λ ILs/e
DIL=-------·------
1-e-λ·τ SFγ
ILs/e·λ
=--------------·(8)
SFγ·(1-e-λ·τ)
式中DIL 为以距地面上方1米处测得的γ当量剂量率表示的导出干预水平
,Sv/s;
λ 为有效衰变常数,1/s;其他符号意义同前。
λ可用下式计算:
表13 若干核素沉积时刻单位沉积量
的初始当量剂量率(Dγ(0))
---------------------------------------
放射性 Dγ(0) 放射性 Dγ(0)
核 素 ((Sv/s)/ 核 素 ((Sv/s)/
(Bq/m2)) (Bq/m2))
---------------------------------------
Zr-95 6.0 E-16 Ba-140 1.6 E-16
Nr-95 6.2 E-16 Ce-144 2.2 E-17
Ru-103 4.1 E-16 Np-239 1.9 E-16
Ru-106 1.7 E-16 Pu-238 1.6 E-19
Te-132 2.4 E-16 Pu-239 1.1 E-19
I-131 3.6 E-16 Pu-240 1.6 E-19
I-132 1.8 E-15 Pu-241 2.1 E-21
I-133 5.1 E-16 Am-241 1.9 E-17
I-135 1.1 E-15 Cm-242 1.9 E-19
Cs-134 1.3 E-15 Cm-244 3.1 E-19
Cs-137 4.7 E-16
---------------------------------------
注:表中数值均未考虑SFγ的影响。
λ=λr+λw...............(9)
式中λr 为放射性衰变常数,1/s;
λw 为气象因素(如风吹、雨淋等)引起的放射性活度减弱常数,1/s。
在事故早期,因是对较短时间内的剂量积分,故可用λr取代λ。但在
事故中期,一般可取0.05/d,相当于半减弱期为14天。
对于避迁,DIL值可用下式计算:
ILr
DIL=-----...............(10)
θ·SFγ
式中θ 为放射性核素全身当量剂量率在不同时间内的积分值与在0时刻的当量剂量率之比,Sv/(Sv/s);其他符号意义同前。θ可用下式计算:
∫τ0Dγ(t)dt
θ=----------...............(11)
Dγ(0)
式中Dγ(t)、Dγ(0)和τ的意义同前。有关核素的θ值参见表14,表中的θ值已考虑了放射性衰变及其它清除过程的影响。
(2)吸入再悬浮放射性物质引起的内照射
核事故后沉积在地面的放射性核素,由于风吹、机械振动、人员行动等,可使沉积物扬起而在空中再悬浮,由此人员有可能因吸入再悬浮物质而引起内照射。对于吸入再悬浮物质,相应于撤离或避迁的导出干预水平可由下式计算:
ILe/r
DIL=------------------------....(12)
B·Dinh·∫τ0K(t)·e-λr·τ·dt
式中DIL 为以核素地面只量表示的导出干预水平,Bq/m2;
k(t) 为与时间有关的再悬浮因子,1/m;其他符号意义同前。
再悬浮因子定义如下:
表14 不同积分时间的θ值
---------------------------------------
放射性 Sv/(Sv/s)
------------------------------
核 素 7天 1年 50年
---------------------------------------
Zr-95 6.2 E5 1.5 E7 1.6 E7
Nb-95 5.6 E5 4.3 E6 4.3 E6
Ru-103 5.7 E5 4.8 E6 4.8 E6
Ru-106 6.0 E5 2.2 E7 3.9 E7
Te-132 2.7 E6 3.5 E6 3.5 E6
I-131 4.5 E5 1.0 E6 1.0 E6
I-132 1.2 E4 1.2 E4 1.2 E4
I-133 1.1 E5 1.2 E5 1.2 E5
I-135 4.4 E4 4.4 E4 4.4 E4
Cs-134 6.0 E5 2.5 E7 7.1 E7
Cs-137 6.0 E6 2.9 E7 3.3 E8
Ba-140 4.1 E6 1.8 E7 1.8 E7
Ce-144 1.2 E6 4.0 E7 6.3 E7
Np-239 2.6 E5 2.9 E5 2.9 E5
Pu-238 6.0 E5 2.8 E7 1.5 E8
Pu-239 6.1 E5 2.9 E7 2.7 E8
