Лекция 10 Радиационная безопасность. 2006г.

Лекция №10 Тема: «Принципы расчёта допустимой концентрации (дк) радиоактивных веществ в воздухе, воде и пищевых продуктах».

Вопросы:

1. Одноэкспоненциальная модель расчёта ДК радионуклидов.

2. Расчёт допустимого содержания (ДС) любых радионуклидов по допустимой дозе облучения критического органа.

3. Расчёт ДС остеотропных радионуклидов на основе сравнения с ДС радия.

4. Расчёт ДК, основанный на экспоненциальной модели их выведения из критических органов (кроме ЖКТ).

5. Расчёт ДК, основанный на дозе облучения желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

6. Расчёт ДК в воздухе для нерастворимых соединений с критическим органом – лёгкие.

1. Одноэкспоненциальная модель расчёта дк радионуклидов.

Степень опасности радионуклидов как источников внутреннего облучения оценивают обычно путём контроля из содержания в объектах внешней среды – в воздухе, воде, продуктах питания. Количество попадающих в организм радионуклидов – величина очень трудно контролируемая. Поэтому рассчитаны ДК радионуклидов для тех сред, с которыми они могут поступить в организм человека и которые можно контролировать. Важнейшие из них – воздух и вода. ДК радионуклидов в продуктах питания могут быть рассчитаны по тем же формулам, что и для ДК радионуклидов в воде.

Существуют различные модели расчёта ДК радионуклидов в воде и воздухе. Рассмотрим наиболее общепринятую из них, в основе которой лежит одноэкспоненциальная функция накопления и выведения нуклидов. Сущность одноэкспоненциальной модели состоит в следующем. Если в организм ежедневно поступает такое количество данного радионуклида, которое создаёт активность I(мкКи), то в равновесный период в соответствующем критическом органе его активность будет равнаqf₂(Ки):

;,

Где T– эффективный период уменьшения числа радионуклидов за счёт процессов распада и выведения их из организма,T_p– период полураспада,T_δ– период полувыведения,f₂– коэффициент органотропности (доля радионуклидов в органе по отношению ко всему их количеству в организме человека;f– доля радионуклидов, поступивших в орган с водной или воздухом, когда последнее не конкретизируется, иначе для воздуха –f_a, а для воды –f_w.

В случае, если равновесие для какого-то момента времени tне достигается, то последнее выражение примет вид

.

В формулы для расчёта дозового эквивалента входит эффективная поглощённая энергия E_эфф, которая, по определению МКРЗ (Международная комиссия по радиационной защите) равна

,

Где E_i– поглощённая энергия;– усреднённый коэффициент качества излучения, зависящий от ЛПЭ,N– модифицирующий множитель, регламентируемый МКРЗ. Для остеотропных α- и β-излучателейNпринимается равным 5, чтобы учесть различие в канцерогенной эффективности радионуклидов, депонирующихся в костях, по сравнению с эффективностью²²⁶Ra(для негоN= 1). При расчёте дозы на желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) для α-излучателей принимаетсяN= 0,01.

E_i – поглощённая энергияi-го вида излучения. Обозначим черезn_iабсолютный выход частиц или γ-квантов на 1 распад ядра (при этомm– число частиц или γ-квантов разной энергии в спектре излучения радионуклида). Тогда поглощённая энергияE_iв органах радиусомRможет быть рассчитана из приближённых соотношений, рекомендуемых МКРЗ:

для α-частиц: ;

для β^--частиц:;

для β⁺-частиц:;

для γ-квантов: ;

для ядер отдачи, образующихся после испускания α-частицы, .

Здесь Z– атомный номер данного радионуклида,μ_эн – линейный коэффициент поглощения энергии в биологической ткани (см^-1) Таким образом, множительхарактеризует долю энергии γ-квантов, поглощённых в критическом органе с радиусомR;m_α,m– массы α-частицы и ядра отдачи.

При расчётах ДК радионуклидов в воде и воздухе для условного человека принимают:

Скорость поступления воды – 2,2 л/сутки; скорость поступления воздуха при вдыхании – 2,2 ∙ 10⁴л/сутки (для персонала – 6,9 ∙ 10³л/сутки); продолжительность жизни – 70 лет, продолжительность работы – 50 лет (для персонала).