Фрагмент документа "ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. РЕКОНСТРУКЦИЯ СРЕДНЕЙ НАКОПЛЕННОЙ В 1986 - 1995 ГГ. ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИТЕЛЕЙ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, ПОДВЕРГШИХСЯ РАДИОАКТИВНОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ ВСЛЕДСТВИЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСК".
2.3. Расчет средней накопленной эффективной
дозы внешнего облучения
2.3.1. Для расчета средней накопленной эффективной дозы внешнего
облучения период 1986 - 1995 гг. разделяется на два временных
интервала: первый год после Чернобыльской аварии и все последующие.
При расчете дозы за первый год после аварии используются следующие
положения:
- учитывается вклад в дозу внешнего облучения жителей
гамма-излучения всех радионуклидов, представленных в табл. 2.1;
- из-за значительного изменения мощности дозы гамма-излучения в
первые месяцы после аварии учитываются сезонные изменения факторов
поведения населения.
.ext
Уравнение для мощности эффективной дозы Е (t) в течение
i,k
первого года после аварии у представителей i-ой группы взрослого
населения, проживающих в домах k-го типа, имеет вид:
.ext .
Е (t) = D(t) x k x k x R (t), мкЗв/сут., (2.1)
i,k Е С i,k
где:
.
D(t) - мощность поглощенной дозы в воздухе на высоте 1 м над
открытым целинным участком почвы, мкГр/сут.;
k - коэффициент перехода от поглощенной дозы в воздухе к
Е
эффективной дозе у взрослого человека, равный 0,75 мкЗв/мкГр;
k - коэффициент влияния снежного покрова на величину эффективной
С
дозы, равный 0,8 для периода с 1-го ноября до 31 марта и 1 для
остального времени года, отн. ед.;
R (t) - фактор, отражающий общий эффект уменьшения дозы внешнего
i,k
облучения в антропогенной среде у i-ой группы населения, проживающей в
домах k-го типа.
В табл. 2.2 приведены сезонные значения факторов R для первого
i,k
года после аварии.
Таблица 2.2
ЗНАЧЕНИЯ ФАКТОРОВ R (ОТН. ЕД.) ДЛЯ НП РАЗЛИЧНОГО
i,k
ТИПА В ПЕРВЫЙ ГОД ПОСЛЕ АВАРИИ
---------------------------------------------------------------------------------------------------
| Группа | Село, поселок, | ПГТ | Город |
| населения | деревня | | |
| (i) |---------------------------|---------------------------|---------------------------|
| | Апрель -| Ноябрь | Апрель | Апрель -| Ноябрь | Апрель | Апрель -| Ноябрь | Апрель |
| | октябрь | - март| 1987 г.| октябрь | - март| 1987 г.| октябрь | - март| 1987 г.|
| | 1986 | 1986 - | | 1986 | 1986 - | | 1986 | 1986 - | |
| | г. | 1987 г.| | г. | 1987 г.| | г. | 1987 г.| |
|-------------|---------|--------|--------|---------|--------|--------|---------|--------|--------|
| 1 |0,45 |0,33 | 0,39 | 0,43 | 0,28 | 0,32 | 0,36 | 0,21 | 0,28 |
| |0,42 |0,29 | 0,36 | 0,40 | 0,25 | 0,30 | 0,34 | 0,20 | 0,27 |
| | | | | 0,36 | 0,19 | 0,25 | 0,31 | 0,16 | 0,24 |
|-------------|---------|--------|--------|---------|--------|--------|---------|--------|--------|
| 2 |0,40 |0,25 | 0,34 | 0,30 | 0,19 | 0,23 | 0,25 | 0,14 | 0,20 |
| |0,37 |0,20 | 0,31 | 0,28 | 0,16 | 0,22 | 0,23 | 0,12 | 0,19 |
| | | | | 0,23 | 0,10 | 0,17 | 0,20 | 0,08 | 0,16 |
|-------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Примечание. Первое число соответствует одноэтажным деревянным домам (тип 1), |
| второе - одноэтажным кирпичным (тип 2), третье - многоэтажным (тип 3). |
---------------------------------------------------------------------------------------------------
2.3.2. Для расчета мощности поглощенной дозы в воздухе над
целинной почвой в течение 1-го года после аварии на Чернобыльской АЭС
используют следующее соотношение:
1
сигма
. 137 0
D(t) = 0,024 x r(t) x сигма x SUM (--------) x
0 l 137
сигма
0
l
x d x exp(-лямбда x t), мкГр/сут., (2.2)
s l
где r(t) - функция, описывающая влияние миграции радионуклидов в
почву на мощность поглощенной дозы в воздухе и равная отношению
мощности дозы в момент времени t над почвой с наблюдаемым
распределением нуклидов в почве к мощности дозы d , от тонкого
s
источника, расположенного на границе раздела воздух - почва:
0,693
r(t) = р x exp(- ----- x t) + р x
1 Т 2
1
0,693
x exp(- ----- x t), отн. ед., (2.3)
Т
2
где:
р = 0,4; р = 0,42; Т = 550 дней; Т = 18250 дней;
1 2 1 2
137
сигма - средняя плотность загрязнения почвы цезием-137 в
0
НП на дату окончания радиоактивных выпадений, кБк/кв. м;
1
сигма - средняя плотность загрязнения почвы l-м радионуклидом в
0
НП на дату окончания радиоактивных выпадений, кБк/кв. м;
l
d - удельная мощность поглощенной дозы в воздухе гамма-излучения
s
l-го радионуклида для геометрии плоского тонкого изотропного
источника, расположенного на границе раздела воздух - почва,
(нГр/ч)/(кБк/кв. м) (см. табл. 2.1);
лямбда - постоянная радиоактивного распада l-го радионуклида,
l
-1
сут. ;
t - время с момента окончания радиоактивных выпадений в НП, сут.
