1.1.2. Определение годовой эффективной дозы от пищевых продуктов

Эффективная доза от пищевых продуктов по отдельным радионуклидам определяется по формуле:

Е(К)_ПП = ε(К)_ПП · А(К)_ПП , (5)

где Е(К)_ПП - эффективная доза от пищевых продуктов, загрязненных К-м радионуклидом;

ε(К)_ПП - дозовый коэффициент для К-го радионуклида, поступившего в организм

человека с пищевыми продуктами;

А(К)_ПП - суммарная годовая активность по К-му радионуклиду пищевых продуктов.

А(К)_пп = Σ А(К)_i .

Значение дозовых коэффициентов определяется по табл. 1 Приложения (табл.: Приложение П-2, НРБ-99).

ε(Sr)_пп = 8,0 · 10^-8 Зв/Бк;

ε(Сs)_пп = 1,3 · 10^-8 Зв/Бк;

ε(J)_пп = 1,8 · 10^-7 Зв/Бк.

Эффективная доза от поступления в организм Sr-90, Сs-137 и J-131 с пищевыми продуктами равна:

Е(Sr)_пп = 8,0 · 10^-8 · 32 220 = 2,576 мЗв;

Е(Сs)_пп = 1,3 · 10^-8 · 107 300 = 1,395 мЗв;

Е(J)_пп = 1,8 · 10^-7 · 2 109,3 = 0,38 мЗв.

Внутренняя годовая эффективная доза облучения населения от поступления в организм радионуклидов с пищевыми продуктами равна:

Е_пп = Σ Е(К)_{i пп} = 2,576 + 1,395 + 0,38 = 4,351 мЗв.

1.2. Определение годовой эффективной дозы внутреннего облучения населения от воздуха, загрязненного радионуклидами

Годовая активность радионуклидов (долгоживущих), поступивших в организм человека с воздухом, определяется по формуле:

А(К)_воздух = А(К)_{о воздух} ·V, (6)

где А(К)_воздух - годовая активность К-го радионуклида, поступившего в организм с воздухом, Бк;

А(К)_{о воздух} - объемная активность радионуклида в воздухе, Бк·м^-3;

V - объем воздуха, поступающего в легкие в течение года, м³.

Годовые активности радионуклидов (Sr-90 и Сs-137):

А(Sr)_воздух = 100 · 8 100 = 810 000 Бк;

А(Сs)_воздух = 200 · 8 100 = 1 620 000 Бк.

Годовая активность радионуклидов (короткоживущих), поступивших в организм человека с воздухом, определяется по формуле:

где А(К)_воздух, А(К)_{о воздух}, V - см. формулу (6), Т - период полураспада радионуклида, ч.

Годовая активность радионуклида (J):

Годовая эффективная доза от поступления в организм радионуклида с воздухом, определяется:

Е(К)_воздух = ε(К)_воздух · А(К)_воздух , (8)

где Е(К)_воздух - эффективная доза от К-го радионуклида, поступившего в организм с воздухом, мЗв;

ε(К)_воздух - дозовый коэффициент для К-го радионуклида, поступившего в организм с воздухом, Зв/Бк.

Значение дозовых коэффициентов определяются по табл.1 Приложения (табл. П-2 Приложения, НРБ-99).

ε(Sr)_воздух = 5 · 10^-8 Зв/Бк;

ε(Сs)_воздух = 4,6 · 10^-9 Зв/Бк;

ε(J)_воздух = 7,2 · 10^-8 Зв/Бк.

Эффективная доза от поступления в организм радионуклидов с воздухом:

Е(Sr)_воздух = 5 · 10^-8 · 810 000 = 40,5 мЗв;

Е(Сs)_воздух = 4,6 · 10^-8 · 1 610 000 = 7,406 мЗв;

Е(J)_воздух = 1,8 · 10^-7 · 25634,6 = 1,846 мЗв.

Внутренняя годовая эффективная доза облучения населения от поступления в организм радионуклидов с воздухом

Е_воздух = Σ Е(К)_{i воздух} = 40,5+ 7,406 + 1,846 = 49,752 мЗв.

Таким образом, эффективная доза внутреннего облучения населения равна:

Е_{внутр.эфф} = Е_пп + Е_воздух = 4,351 + 49,752 = 54,103 мЗв.

