Nakládání se zdroji ionizujícího záření je povoleno pouze v souladu s ustanoveními zákona č. 263/2016 Sb. atomový zákon a příslušnými vyhláškami Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (dále SÚJB nebo Úřad). Jedná se zejména o Vyhlášku č. 422/2016 Sb. SÚJB o radiační ochraně a zabezpečení radionuklidového zdroje.
Ve výše uvedených legislativních předpisech se mimo jiné uvádí:
(1) Každý, kdo provádí činnosti související s využíváním jaderné energie nebo činnosti vedoucí k ozáření, je povinen postupovat tak, aby byla přednostně zajišťována jaderná bezpečnost a radiační ochrana.
(2) Každý, kdo využívá jadernou energii nebo provádí činnosti vedoucí k ozáření nebo provádí zásahy k omezení přírodního ozáření nebo ozáření v důsledku radiačních nehod, je povinen dodržovat takovou úroveň jaderné bezpečnosti, radiační ochrany, fyzické ochrany a havarijní připravenosti, aby riziko ohrožení života, zdraví osob a životního prostředí bylo tak nízké, jak lze rozumně dosáhnout při uvážení hospodářských a společenských hledisek.
(3) Každý, kdo provádí činnosti vedoucí k ozáření, je povinen omezovat ozáření fyzických osob tak, aby celkové ozáření způsobené možnou kombinací ozáření z činností vedoucích k ozáření nepřesáhlo v součtu limity ozáření. Limity ozáření stanoví SÚJB (vyhl. 263/2016 Sb.). Úřad je oprávněn stanovit optimalizační meze jako horní mez pro optimalizaci radiační ochrany a v povolení stanovit nižší limity specifické pro danou činnost (dále jen „autorizované limity”).
(4) Limitům ozáření nepodléhá
a) lékařské ozáření; SÚJB stanoví pro lékařské ozáření diagnostické referenční úrovně,
b) ozáření z přírodních zdrojů, kromě ozáření z těch přírodních zdrojů, které jsou záměrně využívány, a kromě prováděcím právním předpisem stanovených případů, kdy je toto ozáření významně zvýšené,
c) havarijní ozáření zasahujících fyzických osob; toto ozáření nesmí překročit desetinásobek limitů stanovených pro ozáření radiačních pracovníků, pokud nejde o případ záchrany lidských životů či zabránění rozvoje radiační mimořádné situace s možnými rozsáhlými společenskými a hospodářskými důsledky. Zasahující fyzické osoby musí být o nebezpečí spojeném se zásahem prokazatelně informovány a musí se zásahu účastnit dobrovolně,
d) havarijní ozáření.
Omezování osob, které jsou vystaveny působení ionizujícího záření
je zajišťováno limity ozáření jako závaznými kvantitativními
ukazateli pro celkové ozáření z radiačních činností, jejichž překročení
není ve stanovených případech přípustné.
Limity ozáření se dělí na:
a) pro součet efektivních dávek ze zevního ozáření a úvazků efektivních dávek z vnitřního ozáření 1 mSv za kalendářní rok
b) pro ekvivalentní dávku v oční čočce 15 mSv
c) pro průměrnou
ekvivalentní dávku na 1 cm2
kůže hodnota 50 mSv za kalendářní rok bez ohledu na
velikost ozářené plochy.
Obecné limity se
vztahují na celkové ozáření ze všech radiačních činností,
kromě
a)
profesního ozáření
podle § 2 písm. x) bodu 1 zákona,
b)
ozáření, kterému jsou
vědomě, dobrovolně a po poučení o rizicích s tím spojeny vystaveny
osoby po dobu jejich specializované přípravy na výkon povolání se zdroji
ionizujícího záření .
Limity pro
radiační pracovníky jsou
a)
pro součet efektivních dávek
ze zevního ozáření a úvazků efektivních dávek z vnitřního ozáření
hodnota 20 mSv za kalendářní rok, nebo hodnota schválená SÚJB, max
však 100 mSv za 5 za sebou jdoucích kalendářních roků,
b)
pro ekvivalentní dávku v
oční čočce 100 mSv
za 5 po sebě jdoucích kalendářních
let,
max 50 mSv za kalendářní rok,
c)
pro průměrnou
ekvivalentní dávku v 1 cm2 kůže hodnota 500 mSv za
kalendářní rok,
d)
pro ekvivalentní dávku
na ruce od prstů až po předloktí a na nohy od chodidel až po kotníky
hodnota 500 mSv za kalendářní rok.
