Материалы, используемые для ослабления потоков ионизирующих излучений, располагаемые между источником излучения и защищаемой зоной размещения персонала или оборудования называют защитой.
Защиту от и.и. классифицируют по назначению, типу, компоновке, форме и геометрии. По назначению защиту подразделяют на биологическую, радиационную и тепловую, в соответствии с чем она должна обеспечивать:
— допустимый уровень облучения обслуживающего установку персонала;
— допустимый уровень радиационных повреждений конструкционных и защитных материалов;
— допустимый уровень радиационного энерговыделения и температурного распределения в конструкционных и защитных материалах.
Радиационная и тепловая защиты бывают необходимы лишь на мощных энергетических установках, таких, как ядерный реактор. Защиты делятся на следующие типы:
1. Сплошная защита, целиком окружающая источники излучения. Она может ослаблять излучение одинаково во всех направлениях или быть ослабленной для областей, где допустимый уровень может быть увеличен, например, для областей ограниченного доступа персонала.
2. Раздельная защита, когда наиболее мощные источники и.и. окружает первичная защита, а между первичной и вторичной защитами имеются также источники излучения, например, система теплоносителя (контур многократной принудительной циркуляции (КМПЦ)).
3. Теневая защита устанавливается между источником излучения и защищаемой областью, размеры которой ограничиваются “тенью”, “отбрасываемой” защитой. Особенно часто такая защита используется при ограничениях ее массы и габаритов.
По компоновке различают гомогенную (однородную) и гетерогенную (состоящую из слоев различных материалов) защиты.
По форме поверхности наиболее часто на практике встречаются плоская, цилиндрическая и сферическая защиты. Различают защиту также по геометрическому принципу (критерию), выделяя следующие типы; бесконечная, рис.10а, полубесконечная с детектором Д на границе среды и источником S в среде, рис.10б и наоборот, рис.10в, барьерная, рис.10г, и ограниченная, рис.10д. Все указанные виды защит показаны на рис.10, где источник S и детектор Д предполагаются точечными. Критерий бесконечности защиты, рис.10а, формулируют так: если любое окружение данной защиты дополнительным материалом не изменяет показания детектора Д, защита считается бесконечной.
Рис.10. Геометрия защит. 1,2,3,4,5‑типичные траектории частиц в среде.
Полубесконечная среда с детектором на границе среды и источником в среде, рис.10б, образуется из бесконечной, рис.10а, если плоскостью АА отсечь заднее по отношению к детектору полупространство. Полубесконечная среда с источником на границе среды и детектором в среде, рис.10в, образуется из бесконечной, рис.10а, если отсечь плоскостью ВВ заднее по отношению к источнику полупространство.
Если одновременно плоскостями АА и ВВ отсечь оба полупространства рис.10а, получится защита барьерной геометрии, рис.10г.
Выделение в защите барьерной геометрии лишь части среды, например, параллелепипеда, на противоположных гранях которого находятся источник и детектор, рис.10д, соответствует ограниченной защите. Считается, что среда ограниченная, если ни один из поперечных размеров не может быть принят за бесконечный.
Рассмотрим влияние геометрии защиты, рис.10, на показания детектора. Геометрия защиты при постоянных значениях d и массе вещества защиты между источником и детектором влияет только на рассеянное излучение. В случае бесконечной геометрии, рис.10а, регистрируются рассеянные в области защиты частицы типа 1, 2, 3, а также частицы типа 4, 5 рассеянные в области заднего полупространства защиты по отношения к источнику и детектору. При переходе к другим геометриям регистрируется меньшее число рассеянных частиц. Таким образом, число регистрируемых нерассеянных частиц для всех геометрий, рис.10, постоянно, а число регистрируемых рассеянных частиц для всех геометрий различно. При этом максимальны показания детектора при измерениях в условиях бесконечной геометрии, причем они меньше в полубесконечной среде, еще меньше в барьерной геометрии и минимальны в ограниченной среде. Расчет характеристик поля рассеянного излучения представляет наибольшую трудность при решении задач физики радиационной защиты.