1.2. Определение внешней эффективной дозы облучения населения за календарный год

Определение внешней эффективной дозы облучения населения производится по формуле:

Е_{внеш.эфф} = 8800 ⋅ k⋅ [0,8 (Р_3Д — Р_о3Д ) + 0,2 (Р_ул — Р_оул)] · 10^-3, (9)

где Е_{внеш.эфф} - внешняя эффективная доза, полученная жителями населенного пункта за календарный год, мЗв;

8800 - количество часов в году,ч;

k = 0,7 при измерении мощности дозы в греях и k=1 – в зивертах;

Р_ЗД - Р_оЗД – среднегодовая мощность дозы гамма-излучения в зданиях и фоновая в зданиях (т.е. мощность дозы гамма-излучения в зданиях до аварии), мкЗв/ч;

Р_ул — Р_оул - среднегодовая мощность дозы гамма-излучения на открытой местности, на высоте 1 м над поверхностью земли в населенном пункте и фоновая мощность дозы до аварии на открытой местности, мкЗв/ч;

0,8 и 0,2 - 80% времени человек находится в зданиях и 20% времени на открытой местности.

Внешняя эффективная доза облучения населения:

Е_{внеш.эфф} = 8800 ⋅ 1⋅ [0,8 (7,1 — 0,25 ) + 0,2 (5,6 — 0,12)] · 10^-3 = 57,869 мЗв.

Эффективная доза облучения населения, проживающего в населенном пункте №1

Е_эфф = Е_{внутр.эфф} + Е_{внеш.эфф} = 54,103 + 57,869 = 111,972 ≈ 112 мЗв.

Аналогично определяется эффективная доза для всех населенных пунктов. Значения эффективной дозы облучения населения в населенных пунктах представлены в табл. 6.

Примечание: полученные значения годовой эффективной дозы округлить до целого числа.

Таблица 6

Эффективная доза населения

Номер населенного пункта и эффективная доза, мЗв
№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8	№9	№10	№11
112	90	60	30	10	60	30	10	15	5	2

2. Определение функциональной зависимости изменения эффективной дозы облучения населения

2.1. Определение зависимости дозы облучения населения, проживающего в населенных пунктах, расположенных по оси следа радиоактивного загрязнения

3. Определение размеров зон загрязненных территорий

3.1. Зонирование на восстановительной стадии радиационной аварии

На разных стадиях аварии вмешательство регулируется зонированием загрязненных территорий, основанным на величие годовой эффективной дозы, которая может быть получена жителями в отсутствии мер радиационной защиты.

Зонирование на ранней и промежуточной стадиях радиационной аварии в учебном пособии не рассматривается, так как по условиям задачи авария находится на восстановительной стадии.

На восстановительной стадии аварии устанавливаются следующие зоны радиоактивного загрязнения территорий:

• зона радиационного контроля - от 1мЗв до 5 мЗв; в этой зоне помимо мониторинга радиоактивности объектов окружающей среды, с/х продукции и доз внешнего и внутреннего облучения населения и его критических групп осуществляются меры по снижению доз на основе принципа оптимизации и другие необходимые активные меры защиты населения;

• зона ограниченного проживания населения - от 5мЗв до 20мЗв; в этой зоне осуществляются те же меры мониторинга и защиты населения, что и в зоне радиационного контроля и дополнительно; добровольный въезд людей на указанную территорию для постоянного проживания не ограничивается, им разъясняется риск ущербу здоровью, обусловленной воздействием радиации;

• зона отселения - от 20мЗв до 50мЗв; въезд на территорию постоянного проживания не разрешен, запрещается проживание лицам репродуктивного возраста и детей, осуществляются меры радиационной и медицинской защиты;

• зона отчуждения - более 50мЗв; в этой зоне постоянное проживание не допускается, а хозяйственная деятельность и природопользование регулируются специальными актами, осуществляется обязательный индивидуальный контроль работающим.

3.2. Определение границ зон радиоактивного загрязнения территории по оси следа

На карте (схеме) обозначают тонкой линией в направлении ветра ось следа и на нем отмечают границы зон.

Для определения границ зоны радиоактивного контроля (1-5мЗв), значения величины эффективной дозы 1 и 5 подставляют в формулу (12) и находят расстояние от места аварии (L).

1 = - 7248,9 L-2 + 1874,82 L-1,

преобразуем это выражение и получаем квадратное уравнение

L2 - 1874,82 L + 7248,9 = 0, (19)

решение уравнения (19) дает результат:

L1внеш = 1871км - внешняя граница зоны радиационного контроля проходит от места аварии

на расстоянии 1871км.

Аналогично определяем внутреннюю границу зоны радиационного контроля - L1внутр = 374км. (внутренняя граница зоны радиационного контроля одновременно является внешней границей зоны ограниченного проживания, т.е. L2внеш = 374км.

