Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Международный государственный экологический университет им.А.Д.Сахарова
Факультет экологической медицины
Н.М.Новикова
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ «РАДИОБИОЛОГИЯ»
ТЕМА 2. ОЦЕНКА ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК ПО ПИЩЕВЫМ ЦЕПОЧКАМ
ТЕМА 3. ОЦЕНКА ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС
Минск, 2004
1. Оценка дозовых нагрузок по пищевым цепочкам.
Индивидуальная ожидаемая годовая эквивалентная доза Н [Зв] рассчитывается по формуле:
(1.1)
где:
AS [Бк/м2] – поверхностная активность почвы.
Big [Зв/Бк] – дозовый коэффициент внутреннего облучения;
Кfiind [м2] – коэффициент, связывающий выпадения с поступлением в организм человека.
При разложении сети миграции на отдельные цепочки различают воздушный и корневой пути поступления радионуклидов в растения. Также различается миграция по молочной, мясной и растительной цепочкам.
Существует три вида коэффициентов перехода Кfiind:
Пример Рассчитать годовую дозу на все тело взрослого человека от 137Сs с учетом миграции по растительной цепочке (картофель, корневой путь поступления), если поверхность почвы была загрязнена в результате непрерывных выпадений в течение года до уровня 1 Ки/км2.
Решение
AS = 1 (Ки/км2) ∙ 3,7∙1010 (Бк/Ки) / 106 (м2/км2) = 3,7∙104 Бк/м2.
Big для цезия-137 составляет 1,4∙10-8 Зв/Бк. Кfiind для миграции по растительной цепочке с корневым путем загрязнения для картофеля при непрерывных выпадениях равен 0,17 м2 (Приложение 1).
= 3,7∙104∙0,17∙1,4∙10-8 = 0,88∙10-4 Зв = 0,088 мЗв.
Ответ годовая доза составляет 0,088 мЗв.
2. Оценка дозовых нагрузок населения РБ после аварии на ЧАЭС
2.1. Каталог доз облучения жителей населенных пунктов Республики Беларусь
Годовая суммарная эффективная доза жителей населенного пункта определяется как сумма дозы внешнего гамма-излучения от выпавших на поверхность радионуклидов и дозу внутреннего облучения:
Е = Евнеш + Евнутр (2.1)
Доза внутреннего облучения рассматривается как ожидаемая доза, обусловленная поступлением 137Сs, 134Cs и 90Sr с продуктами питания местного производства и трансурановых радионуклидов с вдыхаемым воздухом.
Евнутр = ECs + ESr + EТУ (2.2)
Годовая эффективная доза внешнего облучения (мЗв/год) определяется следующим соотношением:
Евнеш = KF∙σCs (2.3)
где КF - коэффициент пересчета от плотности загрязнения цезием-137 территории населенного пункта к годовой эффективной дозе облучения населения, σCs – плотность загрязнения цезием-137 (кБк/м2).
Значения КF
|
Тип населенного пункта |
KF, (мЗв∙м2)/(год∙кБк) |
|
сельский |
1.2∙10-3 |
|
поселковый |
0.9∙10-3 |
|
городской |
0.7∙10-3 |
Величина годовой эффективной дозы (мЗв/год) облучения жителей населенного пункта от радиоактивного цезия определяется выражением:
ЕCs = KCs, мол∙СCs, мол + KCs, карт∙СCs, карт (2.4)
где KCs, мол, KCs, карт – коэффициенты пересчета от величины удельного содержания цезия-137 в молоке и картофеле к годовой эффективной дозе внутреннего облучения. СCs, мол, СCs, карт – среднее по населенному пункту удельное содержание цезия в молоке и картофеле (Бк/кг).
KCs, мол = 5,4∙10-3 (мЗв∙кг)/(год∙Бк);
KCs, карт = 4,5∙10-3 (мЗв∙кг)/(год∙Бк).
Величина годовой эффективной дозы (мЗв/год) облучения жителей населенного пункта от стронция-90 составляет:
ЕSr = KSr, мол∙СSr, мол + KSr, карт∙СSr, карт (2.5)
где KSr, мол, KSr, карт – коэффициенты пересчета от величины удельного содержания стронция-90 в молоке и картофеле к годовой эффективной дозе внутреннего облучения. СSr, мол, СSr, карт – среднее по населенному пункту удельное содержание стронция в молоке и картофеле (Бк/кг).
KSr, мол = 9,2∙10-3 (мЗв∙кг)/(год∙Бк);
KSr, карт = 14,7∙10-3 (мЗв∙кг)/(год∙Бк).
