4.1.5. Ожидаемая эффективная (эквивалентная) доза.
При выбросе радионуклида в окружающую среду и его попадании внутрь организма радиационное воздействие продолжается длительное время, определяемое периодом полураспада радионуклида и биологическими процессами выведения радионуклида из организма. Для оценки радиационных последствий, связанных с однократным поступлением отдельного радионуклида в организм человека, используется понятие ожидаемой дозы.
Рис.4.3. Система дозовых величин, используемых в радиационной защите.
Ожидаемая эффективная доза E( ) за время τ определяется в виде:
E(τ)=
(4.8)
где
- мощность
эффективной дозы в момент времени t,
зависящая от радионуклида, его формы,
способа поступления в организм,
биокинетики в организме, t0 —
момент поступления радионуклида в
организм. Когда время
не определено, оно принимается равным
50 годам для персонала и 70 годам
для населения.
Ожидаемая эквивалентная доза для органа или ткани определяется такой же формулой, но под знаком интеграла ставится мощность эквивалентной дозы.
4.1.6. Доза эффективная (эквивалентная) годовая
При нормировании дозовых пределов НРБ-99/2009 устанавливает предельно-допустимые годовые дозы облучения. Поэтому в случае воздействия на организм человека или его отдельный орган внешнего и внутреннего облучения вводится годовая эффективная (эквивалентная) доза в виде суммы эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов, за этот же год. Единица годовой эффективной дозы - зиверт /год.
4.1.7. Коллективная эффективная доза
Для оценки ожидаемых стохастических эффектов радиационного воздействия какого-либо источника излучения на человеческую популяцию (население) или определенную группу людей (например, персонал радиационного объекта, или население отдельного региона или страны) вводится понятие коллективной эффективной дозы. При таком подходе радиационные последствия усредняются по выбранной группе лиц при существенной разнице индивидуальных дозовых нагрузок.
Коллективная эффективная доза S - сумма средних эффективных доз в облученных группах индивидуумов, умноженных на число лиц в каждой группе:
(4.9)
где Ni — число лиц в популяционной подгруппе i, получивших среднюю эффективную дозу Ei, N(E)- число лиц, получивших эффективную дозу в диапазоне от Е до E+dE. Популяция и период времени, в который определяется доза, должны быть определены, так как при больших временах меняются условия окружающей среды, т. е. меняется средняя эффективная доза, одновременно происходят изменения и в популяции, т. е. меняется величина Ni.
Единицей измерения коллективной эффективной дозы является человеко-зиверт (чел-Зв) или человеко-бэр (чел-бэр).
Делением коллективной дозы на размер популяции N можно определить среднее значение индивидуальной эффективной дозы. Следует отметить, что это не доза, получаемая реальным индивидуумом, а усредненный показатель воздействия источника излучения на популяцию.
При расчетах коллективных доз учитывается разница в метаболизме радионуклидов в организме для разных возрастных групп населения. В связи с этим выделяются различные возрастные группы популяции с соответствующими вкладами в популяцию. Так, например, в НРБ-99/2009 определены следующие возрастные группы: 1-<1 года; 2 - 1-2 года; 3 - 2-7 лет; 4 - 7-12 лет; 5 -12-17 лет; 6 - >17 лет.
В соответствии с этим распределением для каждой возрастной группы используются и разные значения поступлений радионуклидов в организм человека и разные коэффициенты перехода от поступившей в организм активности радионуклида к формируемой им эффективной дозе излучений.
При установлении предельно допустимых характеристик содержания радионуклидов в элементах окружающей среды (воздух, вода, пища) и их поступления внутрь организма, учитывая возрастные параметры разных групп населения, принимается критическая группа населения – это группа лиц из населения (не менее 10 чел.), однородная по одному или нескольким признакам - полу, возрасту, социальным или профессиональным условиям, месту проживания, рациону питания, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию по данному пути облучения от данного источника излучения. Нормирование по этой группе населения обеспечивает радиационную безопасность для всей популяции.
Чтобы оценить пространственное влияние излучения источника, в качестве территориальных групп населения при определении коллективной дозы выбирают население, проживающее на территории в пределах расстояния x от данного источника. Интегрирование величин доз, получаемых жителями, с учетом плотности проживающего населения по площади, ограниченной радиусом 10-50 км от источника выброса, дает значение локальной коллективной дозы, интегрирование по площади, ограниченной радиусом 1000…2000 км дает региональную коллективную дозу, а при x = — глобальную коллективную дозу.
Использование концепции ожидаемой коллективной дозы для оценки облучения населения позволяет определить эту величину, нормированную на единицу действующего фактора источника (например, на 1 Бк выброса во внешнюю среду, на 1 ГВт в год вырабатываемой АЭС электроэнергии и т. д.) — т. е. нормированную ожидаемую коллективную дозу. Она позволяет оценить степень облучения населения в перспективе при дальнейшем увеличении мощности выбросов или мощности энергетики с использованием АЭС. Аналогичные нормированные величины можно ввести и для других дозовых характеристик.