Приведем также табл. 19 сравнительной токсичности Pu и осколков деления.

Таблица 19

Сравнительная токсичность Unpnpi Pu* и осколков деления

Процессы группы А более опасны, так как допустимая доза в воздухе в десятки тысяч раз меньше дозы в воде и на рабочих поверхностях: труднее предотвратить переход 10 г Ри®

в 1 л воздуха, чем 620 мг U

прир

в 1 Л воды.

§ 4. ПРОЦЕССЫ. СВЯЗАННЫЕ С ОПАСНОСТЬЮ ПЕРЕХОДА РАДИОАКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА В ОКРУЖАЮЩУЮ АТМОСФЕРУ

Длительное хранение. Очевидно, что такие малые количества, как 10 г Puз, могут легко попасть в воздух в качестве ядер отдачи (групповой) в результате захвата током воздуха мельчайших капель пли крупинок (аэрозоли), поэтому нет никаких оснований держать радиоактивные вещества иначе, как в закрытых сосудах.

Аэрозоли - это распыленные в-воздухе мельчайшие крупинки твердых тел или капель жидкостей. Образование туманов при фазовых превращениях известно давно, например критические туманы при сжижении газов. Малые размеры пылинок и капель, а также заряд часто делают аэрозоли очень устойчивыми (долго не оседают и трудно поглощаются), что требует специальных мер борьбы. У нас в Советском Союзе используются очень эффективные фильтры чл.-корр. АН СССР И. В. Пет-рянова, так называемые фильтры Ф. П. Они задерживают во многих случаях более 99,9% аэрозолей и должны быть рекомендованы как для индивидуальной, так и групповой защиты (например, фильтры в тяге).

Нужно твердо следовать правилу, что открытые радиоактивные препараты не могут быть терпимы, ибо они не поддаются контролю и самым незаметным образом могут создать опасную-ситуацию, например в воздухе. Следует также учитывать ползучесть растворов многих радиоактивных веществ.

Други.ми словами, радиоактивные препараты (жидкие-и твердые) должны находиться в закрытых сосудах и, кроме

того, в таком месте лаборатории, где им гарантирована сохранность и исключена возможность потерь при бое, просыпании, в результате ползучести и т. д. Лучшим решением являются специальные хранилища и боксы, где и следует держать радиоактивные вещества, например в контейнерах (см. ниже).

Необходимо всегда по.мнить, что посуда с радиоактивными веществами должна маркироваться, чтобы случайно не был нанесен вред чьему-либо здоровью.

Кипение (выпаривание) и газовыделение. Исследование перехода в пар радиоактивных нелетучих по обычным представлениям веществ при кипении (выпаривании) растворов показало, что механизм захвата здесь сводится к уносу паром малых пузырьков раствора. Отношение активности в паре к активности в растворе составляет тысячные, десятитысячные и даже меньшие доли в зависимости от скорости кипения, высоты дефлегматора и других факторов.

Таким образом, коэффициент очистки (/Соч) при выпарке имеет значение тысяч и десятков тысяч; при специальных мерах Km можно довести до 10 раз (см. далее). Условно примем для обычных лабораторий Коч= 4000.

Помимо уменьшения общей активности, при парообразовании увеличивается объем почти в 1500 раз, т. е. объемная концентрация радиоактивного вещества при парообразовании, и, значит, объемная активность пара падает в нашем случае в 6 10 раз.

На этой основе легко вычислить активность пара при кипении разных растворов. В табл. 20 приведены соответствующие расчеты для U p,p, Ризэ и La (группа Л и S на стр. 157).

При этом и взят в виде 10%-ного раствора, Pu2з 1%-ного раствора, а La - 10 мкюри/л.

Таблица 20

Активиссть пара ргстворов Сприр, Pu, La

На стр. 193 дана приблизительная оценка распыления при фильтрации - именно можно ожидать перехода в воздух в 103 раза меньшего количества по , сравнению с кипением. 13*

Для 10 мл раствора это дает Unp p (10%) Ю *; Pu (1%) IO ; Lao (10 мкюри!л) 1,5- Ю 2 кюри.