Таким образом, расстояние от места аварии границ зон радиоактивного загрязнения местности равно:

• зона радиационного контроля - L1внеш = 1871км, L1внутр = 374км;

• зона ограниченного проживания - L2внеш = 374км, L2внутр = 93,5км;

• зона отселения - L3внеш = 93.5км, L3внутр = 37,4км;

• зона отчуждения - L4внеш = 37,4км.

3.3. Определение границ зон радиоактивного загрязнения территории в стороне от оси следа

Функциональная зависимость изменения эффективной дозы облучения населения, проживающего в населенных пунктах, расположенных в стороне от оси следа радиоактивного загрязнения местности, определена в двух местах: на удалениях РОО по оси следа - 20км и 40км. Поэтому границы зон радиоактивного загрязнения территории определяются в этих местах.

1) В стороне от оси следа на удалении 20км от места аварии расположены населенные пункты №№ 6,7,8.

Функция изменения эффективной дозы для населенных пунктов №№6,7,8 (формула (16)):

Е = 75,62 е-0,0836F².

Для определения границ зон радиоактивного загрязнения в формулу (16) подставляем значения эффективной дозы на границах зон и получаем величину расстояния от оси следа, где проходит граница зоны.

Чтобы определить величину F из формулы (16), логарифмируем это выражение:

LnЕ = ln75,62 - 0,0836F2, отсюда

F = √ ln75,62 - lnЕ / √0,0836.

Зона радиационного контроля:

внешняя граница - F1внеш = √ ln75,62 - ln1 / √0,0836 = 7,2км;

внутренняя граница - F1внутр = 5,7км;

Зона ограниченного проживания:

внешняя граница - F2внеш = 5,7км;

внутренняя граница - F2внутр = 4,0км;

Зона отселения:

внешняя граница - F3внеш = 4,0км;

внутренняя граница - F3внутр = 2,2км;

Зона отчуждения:

внешняя граница - F4внеш = 2,2км.

2) В стороне от оси следа на удалении 40км от места аварии расположены населенные пункты №№9, 10, 11.

Функция изменения эффективной дозы для данных населенных пунктов (17):

Е = 42,34е-0,087456F².

Определение границ зон:

зона радиационного контроля - F_1внеш = 6,5км + F_1внутр = 4,9км;

зона ограниченного проживания - F_2внеш = 4,9км, F_2внутр = 2,9км;

зона отселения - F_3внеш = 2,9км, F_3внутр = нет решения. Это означает, что данная территория не входит в зону отселения.

Схема зон радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на радиационно-опасном объекте изображена на рис.4.

Зонирование загрязненных территорий

Рис. 4. Схема зон радиоактивного загрязнения территории в результате аварии на радиационно-опасном объекте, где 1 - зона радиоактивного контроля (1…5мЗв); 2 – зона ограниченного проживания (5…20мЗв); 3 - зона отселения (20…50мЗв); 4 - зона отчуждения (>50мЗв); №№1,2…11 - номера населенных пунктов, расположенных в зоне радиационной аварии.

4. Организация жизнедеятельности на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

4.1. Зона отчуждения

В зоне отчуждения разрешается осуществлять:

• Научно-исследовательские, опытные и необходимые для их обеспечения строительно-монтажные работы по обоснованию прогнозов отдаленных последствий экстремальных радиационных ситуаций, отработке методов и технологий дезактивации, реабилитации территорий, а также дезактивацию и рекультивацию объектов природной среды с целью постепенного возврата этих объектов в хозяйственный оборот;

• Работы, связанные с захоронением радиоактивно загрязненных материалов и конструкций строений;

• Мероприятия по обеспечению государственной безопасности, охраны общественного порядка и пожарной охраны, физической защиты радиационно-опасных объектов, санитарно-эпидемиологического надзора, скорой медицинской помощи.

Другие виды деятельности запрещаются.

Запрещается постоянное проживание населения в зоне отчуждения. Нахождение людей в зоне контролируется по времени и полученным дозовым нагрузкам.

Условия труда и радиационной безопасности регулируются соответствующими нормами и правилами, установленными Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора с учетом рекомендаций Российской научной комиссии по радиационной защите.

Территория зоны обозначается специальными запрещающими знаками. На территории зоны отчуждения вводится специальный режим природопользования.

Запрещаются:

Все виды лесопользования, заготовка сена, дикорастущих плодов, ягод, грибов, лекарственного и технологического сырья, охота, рыбная ловля;

• Прогон и выпас домашних животных;

• Добыча и переработка всех видов полезных ископаемых;

• Проведение любых видов работ, связанных с нарушением почвенного покрова, без специального.