Результат интеллектуальной деятельности: Автоматическая линия приготовления рабочих растворов радона

Предлагаемое изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в учреждениях практического здравоохранения: поликлиниках, больницах, санаториях, имеющих ординарную или кустовую радоновую лабораторию.

Актуальность изобретения обусловлена значительной лучевой нагрузкой персонала радоновых лабораторий при приготовлении концентрированного и рабочих растворов радона из препаратов радия. Ионизирующие излучения, которые исходят от генератора радона с радием, бутыли с концентратом радона и множества флаконов с рабочими растворами радона обладают высокой мощностью. Все операции в радоновой лаборатории выполняются вручную, поэтому риск получения значительных эффективных поглощенных доз облучения персоналом радоновых лабораторий остается высоким.

Радонотерапией человечество эмпирически пользуется уже в течение тысячелетий. На Земле открыто порядка 300 радоновых месторождений, на которых построены радоновые курорты. В начале XX века был открыт способ получения радона из радия, во второй половине XX века построены радоновые лаборатории, изготовлены генераторы радона и начато использование радонотерапии во вне курортных условиях.

Основным способом приготовления растворов радона в радоновых лабораториях остается ручной. Он состоит из двух этапов [1]. На первом этапе готовят концентрат радона. К генератору радона присоединяют бутыль емкостью 5,5 литров и, после проверки герметичности соединений, осуществляют продувку генератора радона воздухом (объемом, примерно, 0,5 литра). Переведенный таким образом из генератора в бутыль радон растворяют в воде, встряхивая бутыль на шюттель-аппарате. Затем концентрат радона разливают по порционным флаконам. Для этого бутыль с концентрированным раствором радона соединяют с бюреткой и дозируют концентрат в порционные флаконы согласно схеме розлива. После этого доливают во флакон воду и укупоривают его. Рабочее время медицинской сестры в радоновой лаборатории распределяется так: приготовление концентрата радона занимает 10-20 минут 1 раз в неделю, приготовление рабочих растворов радона - 2-4 часа ежедневно, в зависимости от потребностей отделения радонотерапии. Таким образом, 98% лучевой нагрузки медицинская сестра получает именно во время приготовления рабочих растворов радона.

Для приготовления рабочих растворов радона был предложен полуавтоматический дозатор, который состоит из медицинского шприца и трехходового крана [1,2]. Положение крана определяет поток концентрата радона. В первом положении крана раствор самотеком поступает из бутыли с концентратом радона в шприц и поднимает поршень до заданного уровня, который регулируется гайкой. Во втором положении раствор из шприца поступает в порционный флакон, в который предварительно налита вода. Затем вода доливается доверху и флакон укупоривается. Все операции медицинская сестра выполняет вручную. Время приготовления рабочих растворов сокращается незначительно, полуавтоматический дозатор лишь уменьшает количество операций выполняемых мед.сестрой.

В какой-то степени прототипом изобретения можно считать установку для розлива радона (УРР) [2]. Впервые УРР были использованы в СССР в 1984 году. Установка для разлива радона состоит из барботера с ратвором соли радия, контрольно-предохранительного барботера-расходомера с дистиллированной водой, бака-смесителя из нержавеющей стали, водомерной трубкой, центробежным водяным насосом, переливной системы. После заполнения бака-смесителя водой, осуществляют продувку воздуха через барботер с радием. Затем с помощью насоса растворяют радон в воде бака-смесителя. После этого подают раствор на дозатор и порционируют радон по порционным склянкам. Применение УРР упрощает приготовление концентрата радона, приготовление же рабочих растворов радона также осуществляется медицинской сестрой вручную.

Недостатками изобретения являются необходимость участия в приготовлении рабочих растворов медицинской сестры, высокие уровни гамма-излучения от бака-смесителя УРР, которые нарастают со временем эксплуатации УРР, и, соответственно, высокая эффективная доза облучения, получаемая персоналом. Широкого распространения в практике медицинских учреждений УРР не получили, в СССР и РФ изготовлено их несколько единиц.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является полностью автоматизированное приготовление рабочих растворов радона, исключающее воздействие ионизирующих излучений на персонал радоновой лаборатории.

Указанный технический результат достигается тем, что Автоматизированная линия приготовления рабочих растворов радона состоит из бака-концентратора, бака рабочего раствора, двух автоматических дозаторов, ленточного транспортера, укупоровочного автомата, этикетировочного автомата и упаковочного автомата, отличающаяся тем, что бак-концентратор и бак рабочего раствора оборудованы циркулярными насосами и электромагнитными клапанами, дозаторы, укупоровщик, этикетировщик и упаковщик снабжены оптическими датчиками, которые запускают и останавливают движение порционных флаконов по ленте транспортера.