Как легко подсчитать, для урана и лантана всей активности не хватит для доведения до ПДК нескольких кубических сантиметров воздуха, а для Vu распыленной активности достаточно для 1000 л (1 жЗ).

Поэтому переливание по каплям для Pu вне тяги делать опасно при весовых его концентрациях.

Приливание по рис. 32 в склянке с разрежением совершенно безопасно, ибо указанные выше малые абсолютные активности не создадут в воде, вытекающей из водяного насоса, опасной дозы, все же и эту операцию и в данной форме лучше производить в тяге или в боксе.

Для и р р и Puз при уменьшении их концентрации (активности) в 1000 раз (U-0,01%), а Ьа в 15 раз (0,33 мкюри1л) активность пара будет отвечать ПДК- Но для Pu239 превышение дозы в паре столь велико, что 1 л пара может довести до ПДК тысячи кубических метров воздуха и, значит, .может сделать опасным пребывание в комнате самого большого размера. Ожидаемая большая активность водяного пара плутониевых и урановых растворов заставляет нас принять, что вне мощной тяги кипячение их недопустимо.

То же относится и к растворам La°, поскольку активность может накапливаться в по.мещении.

Мы получаем даже возможность рассчитать, какова может быть предельная скорость выпарки 1% плутониевых растворов при обычном объеме воздуха, пропускаемого через тягу (20-

60 mI.uuh).

Количество пара, тяжной шкаф, будет 2 . 10 10

которое может безопасно пропустить вы-

6 - 10 10

= 2 - 6 мл/мин.

Это отвечает скорости выпарки 1,2-4 10 мл раствора в минуту, что значительно ниже обычной скорости этого процесса. Отсюда следует, что в этих условиях необходим фильтр в тяге. Без фильтра нельзя выпаривать 10%-ный раствор урана. Однако для растворов 10 мкюри по Ьа * гарантировано достаточное разбавление пара воздухом на выходе из тяги (см. ниже).

Скорость газовыделения может быть значительно выше, чем парообразования при выпарке. Так, нейтрализация 200 г 60%-ной азотной кислоты 1 л раствора со 106 г соды можно провести в 2-3 мин., т. е. скорость образования газа будет 8-12 л1мин. Так как скорость газа велика, то захват капель раствора будет

Разбавление у выхода из трубы тяги не принимается во внимание и потому излишнюю активность нужно отфильтровать.

больше, чем при кипении и при работе, например с весовыми количествами Риэ и урана, и фильтр совершенно необходим.

При конденсации пара в холодильнике количество активности, переходящей в воздух, уменьшится во .много раз . При газовыделении тот же результат может дать промывание газа вюдой, что позволит дольше работать фильтру.

Сушка осадков. Осадки перед прокаливанием сушатся из-за большого содержания в них влаги; обычно оно составляет 50%. На 0,1 г (средний вес прокаленного осадка) выделится 150 см воды в виде пара, захват активности паром из твердого осадка мы принимаем (условно) на 1,5 порядка .меньше, че.м из раствора, так как капельку раствора захватить легче, чем крупицу осадка (Коч= 6* 10* раз); необходимо учесть увеличение объема (1500 раз). Результаты расчетов собраны в табл. 21.

Таблица 21

Активность пара* при сушке осадков Оприр, Ри => , Lai.o

Взят крайний случай - вся активность 1 О мл раствора захвачена осадком.

Фильтр ДЛЯ тяги абсолютно необходим для плутония даже при малом объеме пара (150 мл) и малой абсолютной величине уносимой активности.

Сушка может быть опасна из-за разбрызгивания осадка.

Для уменьшения этой опасности бу.мажный фильтр следует свернуть так, чтобы он закрывал весь осадок, поместить его во взвешенный тигель и сушить с закрытой крышкой. Лучше фильтровать осадок через фарфоровый пористый тигель и заканчивать все аналитическое определение на сушке (без прокаливания).

Принимаем, что конденсат захватит большую часть активности увлеченных капелек раствора. По нашему условию, удельная активность конденсата в 4000 раз меньше удельной активности исходного раствора и будет для Уприр равна . 1,5. 10 кюри/л, Ризэ 1,5. Ю * кюри/л и для La 2,5. 10 * кюри/л, т. е. для УприрВ 500 раз меньше, а для Риэ в 3. 10* раза выше нормы для воды; для La конденсат ino активности соответствует 300 ПДК.

Прокаливание осадков. Прокаливание осадков с выделением газов имеет много общего с сущкой (см выще). Но при прокаливании есть и своя специфика - это улетучивание, так как хотя упругость пара твердых тел обычно мала, но не равна нулю. Из-за высокой температуры прокаливания скорость обтекающих газов более высока, чем при сущке и выпаривании, и поэтому есть опасность захвата довольно больших частиц, flo механический захват мы сейчас исключаем из рассмотрения и проведем ориентировочный расчет по упругости пара. Примем условно упругость пара веществ при прокаливании в пределах 10 - 10 * атм и, учитывая высокую температуру, будем считать, что равновесие устанавливается быстро.

Простейщий расчет с некоторым округлением дает концентрацию урана в воздухе при прокаливании от 6-10 до 6- 10- кюри/л, т. е. ниже дозы, а для Puз 7- 10-° - 7 10-2кюри/л, т. е. в 3,5 10-3,5 10 раз больше дозы.

Такие летучие вещества, как галогениды ряда радиоактивных металлов, соединения мышьяка, астатина, элементарный йод и т. д., могут представить очень большую опасность при нагреве [5, стр. 124]. При 2000° любое соединение актинидов может быть почти количественно нанесено для счета на мишень через возгонку [6].

Для таких же ядер, как ThB (свинец), ThC (висмут) и т. п. нагревание даже ниже 1000° может повести к переводу в парообразную фазу почти всей активности препарата [2].

При нагревании раствора Ru с окислителями почти вся активность (до 97%) может перейти в воздх [7].

Следует помнить также, что нагрев приводит к ослаблению связей в твердом теле и вероятность групповой отдачи с повышением температуры должна возрастать, так же как и количество захватываемого вещества на один элементарный акт отдачи. Это привело даже к представлению о летучести некоторых довольно мало летучих соединений полония.

В заключение подчеркнем еще раз: все операции с нагревом или газовыделением для открытых препаратов радиоактивных веществ следует проводить исключительно под мощной тягой, снабженной фильтром, если работают с плутонием или весовыми концентрациями урана, а также с неизвестной смесью или новыми излучателями.

§ 5. ПРОЦЕССЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОПАСНОСТЬЮ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

На стр. 192 дано частичное перечисление подобного рода процессов; сейчас остановимся на некоторых их особенностях. 1. Взятие навески особенно опасно при пересыпании радио-

активного вещества. Делать это нужно в герметизированном или находящемся под небольшим вакуумом боксе; тогда механические потери радиоактивных веществ не будут распространяться в воздухе, окружающем работающего. Не следует также брать сосуд с радиоактивным веществом незащищенной рукой, особенно при втором взвешивании (после того как часть радиоактивного вещества отсыпана или отлита). Существуют различного типа захваты (рис. 33).

Рис. 33. Типы захватов для лабораторных рабог

Весы в боксе занимают много места и в случае необходимости их можно помещать над боксом и взвешивать радиоактивные вещества с помощью проволоки, пропущенной в бокс от коромысла весов. Это устройство аналогично давно используемому для взвешивания образцов, нагреваемых в печи.

2. Фильтрация и промывание осадка опасны в том отношении, что при свободном падении капли на поверхность твердого тела или жидкости происходит разбрызгивание, которое неощутимо для обычных веществ, но может привести к переходу радиоактивных веществ в воздух, а затем и на рабочие поверхности. Особенно же опасны потери при случайно неправильно направленной струе воды из промывалки и т. п., а также просто потери осадка и жидкости .

Промьивалки обычно употребляются с грушей - нельзя брать в рот пипетки, трубки от иромывалок и т. п. при работе с радиоактивными веществами.