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        核和放射事故外照射劑量評(píng)價(jià)方法(上)

        2014-12-23 02:28:20張良安
        關(guān)鍵詞:核素當(dāng)量動(dòng)能

        張良安

        在核和放射事故中,為了對(duì)事故進(jìn)行合理的處置、給輻射損傷人員診療和事故的綜合評(píng)價(jià)提供劑量依據(jù),核和放射事故外照射劑量評(píng)價(jià)是其關(guān)鍵的技術(shù)之一,為此,本文將對(duì)Xγ外照射劑量估算、中子外照射劑量估算和電子外照射劑量估算方法給予介紹。

        1.1 個(gè)人監(jiān)測(cè)資料的情況 當(dāng)有按GBZ128要求監(jiān)測(cè)的X、γ個(gè)人劑量當(dāng)量Hp(d)及其射線能量和入射角信息時(shí),應(yīng)用公式1估算器官劑量:

        式中:

        DT—T器官的劑量,單位為戈(Gy);

        HP(d)—個(gè)人劑量當(dāng)量,單位為Sv,一般d=10 mm,當(dāng)射線能量<20 keV還應(yīng)考慮d=0.07 mm的情況,考慮晶狀體輻射損傷時(shí),d=3 mm;

        Ckp—從空氣比釋動(dòng)能到個(gè)人劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù),Sv/Gy,注意這個(gè)值是射線能量和入射角的函數(shù),列舉了一些常用的值見表1;

        CkT—空氣比釋動(dòng)能到器官劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù),Gy/Gy,列舉了一些常用的值見表2~4。

        1.2 沒有個(gè)人監(jiān)測(cè)資料的情況 這時(shí)只要帶電粒子平衡條件能得到滿足,又有射線能量信息時(shí),一般用公式2估算器官劑量。

        表 1從空氣比釋動(dòng)能到個(gè)人劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)C kp[1]

        表 2不同能量和不同入射方式下空氣比釋動(dòng)能到紅骨髓劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

        表 3不同能量和不同入射方式下空氣比釋動(dòng)能到皮膚劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

        表 4不同能量和不同入射方式下空氣比釋動(dòng)能到晶狀體劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

        式中:

        (μen/ρ)a—空氣的質(zhì)量能量吸收系數(shù),其值見表5;

        (μen/ρ)w—組織的質(zhì)量能量吸收系數(shù),其值見表5;

        t—累積受照時(shí)間,h;

        g—電離輻射產(chǎn)生的次級(jí)電子消耗于軔致輻射的能量占其初始能量的份額。在空氣中,對(duì)于60Co和137Cs γ射線,g=0.3%,對(duì)于光子最大能量<300 keV的X射線,g值可忽略不計(jì)。

        1.2.1 有輻射場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料 (1)有空氣比釋動(dòng)能的信息:當(dāng)有與器官劑量計(jì)算相應(yīng)的X、γ輻射場(chǎng)的空氣比釋動(dòng)能率(k.)信息時(shí),可用公式2直接計(jì)算器官劑量。(2)有周圍劑量當(dāng)量的信息:①空氣比釋動(dòng)能率的估算。當(dāng)有與器官劑量計(jì)算相應(yīng)的X、γ輻射場(chǎng)的周圍劑量當(dāng)量率的信息,應(yīng)用公式3估算空氣比釋動(dòng)能率(k.),再用公式2估算器官劑量:

        式中:

        H.*(10)—周圍劑量當(dāng)量率,Sv/h;

        CkH*—空氣比釋動(dòng)能到周圍劑量當(dāng)量的轉(zhuǎn)換系數(shù),Sv/Gy,其值見表6。

        ②核事故早期周圍劑量當(dāng)量率的估算。核事故早期通常指事故開始釋放的最初幾小時(shí),這時(shí)周圍劑量當(dāng)量率隨時(shí)間變化很快,需要盡可能的多測(cè)量離地1 m處的周圍劑量當(dāng)量率,只要每次測(cè)量的時(shí)間間隔相同,可用多次測(cè)量的周圍當(dāng)量率的平均值作為核事故早期周圍劑量當(dāng)量率,先估算空氣比釋動(dòng)能,再估算器官劑量。

        a)有瞬間周圍劑量當(dāng)量率信息。

        式中:

        n—測(cè)量的總次數(shù);

