Стимуляция процесса деления хорошо демонстрируется в работе Н. А, Красильникова [307], проведенной на актиномицетах. в качестве источника излучения был использован радон.

При изучении действия рентгеновых лучей на различные свойства Micrococcus mycetoides [311] было доказано, что доза 50 Р стимулирует рост и усиливает образование желтого пигмета бактерий. При дозе 100 Р стимуляционный эффект значительно снижается, а при дозах выше 100 Р наблюдается уже полная остановка роста бактерий. Наблюдалась также; стимуляция размножения бреславльской палочки при облучении гамма-излучением в дозах 100, 300 и 900 Р [119]. Доза 300 Р усиливала эндогенное дыхание этих бактерий, а дозы выше 900 Р угнетали размножение. Такие же данные были получены при облучении гамма-излучением дизентерийных бактерии Флекснера [120].

По данным 3, Г, Першиной и И. Г. Васильевой [314], малые дозы ультрафиолетового облучения, не вызывавшие изменения жизнеспособности дизентерий пых бактерий Флекснера, вызывали повышение устойчивости к антибиотикам (пенициллину и стрептомицину). Стимуляцию некоторых функций стафилококка мы наблюдали после первого получения при многократном воздействии, в результате которого бактерии повышали радиорезистентность [264]. Отмечалась стимуляция ДНК-азной и гемолитической активности. В некоторых случаях после первых 3 - 4 облучений (суммарная доза не превышала 2 кГр) штамп, не обладавший протеолитической активностью в исходном состоянии, приобрел способность разжижать желатину. При последующие облучениях и увеличении суммарной дозы радиации стимулирующий эффект исчезал и ко мере формирования повышенной радиорезистентности наступала сапрофитизация стафилококков.

Поскольку малые дозы радиации могут оказывать стимулирующий эффект па различные функции микроорганизмов, в том числе стимулировать процессы роста, деления и размножения клетки, а многократные повторные облучения приводят к формированию повышенной радиоустойчивости у микроорганизмов, для эффективной лучевой стерилизации имеет значение не только доза облучения, ни и мощность дозы.

При лучевой стерилизации медицинской продукции облучению подвергаются в большинстве случаев микроорганизмы не в виде взвесей в жидкостях а в сухом виде. Пэтому для разработки технологии лучевой стерилизации необходимо знать, как влияет мощность дозы на бактерицидный эффект излучения.

Рисунок 2.3 - Влияние различной мощности дозы на выжинаемость В. subtilis. Концентрация 10⁹ микробных тел в 1 мл.

1 мощность дозы 1000 Р/с; 2мощность дозы 100 Р/с; 3 мощность дозы 10 Р/с;



Рисунок. 2.4 - Влияние различной мощности дозы на выживаемость стафилококка. Концентрация 10⁹ микробных тел в 1 мл.

1 мощность дозы 1000 Р/с; 2мощность дозы 100 Р/с; 3 мощность дозы 10 Р/с;

Хотя в приведённых экспериментах была выявлена четкая закономерность, полученные данные не могут быть механически перенесены на процессы стерилизации медицинских изделий в практике но той причине, что в опытах использовались культуры микроорганизмов в логарифмической фазе роста, когда клетка микроорганизмов наиболее чувствительна к облучению. На медицинских изделиях или других объектах, подлежащих стерилизации, инициальное обсеменение составляют микроорганизмы в различных фазах роста, и радиорезистентность отдельных особей бактериального обсеменения поэтому варьирует в широких пределах. Кроме того, при малых мощностях доз облучение в первые часы может обусловить эффект стимуляции и стимулировать рост и размножение бактерии, которое в свою очередь может привести к значительному увеличению количества микроорганизмов, обсеменяющих облучаемый объект. Увеличение количества микроорганизмов что, влечет за собой необходимость увеличить дозу облучения и еще больше удлинить процесс стерилизации.

Глава 3 Радиационная стерилизация

3.1 Применение радиационной стерилизации

Использование радиации для обеспложивания объектов, нуждающихся в консервации и предназначенных для медицинского применения, называется радиационной стерилизацией. При лучевой стерилизации обеспложивание достигается без высокой температуры, поэтому радиационную или лучевую стерилизацию называют также холодной.

Метод радиостерилизации должен удовлетворять двум требованиям:

- облучение должно оказывать на микроорганизмы с разной радиочувствительностью бактерицидное действие;

- радиостерилизация не должна изменять качеств и свойств обрабатываемых объектов.

С помощью ионизирующих излучений стерилизуют перевязочные и шовные материалы, некоторые лекарственные препараты, в том числе антибиотики и гормоны, биологические ткани и т.д.

Ионизирующие излучения используют также для производства вакцин и стерилизации токсинов. Особенно перспективен метод лучевой стерилизации различных изделий одноразового пользования, изготовляемых из пластмасс, например, систем службы крови и шприцев. Однократное употребление этих шприцев ликвидирует опасность заражения инфекционным гепатитом, что наблюдается при стерилизации шприцев обычным способом. Широко радиационная стерилизация внедряется в производство таких медицинских изделий из полимерных материалов, как шприцы, системы службы крови, а также лекарственные препараты и биологические ткани.