Pu-240 6.0 E5 2.8 E7 1.6 E8
Pu-241 1.0 E6 2.9 E8 3.7 E10
Am-241 6.0 E5 2.9 E7 3.1 E8
Cm-242 6.0 E5 1.5 E7 1.8 E7
Cm-244 6.0 E5 2.8 E7 1.8 E8
---------------------------------------
续上表
------------------------------------
Sv/(Bq/m2)
------------------------------------
7天 1年 50年
------------------------------------
3.7 E-10 9.1 E-9 9.4 E-9
3.5 E-10 2.7 E-9 2.7 E-9
2.3 E-10 2.0 E-9 2.0 E-9
1.0 E-10 3.7 E-9 6.8 E-9
6.4 E-10 8.4 E-10 8.4 E-10
1.6 E-10 3.6 E-10 3.6 E-10
2.2 E-11 2.2 E-11 2.2 E-11
5.8 E-11 6.0 E-11 6.0 E-11
5.0 E-11 5.0 E-11 5.5 E-11
7.7 E-10 3.2 E-8 9.1 E-8
2.8 E-10 1.4 E-8 1.5 E-7
6.7 E-10 2.9 E-9 2.9 E-9
2.7 E-11 8.9 E-10 1.4 E-9
5.0 E-11 5.7 E-11 5.7 E-11
9.9 E-14 4.6 E-12 2.4 E-11
6.4 E-14 3.1 E-12 2.8 E-11
9.8 E-14 4.6 E-12 2.6 E-11
2.1 E-15 5.9 E-13 7.6 E-11
1.1 E-11 5.5 E-10 5.8 E-9
1.2 E-13 2.9 E-12 3.5 E-12
1.8 E-13 8.6 E-12 5.6 E-11
------------------------------------
空气中再悬浮物的核素浓度(Bq/m3)
K=-------------------..........(13)
核素在地面的沉积量(Bq/m2)
K值随事故后不同时间的变化可用下式计算:
K(t)=10-6×e-at+10-9×e-bt.......(14)式中 t 为事故后天数,d;
a 为常数,取10-2 1/d;
b 为常数,取2×10-5 1/d。
因此
∫τ0K(t)·e-λr·τ·dt
10-6
=-----(1-e-(a+λr)τ)
a+λr
10-9
+----(1-e-(b+λr)τ)..............(15)
b+λr
将(15)式代入(12)式即可计算导出干预水平。其中呼吸率B的单位为m3/d,λr的单位为d-1。
9.2.3 摄入放射性核素污染的食品和水引起的内照射
预先建立以食品、饮用水及牧草中放射性核素比活度(或浓度)表示的导出干预水平,可以作为事故后判断是否需要采取防护措施的依据。原则上可对各种食品中的每一种核素估算其导出干预水平,但实际上一般只需考虑那些对剂量贡献较大的仪器和经食物链转移可能成为主要照射源的少数几个核素。
(1)食品中放射性核素的比活度
A “储藏”食品
对于不需加工而可直接食用的“储藏”食品,其相应的导出干预水平(Bq/kq)可用下式计算:
ILf
DIL=-----------...............(16)
Ig·Ding·Gg
式中ILf 为相应于食品需限制食用的干预水平(脚标f表示限制食用,下
同),Sv;
Ig 为食品g的年摄入量,kg/a;
Ding 为摄入单位放射性核素所致的待积有效剂量或待积当量剂量,S
v/Bq;
Gg 为食品g中某一核素的年积分比活度与设定的起始食用时刻比活
度之比,(Bq·a/kg)/(Bq/kg)。
Gg可用下式计算:
∫τ0Cg(t)·dt
Gg=-------------............(17)
Cg(t0)
式中 Cg(t) 为t时刻食品中某种核素的比活度,Bq/kg;
t0 为设定的起始食用时刻,d。
τ 为持续食用时间,a。
B “新鲜”食品
对于不直接食用的“新鲜”食品,例如未经清洗或去叶的新摘取的蔬菜和水果,其导出干预水平(Bq/kg)可采用(16)式的修正式来计算:
ILf·f
DIL=----------..............(18)
Ig·Ding·Gg
式中f 为某种待加工食品中的核素比活度与该食品加工后的核素比活度之比,f≥1(当缺乏特写环境中的f数据时,可保留地取1);其它符号的意义同前。