        表 5不同光子能量時(shí)幾種媒質(zhì)的( μen/ρ) m值[2][( m 2?kg-1)×10-3]

        表 6_自由空氣比釋動(dòng)能、注量、周圍劑量當(dāng)量和定向劑量當(dāng)量間的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

        SFpγ—建筑物對(duì)煙羽核素外照射屏蔽因子,對(duì)個(gè)人取作1,對(duì)群體取作0.7。

        b)有近地面空氣中核素的時(shí)間積分濃度信息。

        式中:

        ψ—近地面空氣中放射性核素的時(shí)間積分濃度,Bq?s?m-3;

        SFpγ—建筑物對(duì)煙羽核素外照射屏蔽因子,對(duì)個(gè)人取作1;

        DCFpγ—?jiǎng)┝哭D(zhuǎn)換系數(shù),即放射性核素單位時(shí)間積分濃度所致γ外照射劑量,單位為Sv?(Bq?s?m-3)-1,其值見表7;

        t—積分時(shí)間,h一般取168 h(一周)。

        c)有地面上方1 m處周圍劑量當(dāng)量率信息。

        這時(shí)應(yīng)按如下公式計(jì)算周圍劑量當(dāng)量:

        式中:

        λ—核素的有效衰變常數(shù),s-1。λ=λR+λW,其中λR為核素的物理衰變常數(shù),λW為生物衰變常數(shù),對(duì)碘λW取0.1a-1,對(duì)其他核素取0.01a-1;

        t—積分時(shí)間,h一般取168 h(一周);

        SFγ—考慮了人員在室內(nèi)居留份額的時(shí)間平均建筑物屏蔽因子。

        時(shí)間平均建筑物屏蔽因子取決于建筑物的屏蔽作用和人員在室內(nèi)的居留時(shí)間份額。SFγ可以表示為公式7。

        式中:

        SFγ—考慮了人員在室內(nèi)居留份額的時(shí)間平均建筑物屏蔽因子;

        X—人員在建筑物內(nèi)的居留因子,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建議值為0.8;

        S—屏蔽因子,即建筑物內(nèi)的劑量率與建筑物外的劑量率之比;屏蔽因子受建筑物類型、結(jié)構(gòu)、材料、門窗面積、居住者習(xí)慣等諸多因素的影響,使用時(shí)根據(jù)具體情況確定。

        表8中列出了屏蔽因子S的建議值和X等于0.8時(shí)SFγ的建議值。

        ③核事故中后期周圍劑量當(dāng)量率的估算。事故中期外照射累積劑量計(jì)算時(shí)間擬計(jì)算1a為宜。

        a)有地面沉積核素表面比活度信息。

        這時(shí)應(yīng)按如下公式計(jì)算周圍劑量當(dāng)量:

        式中:

        Cg—地面沉積核素表面比活度,Bq?m-2;

        表 7放射性核素單位時(shí)間積分濃度所致γ外照射劑量[3]

        DCFg—?jiǎng)┝哭D(zhuǎn)換系數(shù),Sv(Bq?m-2)-1,其值見表9;

        t—地面沉積核素表面比活度測(cè)量時(shí)間,h;

        SFγ—人員在室內(nèi)居留份額的時(shí)間平均建筑物屏蔽因子,其建議值見表8。

        表 8屏蔽因子S 的建議值和X 等于 0.8時(shí)SFγ的建議值

        表 9到沉積時(shí)刻后起始劑量及第 1年的待積當(dāng)量劑量的劑量轉(zhuǎn)換系DCF g_

        b)有污染地面上方1 m處γ劑量當(dāng)量率信息

        此時(shí),被污染地面上方1 m處γ劑量當(dāng)量率用下式估算:

        式中:

        SFγ—考慮了人員在室內(nèi)居留份額的時(shí)間平均建筑物屏蔽因子,其值列在表8中;

        t—積分時(shí)間1年,h。

        (續(xù)下期)

        [1]ICRP 74,Conversion Coefficients for Use in Radiological Protection,1996.

        [2]Frank H.Attic and William C,Roesch,Radiaon Dosimetry,Volume 1,Academic Press,New York and London,1968.

        [3]GBT16142-1995,不同年齡公眾成員的放射性核素年攝入量限.

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