2.3.3. Расчет мощности дозы согласно формуле (2.2) является
точным для радионуклидов, которые не имеют дочерних продуктов,
вносящих существенный вклад в суммарную мощность дозы гамма-излучения
134 136 103 131 133 141 125
радиоактивной цепочки ( Cs, Cs, Ru, I, I, Ce, Sb).
137 137m 106 106 132 132
Для пар нуклидов Cs + Ba; Ru + Rh; Te + I;
144 144
Ce + Pr, у которых к началу радиоактивных выпадений
наступило равновесие между материнским и дочерним нуклидами,
суммирование проводится по материнским нуклидам, а значение
l
d определяется следующим образом:
s
l m d
d = (d + q x d ), (2.4)
s s a s
где q - отношение активностей дочернего и материнского
a
радионуклидов в состоянии равновесия:
b x лямбда
d
q = -----------------, (2.5)
a лямбда - лямбда
d m
где лямбда и лямбда - постоянные распада дочернего и
d m
материнского нуклидов соответственно;
b - коэффициент ветвления радиоактивной цепочки.
140 140 95 95
Для пар нуклидов Ba + La; Zr + Nb, у которых к
началу радиоактивных выпадений равновесие между материнским и
l
дочерним нуклидами не наступило, величину d для материнских
s
нуклидов Ba-140 и Zr-95 представим как функцию времени:
l m d
d = d + q x d x (1 - exp(лямбда - лямбда ) x t), (2.6)
s s a s m d
140 140
где q = 1,15 для пары Ba + La; q = 2,22 для пары
a a
95 95
Zr + Nb.
2.3.4. При расчете дозы за второй интервал времени (1 < t <= 9,7
лет после аварии) используются следующие положения:
- учитывается вклад в дозу внешнего облучения жителей только
гамма-излучения цезия-137 и цезия-134, т.к. вкладом гамма-излучения
остальных радионуклидов (рутений-106 ~ 1%, сурьма-125 ~ 1%) можно
пренебречь;
- из-за медленного изменения мощности дозы со временем
используются среднегодовые значения факторов поведения населения.
.ext
Уравнение для расчета мощности эффективной дозы Е (t) у
i,k
представителей i-ой группы взрослого населения, проживающих в домах
k-го типа, в этот период времени имеет вид:
.ext .
Е (t) = D(t) x k x k x R (t), мкЗв/сут., (2.7)
i,k Е С i,k
где:
.
D(t) - мощность поглощенной дозы в воздухе над открытым целинным
участком почвы, мкГр/сут.;
k = 0,75 мкЗв/мкГр, см. примечание к (2.1);
Е
k - коэффициент влияния снежного покрова на величину
С
среднегодовой эффективной дозы, равный 0,9, отн. ед.;
R (t) - среднегодовой фактор уменьшения дозы для i-ой группы
i,k
населения, проживающей в домах k-го типа, отн. ед.
2.3.5. Для второго интервала времени зависимость среднегодового
значения фактора R (t) от времени аппроксимируется выражением:
i,k
R (t) = а x exp(-b x t) + с, отн. ед., (2.8)
i,k
где:
t - время, прошедшее с момента окончания радиоактивных выпадений,
лет;
а, b, с - параметры, зависящие от типа НП, типа жилого здания и
профессии человека (таблица 2.3).
