Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта

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

При равновесном, т.е. неизменяющемся за период определения) содержании нуклида в организме или критическом органе ДС в организме (q) или в критическом органе (qf2) можно определить из значения предельно допустимой эквивалентной дозы – Dэкв (бэр/неделя), которую излучение этих радионуклидов создаёт:

.

Здесь и далее размерности численных коэффициентов: 3,7∙104 расп./с∙мкКи; 1,6∙10-6 – эрг/МэВ; 6,05∙105 – секунд в неделе; 100 – эрг/(г∙рад); m – масса критического органа, г.

Значение ДС (мкКи) для всего тела:

,

для критического органа:

.

Расчёт допустимого содержания (ДС) остеотропных радионуклидов на основе сравнения с ДС радия. Турбины и генераторы Общая энергетика

ДС остеотропных радионуклидов q для профессиональных работников рассчитывают прямым сравнением его с ДС радия в организме (qRa = 0,1 мкКи). Для радия коэффициент органотропности f2 = 0,99; Eэфф = 110 МэВ/распад. При этом предполагается, что кроме собственно  в костной ткани депонируется 30% радона и его короткоживущих продуктов распада. Тогда ДС любого остеотропного изотопа qx в костной ткани будет

.

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

В общем случае при многократном (хроническом) поступлении радионуклидов q(t) может быть непостоянным во времени. Предполагая закон биологического обмена в критическом органе экспоненциальным, можно написать дифференциальное уравнение его баланса при среднесуточном поступлении в организм радионуклидов с активностью J, мкКи:

;  (1)

Решение этого уравнения при начальном условии ,  будет

;  (2)

Если в организм поступает количество радионуклидов с активностью   и этот процесс продолжается  суток, то эквивалентная доза  за время от 0 до  может быть получена из уравнения

, (3)

где  - концентрация радионуклидов в воде или воздухе, ,  - скорость вдыхания воздуха или потребления воды, ,  - среднесуточное поступление радионуклида в организм, .

Переходной дозиметрический множитель  равен

,  (4)

где  - количество секунд в сутках.

Подставив численное значение коэффициента  в формулу (3) и имея в виду, что , получим окончательное выражение для расчета  за время () поступления радионуклидов в организм с пищей или водой:

.  (5)

Найдём теперь формулу для эквивалентной дозы  через  суток с момента прекращения поступления радионуклидов в организм. В соответствии с формулой (2) для любого времени  после прекращения поступления радионуклидов () содержание радионуклидов в критическом органе равно

; (6)

Тогда

.  (7)

Подставив в полученное выражение значение  из (4), получим

.  (8)

Эквивалентная доза за весь период  на критический орган будет равна

,

.  (9)

Эквивалентная доза, создаваемая радионуклидами при разовом (или мгновенном) поступлении, может быть получена из формулы (9), если положить   и . Тогда после разложения в ряд  выражение для дозы примет вид:

  (10)

где  - поступление радионуклидов в организм за время , .

Поскольку   очень велико (50 лет для профессиональных работников и 70 лет для населения), в большинстве случаев множитель . Тогда формула для интегральной дозы (бэр) от кратковременного поступления в организм радионуклидов, активность которых , примет вид

.  (11)

Поскольку при расчете ДК время работы считается непрерывным, то величину  можно было бы определить из формулы (5), если в ней принять  для профессиональных работников и  для облучения населения, а  - предельно допустимая эквивалентная доза за весь период облучения. Однако на практике пользуются иной формулой расчёта ДК, которая для радионуклидов с большим эффективным периодом полувыведения (когда не достигается равновесное состояние в организме) даёт некоторый гарантийный запас в величине ДК. При этом:

принимается допустимое содержание радионуклидов в критическом органе к концу периода облучения;

считается, что за неделю допустимое содержание радионуклидов остаётся неизменным.

Допустимое содержание радионуклидов в критическом органе выражается формулой (2). Следовательно, приближённую формулу для расчёта ДК радиоактивных веществ с использованием экспоненциальной модели выведения можно написать в виде

  (12)

где  - недельная предельно допустимая эквивалентная доза, бэр;  - число секунд в неделе.

Принимая скорость поступления воды и воздуха () в соответствии с приведёнными значениями (п. 1) и выражая ДК в единицах , из формулы (12) получим следующую рабочую формулу расчета ДК радиоактивных веществ в воде и воздухе:

  (13)

Постоянный коэффициент “” равен для воды  и для воздуха  при расчете ДК радионуклидов для населения; для профессиональных работников – , если рассчитывается ДК в воздухе.


На главную