Величина годовой эффективной дозы (мЗв/год) облучения жителей населенного пункта от трансурановых радионуклидов составляет:
ЕТУ = КТУ ∙σPu (2.6)
где КТУ - коэффициент пересчета от плотности загрязнения плутонием-239,240 территории населенного пункта к годовой эффективной дозе облучения населения (составляет 2,2∙10-2 (мЗв∙м2)/(год∙кБк)) , σТУ – плотность загрязнения плутонием –239,240 (кБк/м2).
Пример Исходная информация для расчета годовой суммарной эффективной дозы условного населенного пункта сельского типа следующая:
Решение Величина годовой суммарной эффективной дозы определяется по формуле (2.1) при использовании системных единиц:
Е = 1,2∙10-3∙185+5,4∙10-3∙151,7+4,5∙10-3∙55,5+9,2∙10-3∙3,7+14,7∙10-3∙3,7+2,2∙10-2∙0,185 = 1,4 мЗв/год
Ответ 1,4 мЗв/год.
2.2. Оценка дозы внешнего облучения по данным индивидуальной дозиметрии
Годовая эффективная доза внешнего облучения на основе результатов индивидуальной дозиметрии для представителя к-й возрастной группы определяется следующим выражением:
, (2.7)
где
годовая эффективная доза внешнего облучения для представителя k-й возрастной группы, мЗв/год;
к – поправочный коэффициент, учитывающий зависимость от возраста величины эффективной дозы облучения человека, отн.ед.;
eвзр - дозовый коэффициент перехода от поглощенной дозы в воздухе к эффективной дозе в организме взрослого человека, равный 0.8 Зв/Гр для первого года после Чернобыльской аварии и 0.7 Зв/Гр для последующих лет после Чернобыльской аварии;
KS – коэффициент перехода от среднесуточной дозы к дозе за год с учетом сезонного изменения мощности экспозиционной дозы, 315 сут/год (соответствует 100 дням снегостояния);
Dk – среднесуточная поглощенная доза для представителя к-й возрастной группы за время ношения детектора, мГр/сут;
Kexp – поправочный коэффициент, учитываемый в том случае, если экспозиция индивидуальных дозиметров была проведена зимой в период снегостояния. Снижение дозы в условиях снежной зимы может достигать за счет дополнительной защищенности и перемены образа жизни двухкратной величины. Если зима оказывается совершенно бесснежной, то этот коэффициент определяется только поведенческими причинами и близок к 1.5. Если экспозиция индивидуальных дозиметров была проведена летом, то применяется = 1.
Таблица 1.
Значения поправки к для учета изменения эффективной дозы в зависимости от возраста, применяемые для оценки доз облучения после Чернобыльской аварии.
|
Время |
Возраст, лет |
|||||
|
действия |
0 – 1 |
1 – 2 |
2 - 7 |
7 - 12 |
12 – 17 |
17 |
|
первый год |
1.37 |
1.26 |
1.15 |
1.06 |
1.01 |
1 |
|
Последующие годы |
1.43 |
1.28 |
1.12 |
1.03 |
1.01 |
1 |
Пример Рассчитать среднюю годовую эффективную дозу внешнего облучения за счет Чернобыльских выпадений для представителей возрастной группы 7-12 лет в условном населенном пункте, в котором на 4 год после аварии были проведены измерения доз внешнего облучения с помощью индивидуальных дозиметров. Данные для расчетов:
Решение
к для группы 7-12 лет для 4 года после аварии составляет 1,03 (таблица 1).
Dk = 0,3 мГр / 45 сут = 0,0067 мГр/сут.
Kexp по данным задачи равен 1,5.
= 1,03∙0,7∙315∙0,0067∙1,5 = 2,28 мЗв.
Доза за счет аварийной составляющей равна разности между дозой, рассчитанной по результатам измерений и дозой за счет фоновой составляющей:
2,28 мЗв – 0,28 мЗв = 2 мЗв.
Ответ: средняя годовая эффективная доза внешнего облучения за счет Чернобыльских выпадений составляет 2 мЗв.
2.3 Оценка дозы внешнего облучения по данным измерений мощности экспозиционной дозы в воздухе
Формула расчета годовой эффективной дозы внешнего облучения на основе результатов измерения мощности экспозиционной дозы для представителя к-й возрастной группы определяется следующим выражением:
, (2.8)
где
годовая эффективная доза внешнего облучения для представителя k-й возрастной группы, мЗв/год;
к – поправочный коэффициент, учитывающий зависимость от возраста величины эффективной дозы облучения человека, отн.ед. (таблица 1);
eвзр - дозовый коэффициент перехода от экспозиционной дозы в воздухе к эффективной дозе в организме взрослого человека, равный 6.1·10-6 мЗв/мкР для первого года после Чернобыльской аварии и 7·10-6 мЗв/мкР для последующих лет после Чернобыльской аварии.
