Международный государственный экологический университет им.А.Д.Сахарова

Факультет экологической медицины

Н.М.Новикова

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ «РАДИОБИОЛОГИЯ»

Тема 1. Оценка доз внешнего облучения

Минск, 2004

1. Расчет доз внешнего облучения от радиоактивного облака

Мощность эквивалентной дозы, создаваемой облаком радиоактивных газов на открытой поверхности Земли зависти в значительной степени от формы радиоактивного облака. Для непрерывных выбросов и расстояний от источника  1,5 км форму источника обычно представляют в виде полубесконечного пространства с равномерно распределенной объемной активностью. Такая идеализация допустима для непрерывных выбросов. В этом случае мощность дозы определяется по формуле:

_a,  А_V [Зв/с] (1.1)

где:

А_V [Бк/м³]- объемная активность радионуклида в атмосферном воздухе;

_a, [Зв м³/(сБк)]- переходный дозиметрический множитель.

а Е1,602 10^-13  r

_a,=  _k (1.2)

2

a [расп/(сБк)]- переходный множитель;

1,602 10^-13 [Дж/Мэв] - коэффициент перевода МэВ в Дж;

r = 1,09 - коэффициент перехода от поглощенной дозы в воздухе к эквивалентной дозе

в биологической ткани при весовом множителе излучения фотонов  _k=1 Зв/Гр;

2 - коэффициент, учитывающий геометрию облучения 2;

 = 1,293 [кг/м³]- плотность воздуха;

 [ Дж/(кгГр)] - энергетический эквивалент Грея;

Е= n_i E_i [Мэв/расп]- энергетический выход фотонов;

n_i [фотон/распад] - абсолютный выход в системе распада;

Е_i [МэВ/фотон] - энергия i-го фотона.

При наличии смеси радионуклидов используется принцип суперпозиции с учетом процентного вклада каждого радионуклида и спектра фотонного излучения.

E_смеси = , (1.3)

где E_i – энергия i-го радионуклида, p_i – его массовая доля в смеси.

Подставляя численные значения коэффициентов, получаем соотношение:

_a,= 6,75 10^-14 Е [Зв м³/(сБк)] (1.4)

Если надо вычислить дозовую нагрузку за период времени t, то при изменяющейся во времени объемной активности А_v(t) формула (1) примет следующий вид:

Н = _a, [Зв] (1.5)

Для годовой дозы (t = 3,1610⁷ ) при постоянной объемной активности H = 210^-6 А_vЕ [Зв].

Пример. Рассчитать мощность дозы и годовую дозу внешнего облучения -излучением ¹³⁷Сs, если его объемная активность в воздухе 410³ Бк/м³ (считать, что объемная активность постоянна в течение года).

Решение.

Значения энергетического выхода фотонов для ряда радионуклидов приведены в таблице 1 Приложения 1. Энергетический выход фотонов для ¹³⁷Сs составляет 0,565 МэВ/расп. Рассчитаем значение переходного дозиметрического множителя.

_a,= 6,75 10^-14 0,565 = 3,81 10^-14 [Зв м³/(сБк)].

Мощность эквивалентной дозы составит:

3,8110^-14 ∙ 410³ = 1,52 ∙ 10^-10 [Зв/с].

Годовая доза при постоянной активности:

Н = 1,52 ∙ 10^-10 ∙ 3,1610⁷ = 4,8 10^-3 [Зв] = 4,8 [мЗв].

Ответ. Мощность дозы – 1,5210^-10 Зв/с, доза за год – 4,8 мЗв.