Limity pro žáka a studenta jsou od roku, v němž tyto osoby dovrší 16 let, do roku, v němž
dovrší 18 let, tedy studentů VFU Brno se netýkají !
Odvozenými
limity pro zevní ozáření jsou
a)
pro osobní dávkový
ekvivalent v hloubce
b)
pro osobní dávkový
ekvivalent v hloubce
Tyto hodnoty jsou významné pro studenty VFU, vzhledem k používání elektronických dozimetrů DIS 1.
Pro vnitřní kontaminaci konkrétními radionuklidy
a) ingescí (požitím) dle vzorce aktivita . 0,02 / hing
b) inhalací (vdechnutím) aktivita . 0,02 / hinh
(5) Rozdělení zdrojů, pracovišť a pracovníků
Podle míry ohrožení zdraví a životního prostředí ionizujícím zářením se zdroje ionizujícího záření klasifikují jako nevýznamné, drobné, jednoduché, významné a velmi významné a pracoviště, kde se vykonávají radiační činnosti, se zařazují do I., II., III. nebo IV. kategorie a radiační pracovníci se zařazují do kategorie A (dále jen ,, pracovníci kategorie A”) nebo B (dále jen ,, pracovníci kategorie B”). Vyhl. 422/2016 Sb. SÚJB stanoví podrobnosti ke kategorizaci zdrojů ionizujícího záření, včetně zprošťovacích úrovní (příloha č. 7), zařazení radiačních pracovníků a zařazení pracoviště do kategorie.
(6) Požadavky na způsobilost,
odbornou způsobilost a zvláštní odbornou způsobilost
pracovníků se zdroji ionizujícího záření
Radiační pracovník musí být starší 18 let (kromě osob od 16 do
18 let, které se soustavně připravují na výkon svého povolání). U
pracovníků kategorií A a B se takové poučení uskutečňuje prokazatelným
způsobem a nejméně jednou ročně.
Zdravotní způsobilost musí být
u pracovníků kategorie A pravidelně,
nejméně jednou za rok ověřována. Ověření je prováděno preventivními lékařskými
prohlídkami závodním zdravotnickým zařízením, po schválení SÚJB.
Žadatel o povolení pro nakládání
se zdroji musí být odborně způsobilý. V případě, že je žadatelem
právnická osoba, musí být odborně způsobilý alespoň jeden člověk
statutárního orgánu.
Odbornou způsobilostí pro činnosti související s využíváním jaderné energie je ukončené vysokoškolské vzdělání příslušného směru a tři roky praxe v oboru.
Odbornou způsobilostí se pro činnosti vedoucí k ozáření rozumí:
¨
ukončené vysokoškolské vzdělání příslušného směru a tři
roky praxe v oboru nebo
¨
úplné střední odborné vzdělání příslušného směru ukončené
maturitou a šest let praxe v oboru.
Jedná se o odbornost příslušnou k dané výrobě či činnosti, nikoliv tedy příslušné radiační ochraně. Pokud například se bude jednat o truhlářskou firmu, která si pořídí zdroj záření k měření tloušťky desek, musí v jejím vedení být člověk, který má maturitu a aspoň šest let dělá truhláře.
Výkon činností zvláště důležitých
z hlediska radiační ochrany (stanovených činností) mohou provádět
pouze osoby se zvláštní odbornou způsobilostí. Odborná schopnost těchto
osob je ověřena zkušební komisí SÚJB. Osoby jsou označeny jako „vybraní
pracovníci“.
a) vykonávání soustavného dohledu nad dodržováním požadavků radiační ochrany, a to:
- dohlížejícími osobami,
- osobami s přímou zodpovědností za zajištění RO (v lékařství),
- dalšími osobami s přímou zodpovědností za zajištění RO (kromě lékařství)
b) hodnocení vlastností zdrojů ionizujícího záření
c) řízení služeb na základě povolení, a to:
- osobní dozimetrie,
- monitorování na pracovištích III. a IV. kategorie (pokud to není realizováno provozovatelem),
- měření radonu,
- měření přirozených radionuklidů ve stavebních materiálech a v pitné vodě.