Kd - обобщенный коэффициент защищенности, учитывающий отличительные особенности зон обитания человека и сезонные изменения МЭД, отн. ед. (таблица 2);
Kh/y – количество часов в году, 8760;
P(t) - среднее значение МЭД референтной зоны в момент времени t, мкР/ч;
P0 - среднее значение МЭД в этой же референтной зоне до Чернобыльской аварии, мкР/ч.
Для расчета обобщенного коэффициента защищенности сделано предположение, что умеренный снежный покров или эквивалентный ему водяной покров сохраняется в Беларуси на протяжении четырех месяцев.
Таблица 2.
Обобщенные коэффициенты защищенности Kd для различных типов населенных пунктов.
|
Тип населенного пункта |
Kd |
|
Село |
0.41 |
|
ПГТ |
0.30 |
|
Город |
0.24 |
Пример Рассчитать среднюю годовую эффективную дозу внешнего облучения за счет Чернобыльских выпадений для представителей возрастной группы 12-17 лет в условном сельском населенном пункте, в котором на 9 год после аварии были проведены измерения мощности экспозиционной дозы в воздухе на высоте 1 м. Данные для расчетов:
Решение
к для группы 7-12 лет для 4 года после аварии составляет 1,01 (таблица 1). Обобщенный коэффициент защищенности для сельского населенного пункта равен 0,41 (таблица 2)
= 1,01∙7∙10-6∙0,41∙8760∙(37 – 9) dt = 0,71 мЗв
Ответ: средняя годовая эффективная доза внешнего облучения за счет Чернобыльских выпадений составляет 0,71 мЗв.
Задачи для самостоятельного решения
1. Рассчитать годовую дозу на красный костный мозг взрослого человека от 90Sr c учетом миграции по растительной цепочке (воздушный путь поступления, листовые овощи), если поверхность почвы была загрязнена в результате кратковременных выпадений перед сбором урожая до 0,1 Ки/км2.
2. Рассчитать годовую дозу на все тело взрослого человека от 137Сs с учетом миграции по молочной цепочке (воздушный путь поступления), если поверхность почвы загрязнена до уровня 5 Ки/км2 в результате непрерывных выпадений в течение года.
3. Рассчитать годовую суммарную эффективную дозу условного населенного пункта сельского типа по следующей исходной информации:
4. Рассчитать среднюю годовую эффективную дозу внешнего облучения за счет Чернобыльских выпадений для представителей возрастной группы старше 17 лет в условном населенном пункте, в котором на 1 год после аварии были проведены измерения доз внешнего облучения с помощью индивидуальных дозиметров. Данные для расчетов:
5. Рассчитать среднюю годовую эффективную дозу внешнего облучения за счет Чернобыльских выпадений для представителей возрастной группы 2-7 лет в условном городском населенном пункте, в котором на 5 год после аварии были проведены измерения мощности экспозиционной дозы в воздухе на высоте 1 м. Данные для расчетов:
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Кfi ind (м2) ДЛЯ НЕКОТОРЫХ РАДИОНУКЛИДОВ
1) непрерывные выпадения в течение года
Воздушный путь загрязнения
|
Р/нуклид |
Мясо |
Молоко |
Картофель |
Листовые овощи |
|
90Sr |
6,310-3 |
0,4 |
0,15 |
0,35 |
|
137cs |
1,2 |
15 |
0,15 |
0,35 |
|
131I |
0,28 |
Корневой путь загрязнения
|
Р/нуклид |
Мясо |
Молоко |
Картофель |
Листовые овощи |
|
90Sr |
2,310-4 |
0,015 |
0,34 |
0,055 |
|
137Сs |
0,023 |
0,028 |
0,17 |
0,028 |
|
131I |
4,610-6 |
2) Кратковременные выпадения в наиболее опасный период года
Воздушный путь загрязнения
|
Р/нуклид |
Мясо |
Молоко |
Картофель |
Листовые овощи |
|
90Sr |
0,36 |
2 |
0,88 |
7,1 |
|
137cs |
3,6 |
43 |
0,88 |
7,1 |
|
131I |
0,56 |
Корневой путь загрязнения
|
Р/нуклид |
Мясо |
Молоко |
Картофель |
Листовые овощи |
|
90Sr |
5,210-3 |
0,029 |
0,35 |
0,057 |
|
137Сs |
0,026 |
0,32 |
0,18 |
0,029 |
|
131I |
1,610-4 |