(2)牧草中沉积放射性核素的比活度
对于畜产品(主要是牛奶和肉类)限制食用的导出干预水平,依图3的模式也可用牧草中沉积放射性核素的比活度来表示。当然,因为其不确定性增大,该DIL值较相应食品中该核素比活度的DIL值的可靠性要差。但因牧草中核素比活度的测量通常要比食品中核素比活度的测早得多,因此用牧草中核素比活度表示的导出干预水平,对是否要采取相应的防护措施可提供早期指示。
以牧草中核素初始比活度表示的DIL值(Bq/kg),也可以用(16)式计算,只是式中Gg改为食品中核素的年积分比活度与牧草中核素初始比活度的比值。Gg值将随畜产品由生产到消费所经过的时间变化而有所不同。与牧草有关的Gg值参见表15和表16。
在估算表15和16中的Gg时,均假定全年消费的食品取自同一地区或同一来源(即初始浓度相同),且所考虑的个人在事故后的这一年中一直食用这种食品。
(3)水中放射性核素浓度
要对核素向饮水转移随时间的变化规律作出可靠的估计,现有的数据尚不够充分。但是,在假定核素浓度的降低仅是因放射性衰变所致的情况下,以初始浓度(假设它是立即出现的)表示的DIL(Bq/kg)可用一个近似的、通常也是谨慎的公式估算:
表15 “新鲜”食品中单位峰值比活度
相应的时间积分浓度(Gg)
((Bq·a/kg)/(Bq/kg))
或((Bq·a/L)/(Bq/L))
---------------------------------------
放射性 用于食品的DIL
------------------------------------
牛奶制 暴露水果 其它水果
核素a 牛奶c,d 品c,d 和蔬菜e 和蔬菜e
---------------------------------------
Sr-89 6.2 E-2 6.2 E-2 4.3 E-2 2.0 E-1
Sr-90 1.2 E-1 1.2 E-1 6.1 E-2 9.9 E-1
Zr-95 3.8 E-2 3.8 E-2 4.3 E-2 2.5 E-1
Ru-103 3.7 E-2 3.7 E-2 3.8 E-2 1.6 E-1
Ru-106 4.7 E-2 4.7 E-2 4.9 E-2 7.2 E-1
I-131 2.6 E-2 2.6 E-2 2.1 E-2 3.2 E-2
I-133 6.8 E-3 6.8 E-3 3.3 E-3 3.4 E-3
Cs-134 7.5 E-2 7.5 E-2 6.2 E-2 8.5 E-1
Cs-137 7.8 E-2 7.8 E-2 6.4 E-2 9.9 E-1
Ce-144 4.2 E-2 4.2 E-2 4.9 E-2 6.6 E-1
Pu-239 5.9 E-1 5.9 E-1 5.1 E-1 1.0
Am-241 5.6 E-1 5.6 E-1 5.1 E-2 1.0
Cm-242 3.2 E-1 3.2 E-1 4.7 E-2 8.6 E-1
Cm-244 5.6 E-1 5.6 E-1 5.1 E-2 9.8 E-1
---------------------------------------
续上表
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用于牧草的DILb
------------------------------------
内类 水和
等d 饮料 牛奶f 内类f
------------------------------------
8.4 E-2 2.0 E-1 1.4 E-3 2.8 E-4
1.6 E-1 9.9 E-1 3.0 E-3 6.3 E-4
7.6 E-2 2.5 E-1 5.5 E-5 5.2 E-4
2.0 E-1 1.6 E-1 1.0 E-6 2.2 E-4
5.8 E-1 7.2 E-1 1.4 E-6 9.7 E-4
2.8 E-2 3.2 E-2 7.8 E-3 2.5 E-3
7.4 E-3 3.4 E-3 6.2 E-4 1.7 E-4
2.0 E-1 8.5 E-1 1.5 E-2 5.3 E-2
2.1 E-1 9.9 E-1 1.6 E-2 5.6 E-2
6.7 E-1 6.6 E-1 4.1 E-5 8.6 E-5
5.9 E-1 1.0 2.5 E-8 1.4 E-6
5.7 E-1 1.0 2.4 E-6 1.3 E-4
3.2 E-1 8.6 E-1 1.3 E-6 7.1 E-5
5.6 E-1 9.8 E-1 2.4 E-6 1.3 E-4
------------------------------------