(8) Kontrolované a sledované
pásmo
Je nutno očekávat, že především v průběhu vzniku a řešení mimořádné události v případě rozlití radioaktivní látky, může povrchová kontaminace pracovních míst být vyšší než směrné hodnoty povrchového znečištění radionuklidy stanovené prováděcím předpisem atomového zákona pro povrchy v kontrolovaném pásmu pracovišť s otevřenými zářiči, čímž je naplněna podmínka pro vymezení kontrolovaného pásma (KP), tedy prostor, kde by mohlo být překročeno 3/10 limitu pro radiační pracovníky.
V kontrolovaném pásmu pracovišť s velmi významnými zdroji a u pracovišť s otevřenými radionuklidovými zářiči III.a zpravidla i II. kategorie (pokud není v podmínkách povolení stanoveno jinak) se pracuje po převléknutí a při výstupu z nich se uskutečňuje kontrola znečištění radionuklidy a případná osobní očista.
Do kontrolovaného pásma smí
vstupovat jen osoby poučené o tom, jak se tam mají chovat, aby neohrozily
zdraví své a ani zdraví ostatních osob. Zákaz vstupu mladistvým. Těhotným
ženám je vstup povolen pouze za předpokladu, že nebude překročen obecný limit
pro obyvatelstvo!
V souladu s jedním
ze základních požadavků radiační ochrany na nutnost zdůvodnění a současně
minimalizování počtu pracovníků vystavovaných ozáření. V kontrolovaném
pásmu trvale pracují vědečtí a
pedagogičtí pracovníci, středoškolský personál a uklízečka, přičemž
všichni jsou radiačními pracovníky kategorie A.
Kromě toho do laboratoře vstupují studenti
magisterských, bakalářských a doktorských studijních programů, případně
pracovníci jiného držitele povolení. Tyto osoby mají statut návštěvy a
pracují pouze pod dohledem dohlížející osobou určených pracovníků
kategorie A. Před vstupem do kontrolovaného pásma jsou prokazatelně poučeny
o rizicích a způsobu chování a je o nich vedena evidence včetně
dávek, které v kontrolovaném pásmu obdržely. K vedení evidence
slouží Kniha návštěv v kontrolovaném pásmu, do níž návštěva svým
podpisem potvrdí, že byla poučena a seznámena s obdrženou dávkou a
evedence účasti studentů na praktických cvičeních.
Desatero radiační
hygieny v kontrolovaném pásmu s otevřenými zářiči
1) Do KP lze vstoupit pouze přes hygienickou smyčku - výjimky ®vstup mimo hyg. smyčku hasiči a lékař, při havárii 2.a 3.stupně. Totéž platí pro jeho opuštění.
2) Je zakázáno konzumovat jakékoliv potraviny.
3) Je zakázáno kdekoliv kouřit.
4) Je zakázáno pít jakékoliv nápoje.
5) Je zakázáno používat veškeré kosmetické prostředky.
6) Vstupovat a pracovat s otevřeným poraněním, oděrkami nebo popáleninami. O vzniku takovéhoto poranění v KP je třeba ihned informovat dohlížející osobu (při výuce studentů pracovníky kategorie A).
7) Vcházet do KP v jiném oděvu, než v pracovním oděvu určeném pro práci v KP (pro studenty ústavní bílý pracovní plášť) . Naopak je zakázáno v tomto oděvu z KP vycházet.
8) Používat WC bez předchozího umytí rukou a případně jejich dozimetrické kontroly.
9) V KP je vhodné používat pouze papírové kapesníky.
10) Při vstupu do KP si pracovník nasazuje předepsané osobní dozimetry.
Filmový dozimetr
Filmový dozimetr, je dosud v ČR nejčastěji používaným dozimetrem. Jsou jimi vybaveni např. pracovníci kategorie A vstupující do KP (kromě výjimečných případů – návštěvy, exkurze apod.), je vyhodnocován 1x měsíčně nebo 1x za 3 měsíce. Slouží k monitorování záření gama, beta, neutronů a Röntgenova záření.
Je používán ve trojím provedení: standardní, prstový a neutronový. První dva měří záření gama, třetí je určen pro neutronové záření.
Je používán v jaderných elektrárnách jako doplňkový.
Měří záření gama.
