При розрахунку захисту від γ-випромінювання зручно застосовувати універсальні довідкові таблиці, обчислені на підставі теорії ослаблення в речовині широкого пучка γ- випромінювання від точкового джерела.
Позначимо: k - кратність ослаблення γ-випромінювання, яка представляє собою відношення виміряної або розрахованої експозиційної дози - Дексп (потужності експозиційної дози Рексп) без захисту до межі дози ПД (допустимої потужності дози ДМД) в тій же точці за захисним екраном товщиною х.
k визначається за формулою:
При визначенні по універсальних таблиць необхідної товщини захисту даного матеріалу х, см, слід знати енергію γ-випромінювання, E, МеВ, і кратність ослаблення k.
Розрахунок захисту по верствам ослаблення
Шар половинного ослаблення Δ1 / 2 для моноенергетичного γ-випромінювання і джерела зі складним спектром у широкому пучку γ-випромінювання залежить від товщини захисту. Зі збільшенням товщини захисту Δ1 / 2 для моноенергетичного випромінювання зменшується, для складного спектра спочатку збільшується, а потім зменшується. Тому в практичних розрахунках (при відсутності універсальних таблиць) для швидкості визначення приблизної товщини захисту можна використовувати наближене значення шару половинного ослаблення γ-випромінювання в геометрії широкого пучка. Так, для 60 Co і інших γ-випромінювачів значення Δ1 / 2 дорівнюватимуть: для свинцю 1,3 см, для заліза 2,4 см, для бетону 6,4 см. При відомій кратності ослаблення k, отриманої будь-яким з наведених способів, можна визначити число шарів половинного ослаблення n і, отже, захист.
Залежність між k і n можна виразити таким чином. Нехай ДМД = Рексп ехр (-μх). Тоді k = Рексп / ДМД = ехр (μΔ1 / 2) = 2 n або в загальному вигляді k = 2 n. звідки n = lgk / lg2. При відсутності екcперіментальних даних шар половинного ослаблення можна визначити, користуючись універсальними таблицями, розрахованими для нескінченної геометрії захисту. У разі бар'єрної захисту при користуванні таблицями необхідно враховувати межі середовища за допомогою поправочних коефіцієнтів.
Залежність між кратністю ослаблення k і числом шарів половинного ослаблення n приведена нижче.
Розрахунок захисту методом конкуруючих ліній від немоноенергетіческого джерела
Послідовність розрахунку цього методу така:
Крок 1. З умови задачі визначити необхідну кратність ослаблення k випромінювання джерела захистом.
Крок 2. Розрахувати парциальную кратність ослаблення γ-випромінювання i -й енергетичної групи по відомому вкладу рi:
Крок 3. За знайденими кратність ослаблення k1, k2, k3. відомим енергій γ-випромінювання Eγ1. Eγ2. Eγ3. і з використанням універсальних таблиць визначаємо необхідну товщину захисту x1. x2. x3.
Найбільша товщина захисту буде відповідати головній лінії спектра, яку позначимо через xг. Лінія спектра, відповідна наступного за величиною товщині захисту, називається конкуруючої лінією спектра. Позначимо цю товщину захисту хк, різниця δ = ХГ - хк. Тоді вибір товщини захисту х визначають, виходячи з таких умов:
При цьому Δ1 / 2 - найбільше значення з шарів половинного ослаблення для головної і конкуруючої ліній (визначається за таблицями як різниця товщини захисту між двома кратностями ослаблення, що відрізняються в 2 рази) для товщини захисту ХГ і хк відповідно.
Слід мати на увазі, що головна лінія складного спектра може залежати не тільки від енергії і процентного складу γ-випромінювання, але і від кратності ослаблення (товщини захисту) Можуть бути випадки, коли в міру збільшення товщини захисту головна і конкуруюча лінії міняються місцями або можуть навіть поступитися місцем третьої лінії, яка раніше не була першорядною.
Користуючись цим методом розрахунку, можна побудувати номограми залежності кратності ослаблення k γ-випромінювання для певних радіонуклідів від товщини захисту d для конкретних захисних матеріалів (рис. 6.12 і 6.13) і в подальшому користуватися ними в практичній роботі.