Руководство по радиационной защите при авариях ядерных реакторов - Прогноз доз облучения

Приложение 3
ПРОГНОЗ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Методика предназначена для прогноза доз облучения, полученных: в течение острой фазы аварии, за длительный период времени и доз от потребления продуктов, содержащих радионуклиды, рассчитанных на основании результатов анализа проб.
Своевременная оценка доз облучения на основании анализа проб воздуха, выпадений и пищевых продуктов с целью решения вопроса о необходимости защитных мероприятий представляет собой трудную задачу. Именно поэтому в течение аварийной ситуации используются значения ДУВ. Однако, при получении результатов анализа содержания радионуклидов в пробах воздуха, выпадений и пищевых продуктов, необходимо провести корректную оценку возможных дозовых нагрузок и перерасчет ДУВ.
В настоящем Приложении представлены методы оценки доз облучения для случаев известной концентрации радионуклидов в различных типах проб. В первой части описаны два альтернативных пути оценки ингаляционных доз облучения. Первый путь основан на значении отношения ингаляционной дозы к мощности внешней дозы и позволяет провести немедленную оценку доз. Второй путь основан на результатах проведения полного анализа концентрации радионуклидов в воздухе.
Во второй части описаны три альтернативных пути расчета доз от выпадений, включая ингаляцию и повторное поднятие радионуклидов в атмосферу. Первый путь основан на использовании значения содержания радионуклидов в почве; второй - на значении МЭД; третий - на значении ДУВ.
В последней части описан метод расчета дозы от потребления загрязненных пищевых продуктов на основании результатов оценки содержания радионуклидов в пищевых продуктах, молоке или воде.

ДОЗЫ ОСТРОЙ ФАЗЫ АВАРИИ (общая эффективная доза, Е )
Вводные данные для расчета
МЭД от облака из Карты Г4
Отношения мощностей доз от Специалиста по анализу проб (Инструкция Е1)
Содержание радионуклидов в воздухе из Карты Е4
Результат
Доза облучения щитовидной железы от ингаляции
Общая эффективная доза от ингаляции
Пункт 1
Рассчитать вклад в эквивалентную дозу содержащихся в воздухе и в выпадениях радионуклидов (Hа + Нg) на основе измерения МЭД на расстоянии 1 м от поверхности земли).

где:
На = Эффективная доза от радионуклидов в воздухе (в облаке) [мЗв]
Нg = Эффективная доза от радионуклидов в выпадениях [мЗв]
H = Среднее значение МЭД от облака или выпадений [мЗв/ч]
Те = Продолжительность облучения (принята ожидаемая продолжительность постоянного направления ветра 4 ч)
Пункт 2
Рассчитать ингаляционную дозу от облака (Еmb):

Пункт 2а: Расчет ингаляционной дозы на основании соотношения мощностей доз для аварий на реакторах типа LWR.
Рассчитать дозу на щитовидную железу и ожидаемую эффективную ингаляционную дозу от содержащихся в воздухе радионуклидов, используя значение отношения мощности дозы в щитовидной железе к средней МЭД в облаке (R,) и значение отношения мощности общей эффективной ингаляционной дозы к средней МЭД в облаке (R1).

где:
R1 = Отношение мощности общей эффективной дозы к МЭД (для расчета использовать Инструкцию ЕГ)
R2 = Отношение мощности дозы в щитовидной железе к МЭД (для расчета использовать Инструкцию ЕГ)
Hthy = Доза в щитовидной железе от ингаляции [мЗв]
Еinh = Эффективная доза от ингаляции [мЗв]
H = Среднее значение МЭД от облака [мЗв/ч]
Те = Продолжительность облучения (принята ожидаемая продолжительность постоянного направления ветра 4 ч)
Пункт 2б: Расчет ингаляционной дозы на основании концентрации радионуклидов в воздухе.
[Расчет производится с использованием модели InterRAS].
Рассчитать дозу облучения на щитовидную железу, и эффективную ингаляционную дозу от вдыхания загрязненного радионуклидами воздуха. Значения коэффициента перехода представлены в мЗв, полученных за 1 час при вдыхании воздуха с концентрацией активности радионуклидов 1 кБк/м3. В расчетах использовано значение объема дыхания взрослого человека при легкой физической активности (1.2 м3/час, как рекомендовано МКРЗ, 1975).

где:
CF2 i = Коэффициент перехода к мощности ингаляционной дозы в щитовидной железе от концентрации радионуклида i в воздухе (из Таблицы Е1) [(мЗв/час)/(кБк/м3)]
CF2 i = Коэффициент перехода к мощности эффективной ингаляционной дозы от
концентрации радионуклида i в воздухе (из Таблицы Е1) [(м Зв/ч а с )/(к Б к/м )]
Hth = Доза на щитовидную железу от ингаляции [мЗв]
Ет = Эффективная доза облучения от ингаляции [мЗв]
Те = Продолжительность облучения, если неизвестно, принять 4 часа [ч]
Саi = Концентрация радионуклида i в облаке [кБк/м3]
Пункт 3
Рассчитать общую эффективную дозу, как указано ниже:

(На + Hg) =Эффективная доза внешнего облучения радионуклидами,
содержащимися в воздухе и выпадениях [мЗв]
Εmh=Ожидаемая эффективная доза от ингаляции [мЗв]
Ет=Общая эффективная эквивалентная доза [мЗв]