Monitorování osob v kontrolovaném pásmu Pracoviště radioizotopů VFU Brno je zajištěno:
DIS znamená Direct Ion Storage
(přímé ukládání iontů). Představuje moderní náhradu filmových a TLD
dozimetrů. Jedná se o pasivní dozimetr, který může být nekonečně krát
nedestruktivně vyhodnocen bez ztráty informace,
nabízí okamžitou informaci
o obdržených osobních dávkových ekvivalentech
Hp(10) a Hp(0.07) (tedy v hloubce
Vodivá stěna a povrch volného hradla DIS tvoří ionizační komůrku. Osobní dozimetr DIS 1 obsahuje celkem 5 komůrek pro detekce vysokých, nízkých a středních a velmi nízkých dávek.
Při fotonovém záření dojde k primárním interakcím ve stěně materiálu, přičemž sekundární elektrony ionizují vzduch nebo plyn mezi stěnou a hradlem. Při detekci korpuskulárního záření předávají nabité částice všechnu nebo část své energie přímo do vzduchového nebo plynového prostoru. Detekce neutronů je možná pomocí vhodného konverzního materiálu ve stěně. V energeticky nezávislé paměťové buňce pevné fáze je uložena informace ve formě elektronů, které jsou zachyceny na volném hradle transistoru MOSFET.
V moderních pamětech EEPROM může být množství náboje řízeno a zcela proměnné, a proto může být paměťová buňka použita pro ukládání analogové informace.
Systém se skládá z jednotlivých
osobních dozimetrů DIS
Stanovení
vnitřní kontaminace
CELKOVÁ AKTIVITA GAMA UMĚLÝCH RADIONUKLIDŮ
Pracovník leží a polovodičový germaniový detektor se umístí nad jeho hruď. Polovodičová spektrometrie detekuje všechny radionuklidy s zářením gama překračujícím minimální detekovatelné aktivity.
AKTIVITA RADIOAKTIVNÍHO JODU VE ŠTÍTNÉ ŽLÁZE
Pracovník sedí v křesle (připomíná zubařské) a ke štítné
žláze je přiložena sonda scintilačního detektor NaI(Tl)
(využívá se jeho vysoké účinnosti měření), kterou se stanoví
obsah radioaktivního jodu ve štítné žláze.
STANOVENÍ OBSAHU TRITIA
Tento radionuklid se určuje podle měření vzorku moči. Malé množství se smíchá s kapalným scintilátorem a vloží do vyhodnocovacího zařízení.
Osobní dávky z výjimečného a havarijního ozáření se archivují zvlášť.
Radiační ochrana je systém technických a organizačních opatření
k omezení ozáření osob a životního prostředí a omezení následků
nehod. Standardními metodami ochrany před ionizujícím zářením jsou
postupy, které jednak zmenšují velikost ozáření tedy dozimetrických veličin
a jednak zkracují dobu expozice.
Při zmenšování expozice se uplatňují tři efekty.
Ochrana vzdáleností
Ionizující částice jsou z radionuklidových zdrojů emitovány izotropně, tj. podobně jako tlak v kapalině, se šíří všemi směry stejně. Proto je při zvětšení vzdálenosti od ozařované plochy registrován menší počet dopadajících částic od pevného zdroje. Při představě bodového zdroje a jednoduchých interakčních procesů (částice po interakci zanikne a nedojde k uvolnění sekundární ionizující částice) dochází k poklesu přímo úměrně s druhou mocninou (čtvercem) vzdálenosti. Ve skutečnosti je situace poněkud složitější (zdroj není většinou bodový, interakce jsou provázeny emisí sekundárních ionizujících částic, které mají jinou radiobiologickou účinnost apod.). Pro naše účely však postačuje konstatovat skutečnost, že dávkový příkon (a s ním spjaté další příkony) se vzdáleností klesá. Tento fakt nazýváme ochrana vzdáleností.
Obecně převažuje pravidlo, že čím blíže zdroji, tím je hodnota dávkového příkonu vyšší a se vzdáleností klesá, ale vždy se dává přednost experimentálně zjištěným (změřeným) hodnotám před výpočtem.
Dalším efektem je zkrácení doby expozice pracovníka. Vycházíme ze skutečnosti, že prostor je z hlediska radiační bezpečnosti charakterizován velikostí dávkového příkonu Ď.
