Физика. Физика плазмы и плазменная техника

К.т.н. Злобин В. Н., к.т.н. Кущ Л. Р., к.т.н. Першина М. А., Кущ А. Н.

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Экологические аспекты корпускулярного легирования

В трудах[1…5] рассмотрены принципы работы и области применения корпускулярно-лучевых установок. Особенностью таких установок, работающих при напряжениях свыше 10…15 кВ, является появление тормозного рентгеновского излучения внутри вакуумной рабочей камеры.

Наличие неправильно сконструированных резиновых уплотнений приводит к просвечиванию излучений наружу и возможному воздействию этого излучения на обслуживающий персонал.

Выходящее из вакуумной рабочей камеры установки рентгеновское излучение было исследовано дозиметром бытовым «Белла» в рабочих зонах при различных условиях (рис. 1).

Рис. 1. Упрощенный вид установки ионной имплантации: 1 – установка ионной имплантации; 2 – блок управления; А, В,С – зоны измерений радиационных излучений

По результатам измерений рентгеновское излучение, в основном, выходит через уплотнительную резину вакуумной рабочей камеры в виде узкого конуса с углом примерно 5⁰…10⁰ (зоны А, В рис. 1). Измерения излучений через щель резинового уплотнения вплотную к рабочей камере показали:

· при напряжении 36 кВ и токе потока ионов 59 мА – 3339 мкР/час (зона А);

· при напряжении 40 кВ и токе потока ионов 60 мА – 4075 мкР/час (зона А).

По правилам техники безопасности по радиационным испытаниям лица, работающие на установках, в которых рентгеновское излучение является побочным, относятся ко второй категории. Норма излучения для них составляет 280 мкР/час [6].

С целью снижения величины излучения до допустимых пределов при конструировании ионно-лучевых установок следует предусмотреть в конструкциях уплотнений свинцовые поглотители, устанавливаемые на наружной стороне резиновых уплотнений, что снижает величину излучения до 6…8 мкР/час при измерении вплотную к вакуумной камере (рис. 2 а).

Вторым вариантом конструкции вакуумного уплотнения может стать специальный их вид, так называемый «шип-паз» (рис. 2 б). При этом радиационный фон составил 10 мкР/час.

Рис. 2. Способы снижения радиации: 1 – свинцовый поглотитель; 2 – резиновый уплотнитель.

Таким образом, при конструировании и работах на установках корпускулярного легирования необходимо обеспечивать уровень их радиационной безопасности и применять вышерассмотренные мероприятия.

Литература

1. Использование корпускулярного легирования для совершенствования горелочных устройств при сжигании газообразных топлив. Кущ Л. Р., Злобин В. Н. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. - Волгоград : Изд-во ВолгГАСУ, 2008. – Вып. 9 (28). - С. 116-118.

2. Применение корпускулярного легирования в теплогенерирующих установках. Кущ Л. Р., Злобин В. Н., Фокин В. М. Инновации в науке и образовании : тр. VI юбилейной междунар. науч. конф., посвящ. 50-летию пребывания КГТУ на Калининградской земле, 21-23 октября. - Калининград : Изд-во КГТУ, 2008. - Ч. I. – С. 209-211. - Библиогр.: с. 211 (4 назв.)

3. Кущ Л. Р. Оптимизация работы систем теплоснабжения с котельными установками малой мощности с целью снижения образования оксидов азота : автореф. дис. ... на соиск. учен. степ. Волгоград, 2010. - 19 с.

4. Современный метод модификации поверхностных свойств изделий. Зёма А. В., Злобин В. Н., Кущ Л. Р., Лукин В. В. Инновационные материалы и технологии в машиностроительном производстве : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (11-12 марта 2011 г.). - Орск : Изд-во ОГТИ, 2011. - С. 73-74. - Библиогр.: с. 74 (4 назв.)

5. Злобин В. Н., Кущ Л. Р., Кляхина Н. А., Фокин В. М.Установка для нанесения покрытий : пат. № 98003 RU : МПК C23C 14/46 (патент). № 2010113619/02(019203) ; заявл. 07.04.2010 ; опубл. 27.09.2010, Бюл. № 27

6. Санитарные правила работы с источниками неиспользуемого рентгеновского излучения № 1960-79