-9 3
注:表中E-9 , E+3=10 ,余类推。下同。
IL 为相应的剂量干预水平;
DCF 为剂量转换因子,单位随DIL和IL而变。
9.2 单一核素单一照射途径
9.2.1 空气中放射性核素的时间积分浓度
空气中放射性核素的时间积分浓度是个重要的物理量,除放射性烟羽的γ外照射(其γ剂量率可直接测量)外,对于烟羽产生的浸没β外照射、吸入放射性物质引起的内照射和沉积在皮肤或衣服上的放射性物质引起的外照射,均可用简单的关系式将照射剂量与它联系起来。
(1)烟羽对皮肤的浸没β外照射
此照射途径仅对那些既不在体内显著吸收或滞留,也不在皮肤上明显沉积的放射性惰性气体核素有意义。
烟羽对皮肤的浸没β外照射,相应于隐蔽或撤离的导出干预水平可用下式计算:
ILs/e
DIL=------.....................(2)
Dβ·SFβ
式中 DIL 为以空气中放射性核素时间积分浓度表示的导出干预水平,Bq·s/立方米;
ILs/e 为相应于皮肤受照射时需要隐蔽或撤离的干预水平(脚标s、e分别表示隐蔽、撤离,下同),Sv;
Dβ 为空气中放射性核素单位时间积分浓度对皮肤照射所致的β当量剂量,Sv/(Bq·s/立方米),Dβ值参见表8;
SFβ 为衣服对射线的屏蔽系数,不考虑可取值为1。
表8 某些惰性气体核素在空气中单位时间
积分浓度对皮肤的β当量剂量a(Dβ)
------------------------------------
放射性核素 Dβ(Sv/(Bq·s/立方米)
------------------------------------
Kr-85 3.4 E-15
Kr-85m 3.9 E-15
Kr-87 6.7 E-14
Kr-88 1.2 E-14
Xe-133 8.3 E-16
Xe-135 5.3 E-15
------------------------------------
注:a表皮下70μm。
(2)吸入烟羽中放射性核素的内照射
吸入放射性核素所致内照射,相应于隐蔽、撤离或服稳定性碘的导出干预水平((Bq·s/m3)),可用下式计算:
ILs/e/i
DIL=-------....................(3)
B·Dinh
式中ILs/e/i 为相应于隐蔽、撤离或服稳定碘性的干预水平
(脚标i表示服稳定性碘,下同),Sv;
B 为呼吸率,m3/s;
Dinh 为吸入单位活度放射性核素的待积有效剂量,
Sv/Bq。
相应于隐蔽和撤离的干预水平ILs/e用全身剂量(或有效剂量)和器官剂量表示;相应于服稳定性碘的ILi用甲状腺待积剂量表示。对于不同年龄组的B和Dinh值,分别参见表9和表10。单位摄入量的待积有效剂量是指任何年龄下核素吸入体内50年的总剂量,这个积分时间可能略微低估了所接受的剂量,尤其是对年轻人。
(3)沉积在皮肤或衣服上的核素对皮肤的β外照射
沉积在皮肤或衣服上的放射性核素对皮肤的β外照射,相应于隐蔽或撤离的导出干预水平(Bq·s/m3)可用下式计算:
ILs/e
DIL=-----------。。。。............(4)
Dsk·Vsk·SFβ
表9 不同年龄组的呼吸率(B)
------------------------------------
呼 吸 率
年龄组 ---------------------------
I/d m3/d m3/s
------------------------------------
幼儿组 3.8 E+03 3.8 4.4 E-05
少儿组 1.5 E+04 15 1.7 E-04
成人组 2.3 E+04 23 2.7 E-04
------------------------------------
表10 吸入单位活度放射性核素的待积有效剂量 (Dinh)
---------------------------------------
放射性 肺廓清 Dinh (Sv/Bq)c
---------------------------
核素a 类别b 幼儿组 少儿组 成人组
---------------------------------------
Sr-89 D 1.2 E-08 3.9 E-09 1.6 E-09
Sr-90 D 2.1 E-07 8.1 E-08 5.7 E-08
Zr-95 D 2.9 E-08 1.1 E-08 5.1 E-09
Ru-103 Y 1.3 E-08 4.6 E-09 2.1 E-09
Ru-106 Y 7.8 E-07 2.6 E-07 1.2 E-07
Te-132 D (4.8 E-07) (1.3 E-07) (4.2 E-08)
I-131 D (2.3 E-06) (7.4 E-07) (2.7 E-07)
I-132 D (1.6 E-08) (4.2 E-09) (1.6 E-09)
I-133 D (4.6 E-07) (1.2 E-07) (4.4 E-08)
I-135 D (7.8 E-08) (2.1 E-08) (7.6 E-09)
Cs-134 D 1.1 E-08 1.1 E-08 1.1 E-08
Cs-137 D 9.1 E-09 8.0 E-09 7.7 E-09
Ba-140 D 5.9 E-09 2.1 E-09 9.6 E-10
Ce-144 Y 6.1 E-07 2.0 E-07 9.5 E-08