Вместе с тем, внедрение лучевой стерилизации в практику встречает некоторые трудности, связанные с необходимостью значительных затрат на строительство специальных радиационных установок и закупку радиоактивных источников, стоимость которых остается пока повсеместно очень высокой. Однако, как показали экономические расчеты, произведенные зарубежными фирмами, затраты окупаются в течении первых нескольких лет.

3.2 Стерилизация медицинских изделий из полимерных материалов

В эту группу входят изделия, которые используются однократно. Однократность использования определяется двумя условиями:

1) Наиболее важным является необходимость исключить возможность передачи инфекции при повторном или многократном использовании изделия даже в том случае, когда оно стерилизуется после употребления.

2) ограничивающее многократное использование изделия, зависит от степени радиационной стойкости полимерного материала, который изменяет свою структуру, деформируется, теряет эластичность, прочность и прозрачность, может начать выделять вещества, оказывающие на организм токсическое действие. Наибольшее распространение получили шприцы. Самых разных объемов и конструкций, с иглами и без игл, для подкожных инъекций, шприцы одноразового использования выпускаются миллионами штук в год и подвергаются лучевой стерилизации.

Пластмассовые шприцы производятся и стерилизуются радиационным способом в США, Англии, в Швеции, Дании, Норвегии, Финляндии, во Франции, в Канаде, Италии, ФРГ и других странах. Обычно каждый шприц (с иглой или без иглы) имеет индивидуальную упаковку, обеспечивающую стерильность изделия после лучевой обработки в течение длительного срока (1-2 года). Иногда некоторые фирмы выпускают шприцы в двойной упаковке, что в большей степени гарантирует от попадания микроорганизмов на изделие из внешней среды. Однако большей частью несколько шприцев в индивидуальной упаковке помещают в общую вторую упаковку.

Несколько маленьких партий шприцев в двойной упаковке укладывают в ящики и стерилизуют большими партиями. Для стерилизации используют радиационные установки двух типов:

1. изотопные, в которых применяют в качестве источника гамма-излучения Со⁶⁰ ;

2. ускорители электронов.

Споры разгораются при выборе стерилизующей дозы облучения для шприцев. Существуют две точки зрения. В США и Англии для стерилизации шприцев принята доза 25 кГр, а в Скандинавских странах минимальная стерилизующая доза равна 32 кГр (при стерилизации на гамма-установках)-35 кГр (при стерилизации на ускорителях). Доза 25 кГр была выбрана в США на основании работ Van Winkle [332], проводившихся в 50-х годах и показавших, что самые устойчивые микроорганизмы, обсеменявшие изделия, выпускаемые с США" могут погибнуть при 19 кГр, даже если они присутствуют в концентрациях больших, чем при обычном обсеменении. В зависимости от ряда коэффициентов ("коэффициент безопасности", изменение плотности) доза, гарантирующая стерильность, колебалась от 23 до 26 кГр [331, 332]. Эти величины определили выбор дозы в 25 кГр для медицинских изделий одноразового использования из пластмасс. Несколько позже в Дании в связи с началом промышленного выпуска радиационно-стерилизованных шприцев одноразового использования Э. Кристенсеном были проведены фундаментальные исследования, показавшие, что в воздухе производственных помещений и на самих изделиях могут находиться высокорадиоредистентные микроорганизмы. Для достижения бактерицидного эффекта при обсеменении этими высокорадиоредистентными бактериями требовалась доза, значительно превышающая 25 кГр. Увеличения дозы облучения для надежной стерилизации требовала не только высокая степень радиорезистентности выявленных бактерий, но и количество бактерий на единицу стерилизуемых изделий до облучения - инициальная контаминация продукции [333, 334, 335].

В настоящее время величина инициальной контаминации играет решающую роль при выборе дозы облучения и для гигиенических требований на производстве, поэтому даже в тех странах, где для стерилизации пластмассовых изделий принята доза 25 кГр, производят обязательное исследование инициальной контаминации изделий. В последние годы в связи с возрастающей потребностью здравоохранения в шприцах одноразового использования некоторые страны закупают шприцы. Таким образом, они пользуются изделиями, простерилизованными в дозах, значительно превышающих 25 кГр. Скандинавские страны, широко использующие радиационную стерилизацию пластмассовых изделий медицинского назначения одноразового использования, при выборе дозы облучения обязательно учитывают величину инициальной контаминации шприцев и исходят при этом из того, что чем большее количество микроорганизмов обсеменяет изделие, тем больше шансов, что среди них могут встретиться микроорганизмы с высокой радиорезистентностью. В этом случае доза 25 кГр не гарантирует стерильности всех изделий.

Метод радиационной стерилизации широко используется также для обеспложивания изделий службы крови (системы переливания и взятия крови, мешки для хранения крови). Для этих изделий, так же как и для различных пластмассовых трубок и катетеров, которые вводятся в организм при операциях и исследованиях, предъявляются повышенные требования к надежности стерилизации. Понятна особая требовательность к стерильности этих изделий. Она связана с тем, что системы службы крови (взятия и переливания крови, мешки или резервуары для хранения крови) используют в лечебной практике для переливания крови больным людям с ослабленной резистентностью к инфекции. Поэтому попадание в такой ослабленный организм даже единиц микроорганизмов может привести к тяжелым осложнениям, например, к заражению крови.

Системы службы крови состоят из различных составных частей: трубки, капельницы, фильтры, иглы, зажимы. Все эти части сделаны из различных полимерных материалов и из металла. При ручной сборке частей системы происходит загрязнение их и поэтому инициальная контаминация систем службы крови значительно больше по сравнению с инициальной контаминацией шприцев или катетеров, не требующих ручной сборки. Сложность изделий и наличие твердых деталей, имеющих угловатую форму, нередко приводит к нарушению герметизации индивидуальной упаковки, как при стерилизации, так и при хранении систем. Поэтому везде используют двойную упаковку; либо каждое изделие заключают в два мешочка (внутренний, непосредственно прилегающий к изделию, и внешний, в который вкладывают уже заделанный герметически внутренний мешочек с изделием), либо несколько систем (5--10 штук, каждая в индивидуальной упаковке) заключают в общий внешний мешок. Сравнительно большая инициальная контаминация систем службы крови и использование их для организма с пониженной устойчивостью к инфекции, для ослабленного организма, требуют особенно внимательного подхода к выбору стерилизующей дозы облучения. В этом случае для большей гарантии предпочитают облучать в дозах, приближающихся к 40 кГр или даже более 42--45 кГр [348].

Вопрос о стерилизующей дозе облучения при радиационном методе стерилизации является основным, если не решающим, во всей проблеме лучевой стерилизации, поскольку доза облучения определяет целесообразность и стоимость процесса. Целесообразность использования метода радиационной стерилизации ограничивается, в свою очередь, радиационной стойкостью полимерных материалов изделий и упаковки. Все это вместе взятое оказывает большое влияние на санитарно-гигиенические требования к заводам - изготовителям изделий, подлежащих радиационной стерилизации, и к упаковке этих изделий: к самим материалам, из которых производятся изделия и в которые они упаковываются, и к герметичности упаковки. При стерилизации других медицинских изделий из пластмасс, используемых однократно, должны соблюдаться те же требования относительно дозы облучения, инициальной контаминации и санитарно-гигиенических условий на производстве, радиационной стойкости материалов, из которых изготовлено изделие, и относительно упаковки [349, 350].

В еще больших гарантиях стерильности, в более строгих санитарно-гигиенических условиях при изготовлении и возможно меньшей инициальной контаминации нуждаются получившие широкое распространение в хирургии в настоящее время изготовляемые из полимерных материалов искусственные кровеносные сосуды, искусственные сердечные клапаны, пластиковые трубки, используемые при трахеотомии. Номенклатура и количество пластмассовых изделий медицинского назначения все время растут, и продукция, подлежащая радиационной стерилизации, достигает десятков и сотен миллионов штук ежегодно - даже дли таких небольших стран, как Дания, Голландия, Бельгия и Швеция. Неизменное из года в год увеличение потребности в медицинских изделиях из пластмасс одноразового использования, а также использование метода радиационной стерилизации лабораторной посуды из полимерных материалов заставляет развиваться отрасль радиационной техники, создающей крупные стационарные облучательные установки промышленного типа. Эти установки, требующие значительных капиталовложений, удорожают стоимость радиационной стерилизации по сравнению со стоимостью тепловой или газовой стерилизация. Однако, чем дольше работает такая установка, тем меньше с каждым годом ее работы стоит стерилизация медицинских изделии. Следует иметь в виду и то обстоятельство, что современная медицина не может обойтись без использования таких изделий, материалов и лекарственных препаратов, которые требуют радиационной стерилизации. Поэтому, несмотря на то, что стоимость радиационной стерилизации еще надолго останется более высокой по сравнению со стоимостью, других способов стерилизации, отказ от этого способа обеспложивания по экономическим причинам невозможен.

Глава 4 Эффективная стерилизующая доза и контроль стерильности.

4.1 Общие понятия

Опыт использования способа радиационной стерилизации, а также наши исследования, проведённые на различных видах микроорганизмов и на различных изделиях, показали, что выбор эффективной стерилизующей дозы обусловлен начальной (до облучения) обсемененностью микроорганизмами объектов, подлежащих стерилизации, т.е. инициальной контаминацией. Правильность выбора стерилизующей дозы облучения контролируется стерильностью.

Поскольку доза облучения является основой способа радиационной стерилизации, а выбор её связи с микробиологическими аспектами стерилизации, последние определяют эффективность способа радиационной стерилизации и гарантию стерильности. Микробиологический контроль является постоянным компонентом производства изделий и препаратов, подлежащих радиационной стерилизации. Микробиологические аспекты радиационной стерилизации включают три обязательных раздела работы: исследование инициальной контаминации, выбор эффективной стерилизующей дозы облучения и контроль стерильности.

4.2 Инициальная контаминация объектов, подлежащих стерилизации

Под инициальной контаминацией объектов, подлежащих стерилизации, принято понимать начальную до стерилизации обсемененность микроорганизмов.

Определяется количество живых микроорганизмов, обсеменяющих одно упакованное изделие или одну единицу продукции в упаковке, подлежащие стерилизации.

Инициальная контаминация лекарственных препаратов определяется в одной дозе препарат, в одной ампуле или таблетке, в зависимости от формы выпускаемых препаратов. Одновременно получают данные о виде микроорганизмов и их радиорезистентности.

Для получения объективных данных об инициальной контаминации продукции, подлежащей радиационной стерилизации, используют метод количественного определения обсемененности. Метод количественного определения инициальной контаминации основан на фильтрации смыва с объекта и внутренней упаковки его через милипорные мембранные фильтры и последующего посева фильтров на твёрдую питательную среду в чашки Петри.

Положенный в основу метода определения инициальной контаминации количественный принцип является общим и обязательным для всей медицинской продукции, подлежащей радиационной стерилизации.

Если шприц не загрязняется в процессе упаковки в индивидуальный пакет, то количество микробов, обсеменяющих один шприц, редко превышает 50. Как правило, инициальная контаминация шприцёв, только что вышедших с литьевой машины, равна нулю, так как температура, при которой изготовляются шприцы, составляет 150 - 200⁰ и она сама по себе обеспечивает стерильность изделий. Однако затем шприцы охлаждаются, и их собирают и упаковывают в нестерильных условиях. На этой стадии они контамитируются микроорганизмами с рук сборщиков и из воздуха производственного помещения.

4.3 Выбор эффективной стерилизующей дозы

Эффективность радиационной стерилизации зависит от примененной дозы облучения, так же как и при термостерилизации эффективность её зависит от температуры и времени воздействия. Следовательно, основным условием надёжности лучевой стерилизации является выбор дозы облучения. Как известно, стерилизующая доза зависит от инициальной контаминации продукции, подлежащей стерилизации. В понятие инициальной контаминации входит степень контаминированности продукции микроорганизмами или количественный показатель инициальной контаминации и радиоресистентность микроорганизмов, контаминирующих продукцию, или качественный показатель инициальной контаминации. Таким образом, методы определения инициальной контаминации играют значительную роль в разработке шкалы зависимости между обсемененностью продукции и стерилизующими дозами облучения. Для шприцев, стерилизуемых на кобальтовых установках, зависимость выглядит следующим образом: если количество бактерий на одно изделие составляет 0 - 50, доза облучения равна 32 кГр, для 50 - 100 бактерий доза облучения равна 38 , более 100 бактерий и до 500 - 1000 бактерий доза облучения равна 43 кГр.Если стерилизация производиться на ускорителе электронов, доза облучения при минимальной обсемененности (0 - 50 микроорганизмов на 1 изделие) равна 35 кГр и соответственно для каждого уровня обсемененности доза повышается на 3 - 4 кГр

Таблица 4.1 Зависимость между инициальной контаменацией и дозой облучения, шприцы.

Доза облучения, кГр	Число шприцев на дозу	Из них нестерильных
		Число	%
25 30 35	50 49 30	2 0 0	4 0 0

При инициальной контаминации, не превышающей 50 - 100 микробных клеток на одно изделие, доза 25 кГр всегда давала стерилизующий эффект. Такой сравнительно низкий уровень инициальной контаминации систем взятия и переливания крови достигнуть в заводских условиях не легко, даже при соблюдении особых санитарно - гигиенических условий. Однако к этому необходимо стремиться, так как в противном случае не только доза 25 кГр, но и 35 кГр не будет гарантировать стерильности.

Таким образом, уровень инициальной контаминации продукции, подлежащей радиационной стерилизации, и радиорезистентность микроорганизмов - контаминантов определяют выбор эффективной стерелизующей дозы облучения и диктуют соблюдение определённых санитарно - гигиенических условий напроизводстве.

4.4 Контроль стерильности

Один из методов основан на проверке стерильности самих изделий или препаратов. Принцип второго метода состоит в определении эффективности стерилизации при облучении определённого вида продукции путём исследования количества выживших микроорганизмов в микробиологических тестах, закладываемых в стерилизуемую продукцию и облучаемых вместе с ней.

Партией для отбора проб на контроль стерильности следует считать количество изделий, простерилизованных единовременно или за определённый промежуток времени на установке. В связи с этим большое значение приобретает косвенный контроль стерильности с помощью микробиологических тестов, который скорее является показателем эффективности радиационной стерилизации. Для приготовления тестов используются споровые или неспоровые виды микроорганизмов, бактериофаги, обладающие высокой радиорезистентностью.

В качестве тест - микробов используют Str. Taecium, выделенный Christensen из пыли производственных помещений, в которых производятся изделия медицинского назначения из пластмасс, или бактериофаг Т - 3. Оба эти микроорганизма отличаются высокой радиорезистентностью и выдерживают облучение в дозе где - то между 50 и 65 кГр.

Микробиологические тесты готовят, нанося на поверхность ткани или полиэтиленовой плёнки определённое количество микроорганизмов. Ткань или плёнку после высушивания заключают в маленький полиэтиленовый пакетик. Часто тест бывает заключён в двойной пакетик. Такие тесты можно расположить на индивидуальной упаковке стерилизуемого изделия, в разных местах ящика, в котором содержится партия изделий, и подвергать облучению вместе со стерилизуемой продукцией. Для штамма, используемого в качестве тест - микроба, заранее определяется кривая зависимости между количеством выживших микроорганизмов и дозой облучения - стандартная дозная кривая. После стерилизации продукции тесты извлекаются из ящиков, и определяется количество выживших микроорганизмов. Зная число выживших микроорганизмов после облучения в определённой стерилизующей дозе и имея стандартную дозную кривую, всегда можно с уверенностью сказать, что стерилизуемая продукция действительно получила стерилизующую дозу радиации и может считаться стерильной.

Глава 5 Расчёт защиты камеры облучения, камеры сборки и хранилища.

5.1 Расчёт защиты камеры сборки

Система биологической защиты предназначена для ослабления интенсивности гамма - излучения до предельно допустимого уровня. Была рассчитана толщина защиты основных защитных сооружений: бетонных стен камер облучения и сборки, чугунной пробки хранилища (рисунок. 5.1), а также проверялась эффективность лабиринтной защиты (рисунок 5.2). В камере облучения наиболее опасной, с точки зрения обеспечения защиты, является точка 1 (рисунок 5.2) . Мощность дозы в точке 1 от плоского источника Со⁶⁰ с размерами см см и активностью г. экв. Радия (максимальный по активности вариант облучателя) рассчитывалась по формуле (1).

Плоский источник с равномерно распределённой активностью заменялся равным по площади диском (1)

где kj - гамма - постоянная изотопа,

q - удельная активность,

r - радиус диска, см;

a - расстояние от источника до рассчитанной точки, см;

d - толщина защиты, см;

Е₁ - табулированная интегральная показательная функция;

, где

- линейный коэффициент ослабления гамма - излучения, см^-1;

А_i, d_i - коэффициенты тейлоровского представления фактора накопления

Таблица 5.1 коэффициенты тейлоровского представления фактора накопления

Материал защиты	см-1	А1	А2	1	2
Бетон	0,132	8,8	- 7,8	- 0,082	+ 0,036
Чугун	0,408	7,2	- 6,2	- 0,086	+ 0,044

Для обеспечения предельно допустимой мощности дозы 0,28 (категория Б) толщина бетонных стен камеры облучения должна быть не меньше 180 см /с 5% - ым запасом/.

При расчёте толщины бетонного потолка камеры облучения точка 2 на (рисунок. 5.1) плоский источник был представлен в виде суперпозиции линейных источников, параллельных плоскости защиты, мощность дозы от каждого из которых рассчитывалась по формуле

гдеR - расстояние от середины источника до рассчитываемой точки, см;

- угол между перпендикуляром к оси источника и прямой, соединяющей конец линии источника с рассчитываемой точкой;

F (,_id) - табулированный интегральный секанс.

Остальные обозначения те же, что в формуле (1).

Для обеспечения предельно допустимой мощности дозы (категория А) толщина бетонного потолка камеры облучения должна быть не менее 170 см с 5% - ым запасом.

Защита камеры сборки рассчитывалась из условия, что точечный источник максимальной активностью 156000 г. экв. радия находится вплотную к бетонной стене операторской комнаты, для которой предельно допустимая мощность дозы - (категория А). Толщина этой стены, снижающая мощность дозы до , рассчитанная по кратности ослабления (1), составляет 172 см /с 5% - ым запасом/. Толщины других стен рассчитывались по категории Б. толщина потолка камеры сборки к нему наиболее близко, на расстоянии 280 см расположен источник, снижающая мощность дозы в т. 4 до - 176 см.

При расчёте толщины стальной пробки в хранилище плоский источник рассматривался в виде суперпозиции линейных источников длиной 245 см, параллельных плоскости защиты.

Рассчитанная по формуле (2) толщина стали, снижающая мощность дозы в т. 3 до , равна 56 см.



Рисунок 5.1 - Защита камеры сборки.

5.2 Расчёт мощности дозы на выходе из лабиринта камеры

Расчёт мощности дозы на выходе из лабиринта камеры облучения в т. 6 (рисунок. 5.2). Мощность дозы на выходе из лабиринта создаётся многократно отражённым гамма - излучением и определяется по формуле:

гдеМ - гамма - эквивалент источника, г. экв. радия;

S₁,S₂…S_n - площади площадок, от которых происходит отражение, м²;

Q₁,Q₂…Q_n - углы падения излучения;

d₁,d₂…d_n - дозовые альбедо;

R₁,R₂…R_n - расстояние между площадками, м.

Формула (5.3) справедлива с некоторыми допущениями, расчёт по указанной формуле является довольно приближённым, поэтому вводится коэффициент запаса равный 2 (5.2).

Мощность дозы в т. 6 создаётся излучением, четырёхкратно отражённым от площадок S₁,S₂,S₃,S₄. Всего можно выделить шесть возможных вариатов отражения. По схеме лабиринта находились расстояния между площадками, размеры площадок и углы падения излучения для одного из вариантов отражения. Энергия отражённого излучения принимается равной 0,2 Мэв .

Таблица 5.2 Исходные данные для расчёта защиты.

№ отражений	R, м	Q	CosQ	d	S,м2
1	8,20	450	0,7	0,055	61,0
2	11,3	800	0,17	0,33	28,5
3	5,0	300	0,86	0,15	7,0
4	10,8	750	0,26	0,283	27,0
5	4,0

Результаты расчёта дают мощность дозы на выходе лабиринта от шести вариантов с двухкратным запасом ~ , что на порядок меньше предельно допустимой по категории А ().



Рисунок 5.2 - Мощность дозы на выходе из лабиринта камеры.

Кроме этого, оценивался от стены камеры облучения и прошедшего через стенку лабиринта толщиной 100 см. Этот вклад на три порядка меньше предельно допустимой мощности дозы. В связи с этим, возможно уменьшить толщину бетонной стенки лабиринта до 60 см.

Глава 6 Расчёт потока энэргии в зависимости от расположения объекта

6.1 Нахождение тройки векторов потока для облучателя

- количество энергии, излучаемой всем источником за единицу времени по всем напралениям

- высота источника, - длина

Рисунок 6.1 - тройка векторов потока для облучателя

- количество энергии излучаемой за единицу времени единицей площади излучателя.по всем напралениям

- количество энергии излучаемой за единицу времени площадкой по всем направлениям.



- единичный вектор задающий направление переноса энергии идущей от элемента площади в точку

-количество энергии проходящей за единицу времени через единицу площади ориентированную перпендикулярно вектору в точке А от элемента площади излучателя

- плотность потока энергии в точке А, создаваемая площадкой

=

=

Вводим обозначение

Делаем замену переменных

6.2 Нахождение потока проходящего через одну грань

Рисунок 6.2 - обозначение углов.



Рисунок 6.3 - Общий случай поворота ящика

Уравнение прямой:

Поток через грань A'B'

6.3 Нахождение потока проходящего через 2 грани.

Уравнение прямой:



Поток через грань A'B'

Размещено на http://www.allbest.ru/

В силу симметрического распоожения облучателя в камере облучения, проведём цифровой расчёт под средством Mathcad для ? точек экспозиции.

За начало координат примим левый край облучателя.

Таблица 6.1 Значения потока, проходящего через 2 грани с углом поворота и без него.

Координаты точки. Экспозиции	Угол поворота от начального положения в ъ	Значение потока Fp(D) при этом угле. Гр/с.	Значение потока Fp(0) без поворота. Гр/с.
(5,75, 3)	-10.319	-3.765	-3.678
(4,25, 3)	1.171	-6.074	-6.072
(2,75, 3)	18.821	-9.584	-8.905
(1.25, 3)	45	-10.245	-8.64
(7.25, 1.5)	-29.401	-3.051	-2.509
(5,75, 1,5)	-23.368	-5.32	-4.632
(4,25, 1,5)	-12.076	-10.085	-10.038
(2,75, 1,5)	8.86	-20.663	-20.615
(1.25, 1,5)	45	-40.541	-30.247

Отрицательное значение угла говорит о том, что поворот должен быть сделан против часовой стрелки, от начального положения ящика, положительное значение - по часовой стрелке.

Отризательное значение F_p(D) и F_p(0) показывает, что поток входит в эти грани.

Так как полученные значения являются полученной дозой в секунду, надо провести расчёт с подстановкой время экспозиции.

Точки с координатами (1.25, 3) (1.25, 1.5) являются общими для половины точек экспозиции, то их следует умножить на 2, все остальные значения на 4.

F_{p полное}(D) = 100*(3.765 +6.074 +9.584 +3.051 +5.32 +10.085 +20.663)*4+

+100*(10.245 +40.541))*2 = 23416.8 + 10157.2 = +33574 Гр или -33,574 кГр

F_{p полное}(0) = 100*(3.678 +6.072 +8.905 +2.509 +4.632 +10.038 +20.615 )*4+

+100*(8.64 +30.247)*2 = 22579.6 +7777.4=-30357 Гр или -30.357 кГр.

F_{p полное}(D)/F_{p полное}(0) = 1.1

Глава 7 Охрана труда

7.1 Организация охраны труда на предприятии

Закон Украины " Об охране труда" обязывает собственника за свои средства организовать проведение при приеме на работу медицинских осмотров и в течение трудовой деятельности врачебный контроль за состоянием здоровья работающих, занятых на тяжелых работах, работах с вредными и опасными условиями труда либо таких, где есть необходимость в профессиональном отборе, а также обязательный ежегодный медицинский осмотр лиц в возрасте до 21 года независимо от того, в каких условиях они работают.

На каждом предприятии в соответствии с Законом Украины "Об охране труда" разрабатываются "Положения о системе управления охраной труда и технике безопасности на предприятии ".

Действие "Положения" распространяются на все подразделения предприятия и базируются на основных принципах государственной политики в области охраны труда:

- приоритет жизни и здоровья работников по отношению к результатам производственной деятельности предприятия;

- полной ответственности руководителей за создание безопасных и безвредных условий труда;

- социальной защиты работников, полного возмещения ущерба лицам, потерпевшим от несчастных случаев на производстве;

- использование экономических методов управления охраной труда, что способствует созданию безопасных и безвредных условий труда;

- создание условий труда на рабочих местах в полном соответствии с требованиями.