Таблица 2.3
ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ а, b, с В ФОРМУЛЕ (2.8)
---------------------------------------------------------------------
|Тип НП | Группа 1 | Группа 2 |
| |----------------------------|----------------------------|
| | а, отн. | b, | с, отн. | а, отн. | b, | с, отн. |
| | ед. | -1| ед. | ед. | -1| ед. |
| | |сут. | | |сут. | |
|---------|----------|------|----------|----------|------|----------|
|Село, |0,10/0,09 |1,2 х |0,30/0,27 |0,11/0,10 |1,2 х |0,22/0,20 |
|деревня | | -3 | | | -3 | |
| | |10 | | |10 | |
|---------|----------|------|----------|----------|------|----------|
|Город |0,16/0,15/|1,4 х |0,17/0,16/|0,09/0,09/|1,4 х |0,13/0,12/|
| |0,12 | -3 |0,14 |0,06 | -3 |0,11 |
| | |10 | | |10 | |
|-------------------------------------------------------------------|
| Примечание. Первое число дано для одноэтажных деревянных |
|домов, второе - для одноэтажных кирпичных, третье - для |
|многоэтажных. Фактор R (t) для ПГТ в 1,2 раза больше, чем для |
| i,k |
|города. |
---------------------------------------------------------------------
.
2.3.6. Для расчета D(t) используется соотношение:
. 137 137 134
D(t) = сигма х r(t) х [d х exp(-0,023 х t) + d х
0 s s
134
сигма
0
х -------- х exp(-0,336 х t)], мкГр/сут., (2.9)
137
сигма
0
где:
137
сигма - средняя плотность загрязнения почвы цезием-137 в
0
НП на дату окончания радиоактивных выпадений (максимума плотности
загрязнения, согласно табл. 1.1), кБк/кв. м;
137
d = 22,3 (мкГр/сут.)/(кБк/кв. м) - мощность дозы в воздухе от
s
плоского тонкого источника цезия-137, расположенного на границе
раздела воздух - почва;
134
d = 60 (мкГр/сут.)/(кБк/кв. м) - мощность дозы в воздухе от
s
от плоского тонкого источника цезия-134, расположенного на границе
раздела воздух - почва;
r(t) приведена в пояснениях к формуле (2.3), а t выражено в
сутках.
2.3.7. Расчет накопленной эффективной дозы внешнего облучения у
представителей i-ой группы взрослого населения, проживающей в домах
ext
k-го типа, Е в течение первого года после аварии проводится по
i,k
формуле:
(t - t ) 189 - t
ext I . 1 0 1 .
Е = k х (R ((D(0) х --------- + интеграл D(t)dt)) +
i,k Е i,k 2 0
340 - t
II 1 . III
+ R х k х интеграл D(t)dt + R х
i,k С 189 - t i,k
1
365 .
х интеграл D(t)dt), мкЗв, (2.10)
340 - t
1
где:
.
D(t) - определяется выражением (2.2) с учетом (2.3), (2.4) и
(2.6);
t - время, прошедшее с момента аварии (26.04.86) до начала
0
радиоактивных выпадений (см. Приложение 1), сут.;
t - время, прошедшее с момента аварии (26.04.86) до окончания
1
радиоактивных выпадений (максимума плотности загрязнения, см.
Приложение 1), сут.
I II III
Средние значения сезонных факторов R , R , R приведены
i,k i,k i,k
в табл. 2.2 для периодов времени: с апреля 1986 г. до 01.11.86;
с 01.11.86 по 31.03.87 и до конца первого года после аварии
соответственно. Процедуру интегрирования можно упростить,
используя средние значения функции r(t) на трех указанных
I II III
промежутках времени, равные: r = 0,78; r = 0,70; r = 0,67.
2.3.8. Накопленная эффективная доза внешнего облучения у
представителей i-ой группы взрослого населения, проживающей в домах
k-го типа, за второй интервал времени (1 - 9,7 лет) рассчитывается по
формуле:
ext 9,7 х 365 .
Е = k х k х интеграл D(t) х
i,k Е С 1 х 365
х R (t)dt, мкЗв, (2.11)
i,k
.
где D(t) определяется выражением (2.7), а R (t) - выражением
i,k
(2.8).
2.3.9. Влияние на накопленную дозу внешнего облучения населения
контролируемой территории Брянской области инженерной дезактивации
учитывается на основании следующих положений:
- эффективная дезактивация проводилась в ряде НП по списку летом
1989 г.;
- датой окончания дезактивационных работ считается 01.09.89;
- коэффициент снижения дозы внешнего облучения за последующий
период равен 0,8 для всего взрослого населения дезактивированных НП.