Np-239 W 4.0 E-09 1.4 E-09 6.0 E-10
Pu-238 Y 1.9 E-04 9.8 E-05 7.5 E-05
Pu-239 Y 1.9 E-04 1.0 E-04 8.0 E-05
Pu-240 Y 1.9 E-04 1.0 E-04 8.0 E-05
Pu-241 Y 1.9 E-06 1.4 E-06 1.3 E-06
Am-241 W 2.4 E-04 1.3 E-04 1.2 E-04
Cm-242 W 2.8 E-05 9.4 E-06 4.5 E-06
Cm-244 W 1.8 E-04 8.3 E-05 6.5 E-05
---------------------------------------
注:a 除了碘同位素为元素外,假设其他元素都为氧化物。
b 将吸入核素依其从肺中的廓清速率分为三类:即D(半廓清期小于10天)、W(半廓清期10-100天)及Y(半廓清期大于100天)类。
c 除碘、碲放射性同位素给出的是甲状腺的待积当量剂量(表中数值带括号)外,表中其他值均为待积有效剂量。式中Dsk 为沉积在皮肤或衣服上的放射性核素单位沉积量引起的皮肤积分当量剂量,Sv/(Bq/m2);
Vsk 为核素由大气向皮肤或衣服的沉积速率,m/s。
Vsk值一般取3·10-3m/s,对碘核素取10-2m/s。Dsk值参见表11,表中同时列出了相应的剂量转换因子DCF(即Dsk·Vsk·SFβ值),此处假设SFβ为1。DCF的物理意义为空气中核素单位时间积分浓度对皮肤所致的β剂量。
9.2.2 放射性核素在地面的沉积量
(1)地面放射性沉积物引起的γ外照射与地面放射性沉积物引起的γ外照射有关的导出干预水平可用两种环境测量值表示:一种是放射性核素在地面的沉积量,一种是
表11 皮肤或衣服上的核素单位沉积量所致皮肤的
积分当量剂量(Dsk)及剂量转换因子DCF
---------------------------------------
放射性核素 Dsk(Sv/(Bq/m2)) DCF(Sv/Bq·s/m3))
---------------------------------------
Sr-89 4.6 E-09 1.4 E-11
Sr-90 4.6 E-09 1.4 E-11
Zr-95 3.6 E-09 1.1 E-11
Nb-95 1.0 E-09 3.0 E-12
Ru-103 3.0 E-09 9.0 E-12
Ru-106 4.8 E-09 1.4 E-11
Te-132 5.0 E-09 1.5 E-11
I-131 4.1 E-09 4.1 E-11
I-132 1.2 E-09 1.2 E-11
I-133 3.8 E-09 3.8 E-11
I-135 2.5 E-09 2.5 E-11
Cs-134 3.0 E-09 9.0 E-12
Cs-137 6.1 E-09 1.8 E-11
Ba-140 4.7 E-09 1.4 E-11
La-140 4.2 E-09 1.3 E-11
Ce-144 7.2 E-09 2.2 E-11
Np-239 3.2 E-09 9.6 E-12
Pu-241 2.2 E-15 6.6 E-18
---------------------------------------
注:表列剂量值指皮肤浅表剂量,且指沉积后12小时的积分剂量。距地面上方1米处的γ剂量率。
A 放射性核素在地面的沉积量
对沉积于地面的放射性核素的γ外照射,相应于撤离或避迁的导出干预水平(Bq/m2)可用下式计算:
ILe/r
DIL=-------------..............(5)
∫0Dγ(t)dt·SFγ
式中ILe/r 为相应于撤离或避迁的干预水平(脚标表示避迁
,下同),Sv;
∫τ0Dγ(t)dtγ 为假设在0-τ时间内一直停留在室外的条件下
,单位地面沉积量核素(0时刻)所致的全身当
量剂量的时间积分值,(Sv/(Bq/m2)
)。0时刻设为事故发生时刻,τ一般对撤离取
1周,对避迁取1年。
SRγ 为平均屏蔽系数。
(5)式的分母即为剂量转换因子。SFγ值取决于两个主要参数:建筑物屏蔽系数s(即室内剂量率与室外剂量率之比,其值参见表12)和居民在室内的停留时间份额X,SFγ由下式确定:
SFγ=1+(s-1)·X...........(6)
全身当量剂量的时间积分值可用下式计算:
Dγ(0)
∫τ0Dγ(t)dt=-----(1-e-8.64 E4·λ·τ)..(7)
λ
表12 建筑物对γ辐射的屏蔽因子(s)
------------------------------------
建 筑 物 S
------------------------------------
砖瓦建筑物 0.05-0.3
小型多层建筑物:
地下室 0.01
第一和第二层 0.05
大型多层建筑物:
地下室 0.005
地面上各层 0.01
------------------------------------
式中τ 为在室外的停留时间,d;
Dγ(0) 为沉积时刻核素单位沉积量所致的初始当量剂量率,(
Sv/s)/(Bq/m2);
λ 为核素的放射性衰变常数,1/s;
8.64 E4 为1天的秒数。
有关核素的Dγ(0)值参见表13。
B距地面1米处的γ外照射当量剂量率
对沉积于地面的放射性核素的γ外照射当量剂量率,相应于隐蔽或撤离的导出干预水平可用下式计算: