Биологическая защита (22)

(Biological shield) Система экранов или защитных оболочек, ослабляющих интенсивность радиоактивных излучений до уровня, безопасного для организма человека. Эти экраны устанавливают между источником излучения и зоной, где могут находиться люди. Выбор материала для экрана зависит от вида, интенсивности и проникающей способности излучения, а также от конструктивных особенностей и стоимости устройства. Экраны могут быть однослойными или многослойными. При этом большое значение имеет порядок расположения слоев. Например, для защиты от гамма-излучения требуются материалы из элементов с большим массовым числом. Обычно это экран в виде многометровой бетонной стены или оболочки. Для защиты от альфа- и бета-частиц служат тонкие однослойные экраны, изготовленные из легких металлов или пластмасс. Самой сложной является защита от нейтронов. Поглотив нейтрон, атомы большинства веществ приходят в возбужденное состояние, а затем распадаются, испуская при этом другие частицы и проникающие гамма-кванты. Поэтому экраны, предназначенные для защиты от нейтронов, приходится делать комбинированными: первый слои —из легких элементов (вода, графит и т. п.), хорошо замедляющих нейтроны, второй слой — из тяжелых элементов (железо, свинец и особенно бетон), ослабляющих вторичные гамма-кванты, образовавшиеся в результате захвата веществом первого слоя замедлившихся нейтронов. Большую роль при этом играют технические и экономические соображения. В стационарных (неподвижных) реакторах, где вес и объем защиты резко не ограничены, можно использовать самые дешевые материалы — обычную воду, бетон и т. п. В энергетических реакторах транспортного применения, например в реакторах для морских судов, где снижение веса и объема биологической защиты имеет решающее значение, приходится применять более эффективные и дорогие материалы: свинец, карбид бора, бораль, гидриды некоторых металлов, специальную сталь. Помимо собственно реактора биологическую защиту возводят и вокруг всей системы отвода тепла из него, включая трубопроводы, насосы и теплообменник, а также все устройства и помещения, в которых автоматически извлекают отработанные стержни, транспортируют их, хранят и т. д. Защищают также отверстия каналов, по которым вводят в реактор подлежащие облучению вещества, и каналов для вывода из активной зоны пучков нейтронов разных энергий. В тех случаях, когда вещество теплоносителя является и рабочим телом для приведения в действие паровых турбин (например, в кипящем реакторе), биологической защитой приходится ограждать турбину и все паропроводы, по которым циркулирует перегретый и отработанный пар, включая холодильники.