Dávka D [Gy], kterou pracovník během činnosti obdrží je potom dána součinem doby práce t a dávkovým příkonem v daném prostředí.
Zmenšíme – li dobu t, pak i výsledná dávka D bude menší, a to je pochopitelně naším cílem.
Patří k základním a všeobecně známým způsobům ochrany. Je
založen na principu, že mezi zdroj a cílovou oblast, což je nejčastěji
prostor, kde se pohybují či mohou pohybovat pracovníci, vložíme vrstvu,
která část energie ionizujícího záření pohltí. Podle druhu záření určujeme
materiál stínící vrstvy. Tloušťka vrstvy je dána mírou ztráty energie
ve stínění. Pro úplnost si zde probereme všechny uvedené typy záření, i
když je třeba upozornit, že stínění záření alfa
se v praxi příliš neuplatňuje.
Vzhledem k malému doletu stačí tenká vrstva v podstatě libovolného materiálu. Všeobecně je známo, že záření alfa odstíní list papíru, a že nepronikne přes zrohovatělou vrstvu pokožky.
Ze zákonitostí interakce záření
se stínícím materiálem vyplývá, že stínění by mělo mít dvě vrstvy.
První by měla být z lehkého materiálu (s nízkým efektivním protonovým
číslem), aby se minimalizoval podíl vznikajícího brzdného záření.Tloušťka
této vrstvy odpovídá maximálnímu
doletu daných beta částic.
Druhá vrstva by měla být z materiálu o vysoké měrné hmotnosti, který je vhodný pro odstínění vzniklého brzdného fotonového záření. Výpočet její tloušťky je závislý na řadě různých faktorů. Vzhledem k tomu, že se jedná spíše o teoretický problém, nebudeme se touto otázkou podrobněji zabývat s tím, že použijeme opatření definovaná pro záření gama.
Pro stínění záření gama jsou vhodné těžké materiály (olovo, ochuzený uran). Často se používají i další materiály, jako je voda či beton. Jen vrstva musí být silnější. Při teoretickém odhadu lze použít metodu polotlouštěk, ale zde je nutno počítat se zesilujícím faktorem pro široký svazek, neboť v tabulkách je většinou uváděna polotloušťka pro svazek úzký. Pro výpočet se většinou používá upravená exponencionální rovnice zeslabení pro široký svazek. Samozřejmě existuje široká paleta dalších metod- většinou numerických – pro výpočet stínících vrstev (např. na bázi metody Monte Carlo), pro svou časovou a odbornou náročnost se však v praxi nepoužívají. Je možné vytvořit kvalifikovaný odhad opírající se o řešení obdobných situací v předchozích letech, který se následně experimentálně ověří. Při použití ochuzeného uranu je nutno dát pozor na přítomnost neutronů. Pokud je zjistíme či jejich existenci předpokládáme, nelze tento materiál použít. V této oblasti se můžeme setkat s pojmem „těžký beton“. Zjednodušeně se jedná o běžný beton s určitou příměsí barytu, železné rudy popř. litinové drti.
Návrh konstrukce stínění neutronů je složité. Pokud takovýto případ nastane, využívá se (všude ve světě) pomoc specializovaných výzkumných pracovišť. Proto zde uvedeme pouze základní principy. Nejběžnější situace je stínění tepelných neutronů, méně často se jedná o neutrony rychlé. Stínění neutronů jiných energií je velkou vzácností. U stínění neutronů rozlišujeme dva typy interakce. Jednak je to zpomalování neutronů, nebo-li moderace a jednak je to absorpce.
Jako moderační materiály se používají látky bohaté na prvky s nízkou molekulovou hmotností (vodík): voda, umělé hmoty, ale i beton. V těchto materiálech pochopitelně také dochází k absorpci, ale ta nemá primární význam. Moderační materiály se používají ke zpomalování rychlých neutronů.
Absorpční materiály používané jako ochrana před neutrony jsou vzácné. Hlavní důvod je ten, že absorpcí neutronů o vyšších energiích dochází ke vzniku sekundárního fotonového záření či nabitých částic. Používá se kadmium nebo bór (nejčastěji v kovové formě bórové oceli, případně bórový beton). Absorpční materiály jsou určeny k absorpci pomalých neutronů. Při požadavku na absorpci rychlých neutronů je nutno použít stínění kombinované s moderací.