Виды контроля состояния охраны труда:

1. Трёхступенчатый контроль состояния охраны труда;

2. Контроль административно технического персонала;

3. Проведение целевых проверок руководителей цехов;

4. Контроль отдела охраны труда;

5. Контроль осуществляющийся органами государственного надзора;

7.1.1 Рассмотрим условия труда на Гамма учтановке, его качественную и количественную оценку

Таблица 7.1 -- Показатели условий труда

Наименование показателей	Фактич. Значение	Нормативные требования	нормативный документ
Вид трудовой деятельности персонала, категория тяжести.работ	1	1	ГОСТ 12.1.005-81
Характеристики производственного помещения:	Главный щит управления
Высота, м	3,5м	3,3 м	СН-245-71
площадь на одного работающего, м2	9,5м2	4,5 м2	СН-245-71
объем на одного работающего, м3	17,3м3	15 м3	СН-245-71
категория по взрывопожароопасности	Д	Д	СНиП 2-90-81
Степень электроопаснсти	Помещение без повышенной опасности	Помещение без повышенной опасности	ПУиБЭЭУ
система вентиляции	Приточно-вытяжная	Приточно-вытяжная	СНиП 245-71
Система отопления	При помощи системы отопления вентиляции	-	СНиП 2-А7-71
наличие избытков явного тепла	Менее 20 ккал/м3ч	20 ккал/м3ч	СН 245-71
Параметры микроклимата, ?С	29,6?С	15-28?С	СН 4088-86 ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ.
Наименование показателей	Фактич. Значение	Нормативные требования	нормативный документ
Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3 -пары масла	6,0	5,0	ГОСТ12.1.005-88
Освещение			СНиП 2-4-79
пояс светового климата		3 пояс (для ЗАЭС)
наименьший размер объекта различения, мм	1?5 мм	-
значения КЕО, %	4%	4%
освещенность при общем искусственном освещении, лк	430лк	300лк
люминесцентными лампами	1,5·200= 300лк	200лк
лампами накаливания	1,3·100= 130лк	200лк

7.1.2 Выбор доминирующих опасных и вредных производственных факторов, методов и средств контроля

Исходя из анализа условий труда выделим те производственные факторы, которые превышают предельно-допустимые уровни, установленные нормативными документами и существенно влияют на здоровье и работоспособность человека в процессе труда:

1. Повышенная температура воздуха рабочей зоны;

2. Повышенный уровень шума;

3. Повышенный уровень вибрации;

4. Повышенная или пониженная влажность;

5. Недостаточная освещённость рабочей зоны.

Таблица 7.2 - Средства контроля опасных производственных факторов

Измеряемая величина	Предельно допустимая погрешность измерения	Средство измерения (и погрешность средства измерения)	Диапазон измерения
1.Температура воздуха t,?С	±2°С	ММТ-1 термопреобразователь сопротивления, термометр деаэратора (±2)	от -30 до+50°С
2. Уровень звукового давления, дБ	±1дБ	ВШК-1 с фильтрами ФЭ-3, уровень звукового давления в 1/3-октавных полосах частот, дБ (0,5дБ)	динамический 30?140 дБ; частотный диапазон 2 Гц?40 кГц

7.2 Анализ пожароопасности

Причинами возникновения пожара могут быть:

– сварочные работы;

– короткое замыкание в электрических цепях;

– разряды молний;

– статическое электричество.

Рассчитаем вероятность поражения молнией:

где - вероятность удара молнии в і-й элемент объекта.

,

где - число разрядов в трубе.

Исходя из расчета можно сделать вывод, что вероятность поражения молнией не велика. Для предотвращения попадания молнии нобходимо обеспечить здание молнеотводом.

7.2.1 Противопожарная безопасность

По молниезащите помещение относится к первой категории.

По противопожарной безопасности предусмотрены:

– пожарная сигнализация;

– спринтерная система;

– пожарные рукава;

– огнетушители ОП-5, ОУ-2;

– система оповещения.

Для предотвращения пожаров от ударов молнии применяется молниезащита с одиночным стержнем и молниеотводом. Так как по молниезащите здание относится к первой категории, необходимо предусмотреть молниеотвод с зоной защиты А.

Рисунок 7.1 - Зона защиты

Высота зоны защиты h_o над землёй

Радиус зоны защиты на уровне земли

Радиус зоны защиты на высоте над землёй

Расчет показал, что радиус зоны защиты одиночного стержневого молниеотвода обеспечивает защиту всему зданию.

7.3 Расчет искусственного освещения на ГЩУ

Ход выполнения расчета

1) По табл.7.1. мет. указаний в зависимости от наименьшего размера объекта различения определяем разряд зрительной работы: - III

Характеристика зрительной работы - Высокой точности

2) Вычислим норму освещенности Е_табл, лк, по табл. 1 в зависимости от разряда зрительной работы, контраста объекта с фоном, характеристики фона и системы освещения. Е _табл = 500 лк.

3) Определим тип ламп по табл. 9 для заданного светильника.

Тип лампы - ЛЛ

4) Определим норму, освещенности Е_н' в зависимости от типа ламп, т.к. в работе рассматриваются газоразрядные лампы, то Е_н' = Е_табл = 500 лк.

5) Определим освещенность, которую должно создавать общее освещение в зависимости от системы освещения, для системы общего освещения: Ен = Е'н = 500 лк.

Таблица 7.3 Исходные данные условий труда

Размеры помещения, м	Расчетня высота Н подвеса светиль-ника, м	Наименьший размер объекта различения мм	Контраст объекта различения с фоном	Характе-ристика фона	Система освещения	Светиль-ник	Концент-рация пыли в воздухе, мг/м3	Коэффициенты отражения ?n - ?с - ?р
Длина А	Длина В
24	10	5	0,5	Малый	Темный	Общая	ПВЛМ	0,1	0,5-0,3-0,1

6) По таблице 6 вычислим коэффициент запаса К_з в зависимости от концентрации пыли:

т.к. концентрация пыли = 0,1 , то К_з = 1,5

7) Принимаем коэффициент минимальной освещенности:

для ЛЛZ = 1,1

8) По таблице 9 определим тип КCС для заданного светильника - Д

9) Найдем по табл. 7 в зависимости от типа КСС и заданного сочетания коэффициентов отражения ?_n - ?_с - ?_р значения коэффициентов в и с

b = 1,5

с = 0,56

10) Определим значения ?_о и ?_д по табл. 4 в зависимости от типа КСС.

?_о = 1,4

?_д = 2,1

11) Определим площадь помещения:

S = A * B = 24 * 10 = 240 м²

12) Вычислим индекс помещения

1,4

13) Определим коэффициент использования ?

0,52044

14) Найдем эквивалентную площадь S_э

760,9 м²

15) Рассчитаем оптимальное расстояние между светильниками:

L₀ = ?₀H = 7 м

16) Определим оптимальное число светильников N₀

N₀ = S/L₀² = 5

17) Вычислим требуемый световой поток светильника O_с .

O_с 76089,75 лм

18) Выберем световой поток лампы O, лм, мощность лампы Р, Вт, и число ламп в светильнике n, по табл. 9 в зависимости от O_С, чтобы приближенно выполнялось условие

nO ? O_с.

O = 4650 лм

P = 65 Вт

n = 2

Определим длину светильника L _c в зависимости от типа и мощности лампы: L _с = 1,5 м

19) Вычислим освещенность Е₁ созданную одним светильником

n · O / S_Э = 12,22 лм

20) Определим предварительное число светильников:

N_n= E_H /E₁ = 41

21) Определим предварительное расстояние между светильниками, м:

= 2,4 м

22) Рассчитаем предварительное значение отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте подвеса светильников:

0,5

23) Вычислим число рядов светильников вдоль стороны А, округлив значение до ближайшего меньшего целого числа: N_A= A/L = 9

24) Найдем число рядов светильников вдоль стороны B, округлив значение до ближайшего большего целого числа N_B= N_n/N_A = 5

25) Рассчитаем число светильников: N= N_A N_B = 45

26) Определим минимальную освещенность Е = N E₁ = 550 лм

27) Найдем относительное отклонение минимальной освещенности от нормированной, %: 10,0%

28) Определим расстояние между светильниками вдоль стороны А

L_A= A/N_A = 2,7 м

29) Вычислим расстояние между светильниками вдоль стороны В

L_B= B/N_B = 2 м

30) Начертим схему расположения светильников

Рисунок 7.7 - Схема расположения светильников на ГЩУ

Выводы

В данной дипломной работе приведенные данные показали принципиальную возможность использования радиационного способа стерилизации медицинских изделий, а также и лекарстенных препоратов. Облучение большого количества различных по своей химической природе, физическому состоянию и назначению медицинских изделий и лекарственных препоратов позволило оценить возможности способа радиационной стерилизации.

Способ радиационной стерилизации обусловлен как механизмом действия излучения, так и природой самого вещества. Единственное для всех групп лекарственных препаратов условие, при котором повреждающее и инактивирующее действие ионизирующего излучения минимально - облучение препаратов в сухом порошкообразном виде. Для многих лечебных препаратов, особенно термолабильных, например для антибиотиков, радиационная стерилизация является единственным приемлемым способом стерилизации. Поскольку многие препараты высокорадиочувствительны и даже соблюдение основного условия - облучение в сухом виде - не предохраняет от разрушения и потери биологической активности, для этого необходимо искать пути уменьшения дозы облучения без снижения стерилизующего эффекта. Одним из путей может быть сочетание ионизирующего излучения с другими физическими и химическими факторами. Снижение эффективной стерилизующей дозы излучения имеет значение не только для стерилизации лекарственных препаратов, оно позволит значительно расширить возможности способа, увеличит сферу его использования и будет иметь экономический эффект, снизив стоимость радиационной стерилизации. Для медицинских изделий становиться проблема выбора точной стерилизующей дозы, а так же индевидуальность дозы для каждого вида в отделтности, это исключает возможность стерилизовать в одной партии несколько видов медицинской продукции.

Проведенные расчеты показали что: полная доза без поворотов при времени экспозиции равным 100 с. F_{p полное}(0) равна 30.357 кГр , а полная доза с поворотами при времени экспозиции равным 100 с. F_{p полное}(D) равна 33,574 кГр

Причём большее прирощение получилось в точках непосредственно возле облучателю.

Размещено на Allbest.ru