Связь между концентрациями радионуклидов в окружающей среде и дозовыми характеристиками полей фотонов при внешнем облучении.
Радионуклиды в окружающей среде создают не только внутреннее облучение органов и организма человека при поступлении с воздухом водой и пищей, но в ряде случаев оказывают большее воздействие за счет внешнего облучения. Например, инертные радиоактивные газы (ИРГ), такие, как изотопы Ar, Kr, Xe, поступающие в приземную атмосферу с выбросами АЭС, формируют дозу в основном за счет внешнего фотонного облучения. Осаждение радионуклидов из атмосферы на поверхность Земли приводит к поверхнстному или объемному радионуклидному загрязнению почвы или водоемов. Внешнее фотонное облучение от этих радионуклидов также создает дополнительные дозовые нагрузки для людей, находящихся на загрязненной территории. В случае аварийной ситуации облако радионуклидов создает основную дозовую нагрузку на население тоже за счет внешнего облучения фотонами. Сбросы радионуклидов в поверхностные водоемы, приводящие к загрязнению водной среды, формируют дозы внешнего облучения. Во всех этих случаях возникает задача перехода от измеренной или рассчитанной концентрации радионуклида, как гамма-излучателя, в воздухе, воде или почве к создаваемой им эффективной дозе внешнего облучения.
При оценке эффективной дозы внешнего облучения, создаваемой радионуклидами в этих случаях, предполагается, что радиоактивное загрязнение представляет собой полубесконечное пространство с равномерно распределенной активностью радионуклида Аv, и выполняется условие лучевого равновесия. Условие лучевого равновесия, часто используемое для расчета доз, создаваемых бесконечными или полубесконечными источниками радионуклидов, заключается в том, что поглощенная энергия в элементе массы dm материала источника равна испущенной энергии из этого же элемента. Тогда мощность поглощенной дозы внутри бесконечного источника, например, в воздухе, создаваемая фотонным излучением радионуклида, может быть рассчитана следующим образом:
|
|
|
в= 
, Гр/с (4.46).
В формуле (4.46): dW и dEисп - поглощенная в единицу времени в элементе массы dm воздуха и испущенная этим элементом массы энергия фотонов соответственно, Аv – концентрация радионуклида в облаке, Бк/м3, 
, 
- энергия фотонов в МэВ и выход фотонов на один акт распада радионуклида с этой энергией, 
=1,293 кг/м3 - плотность воздуха.
Для точек, находящихся на поверхности Земли, мощность поглощенной дозы, пренебрегая отражением от поверхности Земли излучения, испускаемого радионуклидом, находящимся в атмосфере, будет в два раза ниже по сравнению с рассчитанной по формуле (4.46) из-за отсутствия полупространства с источником. Переход от поглощенной дозы в воздухе к эффективной дозе для фотонов подробно рассмотрен выше в разделе 4.3.1.
|
|
|
Рассмотренный подход может быть использован и для оценки эффективной дозы по известной удельной активности радионуклидов в почве или воде. В этом случае в соотношении (4.46) добавится отношение массовых коэффициентов поглощения энергии для почвы или воды к воздуху, т.е., например, мощность поглощенной дозы в воздухе над загрязненным равномерно полубесконечным слоем почвы запишется в виде:
в= 
, Гр/с (4.47),
где Ап, Бк/кг – удельная активность почвы, 
, м2/кг – массовые коэффициенты поглощения энергии для почвы и воздуха, соответственно.
Отношение / слабо зависит от энергии фотонов и для почвы и воды может быть принято равным соответственно 1,13 и 0,9 в диапазоне энергий фотонов от 0,2 до 3 МэВ
Входящие в выражения (4.46), (4.47) суммы при оценках мощности дозы могут быть выражены через керма-постоянную радионуклида ГК (см. разд. 5.4.1) и тогда выражения (4.46) и (4.47) можно упростить:
в= 
, аГр/с (4.48),
понимая под l - область биосферы, где находится радионуклид (воздух, почва или вода). Удельная активность 
выражается при этом в Бк/кг, а 
в м2/кг.
Контрольные вопросы к § 4.5.
|
|
|
1. Какие упрощающие предположения делаются при расчетах дозы внешнего облучения от фотонов, испускаемых радионуклидами равномерно распределенными в воздухе?
2. В чем сущность метода лучевого равновесия?
3. Учитывается ли рассеянное фотонное излучение, формируемое в материале источника, при расчетах по формулам (4.46) - (4.48) мощностей доз в воздухе?
4. Как оценить поглощенные дозы в воздухе на границе с почвой или водой от радионуклидов, депонированных в почве или воде?
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 319; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!