Описание устройства Автоматизированной линии приготовления рабочих растворов радона (АЛПРРР)

Устройство АЛПРРР изображено на рис.1. Бак-концентратор (I), дозатор концентрата радона (II), бак рабочего раствора (III) и дозатор рабочего раствора (IV) соединяются последовательно в единую систему, как показано на рисунке. Бак-концентратор представляет собой металлический цилиндр, емкостью 3,5 литра, оборудованный циркулярным насосом (5); радоновый (6) и водно-воздушный (7) патрубки бака и сливная трубка (8) оснащены электромагнитными клапанами (9,10,11). Бак рабочего раствора радона (III) - металлический цилиндр, емкостью 7,5 литра, также оборудован циркулярным насосом (12). Радоновый (13) и водно-воздушный (14) патрубки бака рабочего раствора радона и сливная трубка (15) также оснащены электромагнитными клапанами (16,17,18).

Вдоль ленточного транспортера (VIII) на расстоянии 0,5 метра друг от друга располагаются дозатор рабочего раствора (IV), укупоровщик-автомат (V), этикетировщик-автомат (VI), упаковщик-автомат (VII). Укупоровщик, этикетировщик и упаковщик снабжены оптическими датчиками.

На ленточном транспортере выделены 2 зоны: распределительная площадка (19) и накопительная площадка (20).

Движение и остановка транспортера запускаются электрическими сигналами, поступающих от оптических датчиков, реагирующих на положение порционных флаконов.

Описание работы Автоматизированной линии приготовления рабочих растворов радона (АЛПРРР)

Подготовка к работе

Накануне приготовления рабочих растворов медицинская сестра готовит концентрат радона традиционным способом (посредством продувки генератора и растворении полученного радона в воде бака-концентратора).

Затем она последовательно соединяет в единую систему бак-концентратор (I), дозатор концентрата радона (II), бак рабочего раствора (III) и дозатор рабочего раствора (IV).

После этого расставляет на распределительной площадке ленточного транспортера 75 порционных флаконов емкостью 100 мл. Устройство готово к работе.

Приготовление рабочего раствора радона

Медицинская сестра, находится в пункте управления, на расстоянии 5 метров от источников ионизирующих излучений.

Включает дозатор концентрата радона (II) и заливает в бак рабочего раствора (III) необходимое количество концентрата (согласно таблице расчетов, учитывающей период естественного полураспада радона). Затем, переведя электромагнитный клапан (17) водно-воздушного патрубка (14) в положение «вода», доливает воды в бак рабочего раствора (III), заполняя его полностью. Включив циркулярный насос (12) на 15 минут делает раствор в баке гомогенным.

Порционирование рабочего раствора радона по флаконам

Находясь в пункте управления, медицинская сестра открывает электромагнитный клапан (18) сливной трубки (15) бака рабочего раствора (III) и включает ленточный транспортер (VIII). В дальнейшем устройство работает автоматически. Первая остановка ленточного транспортера происходит, когда первый порционный флакон достигает дозатора рабочего раствора (IV). Электрический сигнал от оптического датчика останавливает транспортер и включает дозатор. Дозатор настроен на одномоментный слив 100 мл жидкости - емкость порционного флакона. После того, как 100 мл рабочего раствора радона заполнили первый порционный флакон, транспортер включается вновь и флакон достигает укупоровочного аппарата (V). Сигнал от оптического датчика укупоровщика останавливает транспортер и включает укупоровщик. После укупорки флакона транспортер включается, и флакон достигает этикетировочного автомата (VI). От сигнала оптического датчика этикетировщика останавливается транспортер и происходит наклеивание этикетки. После возобновления движения ленточного транспортера флакон достигает накопительной площадки транспортера (20). Таким образом происходит фасовка, укупорка и наклеивание этикетки и на остальные флаконы. Когда 25-й порционный флакон достигает накопительной площадки транспортера, от электрического сигнала оптического датчика включается упаковочный автомат (VII) и происходит упаковка партии флаконов термоусадочной пленкой.

Емкость бака рабочего раствора радона составляет 7,5 литров, что позволяет приготовить 75 флаконов (3 упаковки по 25 флаконов). В случае, если необходимо приготовить большее число - цикл повторяется.

Автоматизированная линия приготовления рабочих растворов радона оборудована в санатории «Радон» и эксплуатируется в работе кустовой радоновой лаборатории ООО «Новые технологии» (г. Ульяновск). По результатам проведения индивидуального дозиметрического контроля эффективная поглощенная доза персонала группы «А» радоновой лаборатории не превышает 5 мЗв за 3 месяца, что соответствует СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/2009) [3].

Внедрение автоматизированной линии в радоновые лаборатории РФ - снизит лучевую нагрузку персонала и повысит радиационную безопасность радоновых лабораторий.

Литература:

1. Панов С.В. «Практическая радонотерапия» -Ульяновск: УлГУ, 2014. 172 с.

2. Гусаров И.И. «Радонотерапия». - М.: Медицина, 2000. 200 с.

3. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)».

4. СП 2.6.1.3247-15 «Гигиенические требования к размещению, устройству, оборудованию и эксплуатации радоновых лабораторий, отделений радонотерапии».

5. СП 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010)».