С использованием этих данных расчет накопленной дозы внешнего
облучения за второй интервал времени (1 - 9,7 лет) производится
следующим образом:
ext 3,3 х 365 .
Е = k х k х [интеграл D(t) х R (t)dt + 0,8 х
i,k Е С 1 х 365 i,k
9,7 х 365 .
х интеграл D(t) х R (t)dt], мкЗв. (2.12)
3,3 х 365 i,k
2.3.10. Средняя накопленная эффективная доза внешнего облучения
ext
жителей НП рассчитывается путем усреднения значений Е для четырех -
i,k
шести групп населения.
ext
Усреднение величин Е проводится по следующим признакам:
i,k
- принадлежность жителей данного НП к двум обобщенным
социально-профессиональным группам - см. п. 2.1.2;
- проживание в трех типах жилых домов - деревянный одноэтажный,
кирпичный одноэтажный, многоэтажный.
При наличии данных о распределении взрослого населения в НП по
указанным признакам расчет средней накопленной дозы внешнего облучения
производится по формуле:
ext ext
Е = SUM альфа х Е , (2.13)
i,k k,i i,k
где альфа - доля взрослого населения i-ой группы в НП,
k,i
ext
проживающая в k-ом типе жилого здания, а Е рассчитывается
i,k
по формулам (2.10), (2.11) и (2.12).
2.3.11. В отсутствие статистических данных о структуре населения
и жилого фонда в НП используется следующая типовая структура:
- село - 40% взрослых жителей относятся к группе 1 и проживают в
деревянных одноэтажных домах; 20% - к группе 1, в кирпичных
одноэтажных домах, 20% - к группе 2, в деревянных одноэтажных домах;
20% - к группе 2, в кирпичных одноэтажных домах;
- ПГТ и город - 20% взрослых жителей относятся к группе 1 и
проживают в деревянных одноэтажных домах; 20% - к группе 1, в
кирпичных одноэтажных домах, 20% - к группе 2, в кирпичных одноэтажных
домах; 40% - к группе 2, в многоэтажных домах.
В табл. 2.4 и 2.5 представлены значения антропогенных факторов
уменьшения дозы внешнего облучения R, усредненные в соответствии с
вышеприведенной типовой структурой населения в различных типах НП. Для
промежутка времени 1 - 9,7 лет после аварии приведены средние по этому
промежутку значения факторов R.
Таблица 2.4
ЗНАЧЕНИЯ ФАКТОРОВ R (ОТН. ЕД.) ДЛЯ ТИПОВОЙ СТРУКТУРЫ
НАСЕЛЕНИЯ В ПЕРВЫЙ ГОД ПОСЛЕ АВАРИИ
-------------------------------------------------------------------------------------
| Село, поселок, | ПГТ | Город |
| деревня | | |
|---------------------------|---------------------------|---------------------------|
| Апрель -| Ноябрь | Апрель | Апрель -| Ноябрь | Апрель | Апрель -| Ноябрь | Апрель |
| октябрь | - март| 1987 г.| октябрь | - март| 1987 г.| октябрь | - март| 1987 г.|
| 1986 | 1986 - | | 1986 | 1986 - | | 1986 | 1986 - | |
| г. | 1987 г.| | г. | 1987 г.| | г. | 1987 г.| |
|---------|--------|--------|---------|--------|--------|---------|--------|--------|
|0,42 | 0,28 | 0,36 | 0,31 | 0,18 | 0,24 | 0,27 | 0,14 | 0,21 |
-------------------------------------------------------------------------------------
Таблица 2.5
ЗНАЧЕНИЯ ФАКТОРОВ R (ОТН. ЕД.) ДЛЯ ТИПОВОЙ СТРУКТУРЫ
НАСЕЛЕНИЯ В ПОСЛЕДУЮЩИЕ ГОДЫ
------------------------------------------------------------------
|Село, поселок, деревня | ПГТ | Город |
|-----------------------|--------------------|-------------------|
| 0,28 | 0,18 | 0,15 |
------------------------------------------------------------------
|
Фрагмент документа "ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. РЕКОНСТРУКЦИЯ СРЕДНЕЙ НАКОПЛЕННОЙ В 1986 - 1995 ГГ. ЭФФЕКТИВНОЙ ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ ЖИТЕЛЕЙ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, ПОДВЕРГШИХСЯ РАДИОАКТИВНОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ ВСЛЕДСТВИЕ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСК".