاهها قابل اندازه گيري هستند.لذا براي پيدا كردن مناطقي كه احتمال وجود عناصر راديواكتيو در آنها وجود دارد. اشعه گاما را ابتدا دروسعت زياد توسط اندازه گيري هاي هوايي توسط هواپيما يا هلي كوپتر براي مناطق وسيع وبزرگ تعيين مي كنند. نتيجه اين راديومتري اين عناصر مي باشد. با پردازش و تفسير دانسته هاي راديومتري هوايي در محدوده هايي كه با توجه به راديومتري هوايي اميد بخش تشخيص داده شد، عمليات راديومتري زميني و اندازه گيري اشعه گاماي عناصر در مقياس كوچكتر وزميني انجام مي شود تا در نهايت بعد از مراحل اكتشاف مقدماتي و تفضيلي و با حفر گمانه ها و تخمين ذخيره به كانسارهاي اقتصادي اورانيوم رسيد.

فهرست مطالب
عنوان     صفحه
فصل اول: معرفي مواد پرتو زا
1-1- راديواكتيو     2
1-1-1- اثر شيميايي     2
1-1-2- اثر لومينسانس ( فسفرسانس)     2
1-1-3- اثر يونيزاسيون     2
1-2- تاريخچه و كاربرد     7
1-2-1- تاريخچه مواد راديواكتيو    7
1-2-2- كاربرد مواد راديواكتيو     7
1-2-2-1- تكنولوژي هسته اي     7
1-3- شيمي عناصر راديواكتيو     12
1-3-1- شيمي اورانيوم     12
1-3-2- شيمي توريوم     14
1-4- كاني شناسي اورانيوم و توريوم     14
1-4-1- اتونيت     14
1-4-2- كارنوتيت     15
1-4-3- توربرنيت (كالكوليت)     15
1-4-4- ديگر كانيهاي اورانيوم و توريم     15
1-5- وسايل آشكارساي راديواكتيو     17
1-5-1- آشكارشازي اشعه   به كمك سنتيلومتر     17
1-5-2- آشكارسازي راديواكتيو به كمك شمارنده گايگر     17
1-5-3- اسپكترومترهاي اشعه      18
1-5-4- روشهاي اكتشافي اورانيوم آشكارسازي اشعه      23
1-5-4-1- امانومتري     23
1-5-4-2- ترك اچ     23
1-5-4-3- هليوم متري     24
1-5-4-4- اتوراديوگرافي     24
1-6- معرفي اورانيوم ( خواص و كاربرد )     25
1-6-1- منشاء و اهميت خطرات راديولوژيكي     26
1-6-2- محتوي اورانيوم سنگها    29
1-6-3-1- كنگلومراها     31
1-6-3-2- ماسه سنگها     32
1-6-3-2-1- كانسارهاي پنكوفكوردانت    32
1-6-3-2-2- كانسارهاي هلالي شكل     34
1-6-3-2-3- كانسارهاي استك     35
1-6-3-3- كانسارهاي نوع رگه اي شكل     36
1-6-3-4- كانسارهاي رگه اي ماگمايي     38
1-6-3-5- كانسارهاي نوع درون ماگمايي     39
1-6-3-6- كانسارهاي نوع كالكريت     40
1-6-3-7- سنگهاي فسفاتيك اورانيوم دار     41
1-6-3-8- شيلهاي سياه دريايي اورانيوم دار     42
فصل دوم :
2-1- كليات اكتشاف راديولوژي     44
2-1-1- اصول فيزيكي اكتشاف اورانيوم به وسيله اندازه گيري تابش گاما    44
2-1-2- منتشر كننده هاي تابش گاما     45
2-1-3- فعل و انفعالات فرآيندهاي پراكنش الكترومغناطيسي     52
2-1-4- تابش گاما از سريهاي K40,Th, U    54
2-1-5- منابع تابش گاما     56
2-1-6- تكنيكهاي نمايش داده ها     57
2-2- اصول و مباني مغناطيس سنجي     61
2-2-1- خواص مغناطيسي سنگها و كانيها     61
2-2-2- مغناطيس زمين    63
2-3- اندازه گيريهاي مغناطيسي هوا برد    64
2-3-1- اندازه گيريهاي مغناطيسي هوابرد    64
2-3-2-  اجزاء دستگاههاي اساسي در مگنتومتري هوايي     65
2-3-3- نصب سيستم آشكارساز    65
2-3-4- ثبت خروجي و آشكار ساز     67
2-3-5- روش اندازه گيري     67
2-3-6- پردازش داده ها     70
2-3-7- تفسير نتايج     71