Раздел Б
ДОЗА, ФОРМИРУЕМАЯ В ПОЗДНИЙ ПЕРИОД АВАРИИ (доза вследствие долговременного облучения от выпадений)
Обсуждение:
В этом расчете принято, что ингаляционная доза от ресуспензии не вносит существенный вклад в дозу длительного облучения от нуклидов, выпавших на местности.
Это должно быть подтверждено.
Вводные данные для расчетов
Содержание радионуклидов в выпадениях из Карты Г7
МЭД от выпадений
Результат
Общая эффективная доза в поздний период аварии
Пункт 1
Рассчитать дозу длительного облучения, используя:

Пункт 1а - На основании уровней выпадения радионуклида
Рассчитать дозу, используя нижеследующую формулу. Расчет также может быть произведен с помощью модели InterRAS.

где:
ΕтLP=Общая эффективная доза, формирующаяся в поздний период аварии
[мЗв]
Cg.i =Плотность загрязнения почвы радионуклидом / из Карты Г7 [кБк/м2]
CF4i              =      Коэффициент перехода к дозе облучения от плотности загрязнения
почвы для анализируемого периода из Таблицы Е5 [(мЗв)/(кБк/м2)]
Пункт 16 - На основании мощности доз излучения
Расчет также может быть произведен с помощью модели InterRAS. Рассчитать коэффициент перехода от МЭД к дозе в условиях позднего периода аварии.

где:

ΕTLP            =       Общая эффективная доза в поздний период аварии [мЗв]
CFlp = Отношение МЭД к эффективной дозе в поздний период аварии [1/ч].
Можно рассчитать с помощью InterRAS (FM - Dose) для первого месяца
Cgi                                =       Плотность загрязнения почвы радионуклидом i [кБк/м2]
CF4i =Коэффициент перехода к дозе облучения от плотности загрязнения почвы
для анализируемого периода из Таблицы Е5 [(мЗв)/(кБк/м2)]
CF3i =Коэффициент перехода к МЭД от плотности загрязнения почвы из
Таблицы Е5 (мЗв/ч)/(кБк/м2)]
H=МЭД от выпадений [мЗв/ч]

Пункт 1в - На основании ДУВ и мощности дозы

Общую эффективную дозу в течение позднего периода аварии можно рассчитать по нижеследующей формуле:

где:
ET = Общая эффективная доза в течение позднего периода аварии (за 1-ый месяц, 2-ой месяц, 50 лет) [мЗв]
ДУВ4 = Действующий уровень вмешательства, свидетельствующий о том, что ОУВ для переселения может быть превышен (из Таблицы БЗ) [мЗв/ч]
Я = мэд от выпадений (из Карты Г7) [мЗв/ч]
3
ОУВг = ОУВ для переселения, рекомендованные МАГАТЭ или национальной организацией. ОУВ МАГАТЭ представлены в Таблице ЕЗ [мЗв]
Пункт 2
Скорректировать с учетом частичного пребывания в защите:

где:
ΕTLP = Общая эффективная доза [мЗв] на поздней фазе без защиты в течение 1-го месяца, следующего месяца и продолжительности жизни из Пункта 1
ЕLP = Общая эффективная доза [мЗв] на поздней фазе в предположении
частичного пребывания в защите в течение 1-го месяца, следующего месяца и продолжительности жизни
SF = Коэффициент защищенности согласно измерениям во время пребывания в защищенном месте или из Таблицы Е4
OF = Коэффициент пребывания в защите или доля времени, когда применим коэффициент защищенности SF (т.е., доля времени, проводимого в помещении; предполагается, что в остальное время защита отсутствует); принято по умолчанию = 0.6
Раздел В
ДОЗА ОТ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ С ПИЩЕЙ
Вводные данные
Содержание радионуклидов в пищевых продуктах из Карты Г8 Итог
Эффективная доза от поступления с пищей Пункт 1
Рассчитать дозу от поступления радионуклидов с пищевыми продуктами с помощью нижеследующей формулы:
где:
EIng                =        Эффективная доза от поступления с пищей [мЗв]
Сi                  =        Концентрация радионуклида i в продукте [кБк/кг]
Ufi                 =        Количество продукта /’ потребляемого рассматриваемым населением в
день; [кг/день или л/день]. Максимальное поступление грязи в организм взрослого около 100 мг/сут при среднем 25 мг/сут; то же у детей - 500 мг/сут и 100 мг/сут, соответственно.
CF i                =        Коэффициент перехода к дозе от поступления из нижеследующей
Таблицы [мЗв/кБк]
Dlj                 =        Период потребления продукта в днях. В случае, если Т1/2 превышает 21
день, использовать 30 дней. Если Т1/2 менее 21 дня, использовать значение среднего периода жизни изотопа (Тт).

где: Т1/2 - период радиоактивного полураспада
RF =Коэффициент уменьшения (коэффициент переработки), равный доле
радионуклида, оставшейся после его естественного распада или обработки продукта перед его потреблением - см. Таблицу Е8; для расчетов смотри Инструкцию Е4.
ТАБЛИЦА III А                 Коэффициент перехода к дозе от поступления радионуклидов с
пищей (e(g))

Источник: IAEA 96, Табл.П-IV