2-3-8- فايده و محدوديتهاي روش مغناطيسي هوايي     73
2-3-9- قابليتهاي اجرايي روش مغناطيسي هوايي     74
فصل سوم : اكتشاف اورانيوم در ايران
3-1- تاريخچه سازمان انرژي اتمي ايران     77
3-2- فعاليتهاي انجام شده در زمينه اكتشاف اورانيوم در ايران     77
3-2-1- منطقه ساغند     77
3-2-2- منطقه گچين (بندرعباس)     78
3-2-3- منطقه انارك     79
3-2-3-1- ناحيه كاليكافي     79
3-2-3-2- ناحيه طالمسي     79
3-2-4- منطقه جاموزيان     79
3-2-5- منطقه عروسان     79
فصل چهارم : معدنكاري اورانيوم
4-1- معدنكاري اورانيوم     81
4-2- خصوصيات معدنكاري اورانيوم     81
4-3- روشهاي معدنكاري اورانيوم     82
4-3-1- روش استخراج روباز     82
4-3-1-1- ايمني راديولوژيكي در معادن روباز اورانيوم     83
4-3-2- روشهاي استخراج زيرزميني     84
4-3-2-1- روش استخراج بلوكي يا تخريب بزرگ     85
4-3-2-2- روش استخراج با احداث طبقات فرعي     85
4-3-2-3- روش استخراج انباره اي     85
4-3-2-4- روش استخراج كند و آكند     86
4-3-2-5- روش زيربرش و پركردن     86
4-3-2-6- روش استخراج چالهاي طولاني و موازي     86
4-3-2-7- روش استخراج V.C.R    87
4-3-2-8- روش استخراج اتاق و پايه     87
4-3-2-9- روش جبهه كار كوتاه با خاكريزي     88
4-3-2-10- روش استخراج جبهه كار طولاني     88
فصل پنجم : فرآيند آماده سازي سنگ معدن استخراج شده
5-1- آماده سازي سنگ معدن     90
5-1-1- سيلو     90
5-1-2- سنگ شكن فكي     90
5-1-3- سنگ شكن مخروطي     90
5-1-4- الك متحرك نوساني     90
5-1-5- آسياب گلوله اي دوار     91
5-1-6- جداكننده مغناطيسي     91
5-1-7- تيكنر     91
5-3- استخراج اورانيم از سنگ معدن     91
5-2-1- فرايند ليچينگ     91
5-2-1-1- متغيرهاي فرآيند     93
5-2-1-1-1- اندازه سنگ معدن     93
5-2-1-1-2- غلظت اسيد     93
5-2-1-1-3- اكسيداسيون     94
5-2-1-1-4- درجه حرارت و زمان عمليات     94
5-2-1-1-5- وزن مخصوص و گرانروي     95
5-2-2- جداسازي جامد – مايع     95
5-3- خالص سازي و تغليظ     96
5-3-1- استخراج با حلال     97
5-3-2- تبادل يوني با رزين     101
5-4- رسوب گيري     103
5-5- آبگيري و كلينه كردن     104
5-6- اطلاعات مربوط به مصرف مواد شيميايي دركارخانه نيمه صنعتي     105
فصل ششم: مشخصات وخصوصيات دستگاهها
6-1- سيلو     111
6-2- سنگ شكن فكي     112
6-3- تسمه نقاله     113
6-4- سنگ شكن مخروطي     113
6-5- الكهاي متحرك نوساني     114
6-6- آسياب گلوله اي دوار     115
6-7- طبقه بندي گننده مارپيچي     117
6-8- جدا كننده مغناطيسي    119
6-9- تيكنر     121
6-10- مخازن ليچينگ     122
6-11- صافي بشكه اي     123
6-12- سانتريفيوژ     124
6-13- مخلوط كننده وجدا كننده     126
6-14- جريان سنج     127
6-15- رسوب دهنده     129
6-16- كوره     129
فصل هفتم : نقش آزمايشگاه ها در فرآيند تغليظ
7-1- آزمايشگاه فرآيند ليچينگ     131
7-2- آزمايشگاه فرآيند خالص سازي و تغليظ     132
7-2-1- استخراج با حلال     132
7-2-2- استخراج با تبادل يوني توسط رزين     134
7-3- آزمايشگاه فرايند رسوب گيري     134
7-4- آزمايشگاه تجزيه و تحليل مواد     135
فصل هشتم : آماده سازي محصول جهت استفاده در راكتورها و توليد برق    138

جهت دانلود فایل کلیک کنید