注:a 除了碘同位素为元素外,假设其它核素以氧化物形式由大气向地面和植物表面沉积,当DIL采用牧草中峰值比活度表示时,对锕系元素同位素(尤其是钚)所假设的化学形态将对其Gg值有较大的影响。
b Gg值的推导基于下述假设,即动物全年摄入的某一饲料全部取自同一来源或同一地区(即初始污染水平相同),当食品生产或消费形式显著不同(如摄入量的一部分取自未污染来源)时,应对表中所列数值作适当修改。
c 假设家畜整年放牧(食用牧草)而不食用未污染的储藏饲料。
d 适用于牛,但假设也同样适用于其它放牧动物(如绵、山羊等)。
e 适用于已加工好的水果和蔬菜。
f 适用于牛,对其它放牧动物(如绵羊、山羊等),数值约高10倍。
g 适用于其它钚同位素,即Pu-238,Pu-239和Pu-241。
表16 “储藏”食品中单位比活度相应的时间
积分浓度Gg((Bq·a/kg)/(Bq·/kg))
------------------------------------
用于食品的DIL 用于牧草的DIL
核 素a -----------------------------
牛 奶 b,c 肉 类 b,c 其它任何食品b
------------------------------------
Sr-89 4.4 E-03 6.6 E-04 2.0 E-01
Sr-90 2.4 E-02 4.0 E-03 9.9 E-01
Zr-95 1.8 E-04 8.5 E-04 2.5 E-01
Ru-103 4.3 E-06 1.7 E-04 1.6 E-01
Ru-106 2.1 E-05 1.2 E-03 7.2 E-01
I-131 9.4 E-03 2.8 E-03 3.2 E-03
I-133 3.1 E-04 7.9 E-05 3.4 E-03
Cs-134 1.7 E-01 2.3 E-01 8.5 E-01
Cs-137 2.0 E-01 2.7 E-01 9.9 E-01
Ce-144 6.4 E-04 8.5 E-05 6.6 E-01
Pu-239d 4.3 E-08 2.3 E-06 1.0
Am-241 4.3 E-06 2.3 E-04 1.0
Cm-242 3.6 E-06 1.9 E-04 8.6 E-01
Cm-244 4.2 E-06 2.3 E-04 9.8 E-01
------------------------------------
注: a 除了碘同位素外,假设其它核素以氧化物形式由大气向地面和植物表面沉积,绝大部分核素和碘的Gg值,对于排放核素的化学形态的反应是较不灵敏的。但当DIL采用牧草中峰值比活度表示时,锕系元素同位素(尤其是钚)的化学形式对Gg值有较大的影响。当排放物质在家畜中的生物转移比氧化物容易时,应采用修正后的Gg值。
b 适用于谷物、蔬菜、水果、水和饮料。这些数值是基于下述假设计算的:产品一旦经过加工供储藏和保存,放射性衰减就成为其活度减少的唯一原因。
c 适用于牛,对其它放牧动物(如绵羊、山羊等),数值将约高10倍。
d 适用于其它钚同位素,如Pu-238,Pu-239和Pu-241。
ILw
DIL=---------------------
Iw·Ding·∫τ0e-λr·t·dt
ILw
=---------------------.....(19)
Iw·Ding·(1-e-λr·τ)
式中 ILw 为相应于限制饮水的干预水平,Sv;
Iw 为饮水的年摄入量,kg/a;
τ 为持续饮水的时间,a;
Ding 为摄入单位活度放射性核素所致的待积有效剂量,Sv/Bq;
其它符号意义同前。
有关核素的Ding值可参见表17,“新鲜”和“储藏”食品的Gg值参见表15和16,食品g的年摄入量I值参见表18。 9.3 多种核素多种照射途径
实际发生核事故时,往往同时释放出多种放射性核素,且可能同时出现多种照射途径。因此,若某环境物质中每种核素均达到或部分核素达到DIL值,则总的照射剂量肯定超过干预水平;若上述环境物质中每种核素的剂量值虽未达到DIL值,但各种核素累加的结果也可能达到或超干预水平。为此,需要考虑将单一核素单一照射途径的DIL值应用于多种核素和多种照射途径的情况,其目的是当受照剂量预期要超过干预水平时应实施防护措施。
对于多种核素多种照射途径的照射,可借助于相对照射量F(i,p)来进行评价。(F(i,p)定义为测量水平与导出干预水平之比,即:
L(i,p)
F(i,p)=--------...............(20)
DIL(i,p)
式中 L(i,p) 为某一环境中某一核素i相应于照射途径p的测量水平
;
DIL(i,p) 为同一环境物质中核素i经照射途径p,相应某一给定
防护措施的导出干预水平。
将所有的F(i,p)求和,当和值(总相对照射量)F超过1时,
表17 食入单位活度放射性核素的待积有效剂量(Ding)
------------------------------------
放射性 肠转移 待积有效剂量a,b(Sv/Bq)a
-------------------------
核 素 份 额a 幼 儿 组 少 儿 组 成 人 组
------------------------------------
Sr-89 3 E-01 1.5 E-08 5.2 E-09 2.2 E-09
Sr-90 3 E-01 1.2 E-07 4.6 E-08 3.3 E-08
Ar-95 2 E-03 5.0 E-09 1.9 E-09 9.2 E-10
Ru-103 5 E-02 4.3 E-09 1.6 E-09 7.4 E-10
Ru-106 5 E-02 4.0 E-08 1.3 E-08 5.8 E-09
I-131 1 (3.7 E-06) (1.2 E-06) (4.4 E-07)
I-133 1 (8.6 E-07) (2.3 E-07) (8.3 E-08)
Cs-134 1 1.7 E-08 1.7 E-08 1.7 E-08
Cs-137 1 1.3 E-08 1.2 E-08 1.2 E-08
Ce-144 3 E-04 3.7 E-08 1.3 E-08 5.4 E-09
Pu-238 1 E-05 4.9 E-08 2.0 E-08 1.3 E-08
Pu-239 1 E-05 4.7 E-08 2.1 E-08 1.4 E-08
Pu-240 1 E-05 4.7 E-08 2.1 E-08 1.4 E-08
Pu-241 1 E-05 3.9 E-10 2.4 E-10 2.1 E-10
Am-241 1 E-03 1.9 E-06 1.1 E-06 9.8 E-07
Cm-242 1 E-03 1.8 E-07 6.3 E-08 3.0 E-08
Cm-244 1 E-03 1.4 E-06 6.6 E-07 5.4 E-07
------------------------------------
注:a 除碘同位素为元素外,假设其它核素都为氧化物,对于其它化学形态,剂量值将有所不同。这一点对钚同位素特别重要,因为对易溶的或生物学结合态的钚同位素,剂量可能要增高达100倍。
b 除碘的两个同位素给出的是甲状腺待积当量剂量外(数值带括号),表中其它值均为待积有效剂量。
表18 供计算食品DIL所用的食品
年平均摄入量(I)举例a
------------------------------------
年摄入量(kg/a)
食品种类 --------------------------
幼儿组 少儿组 成人组
------------------------------------
牛奶 260 300 250
牛奶制品 16 30 40
暴露水果和蔬菜b 50 100 130
其它水果和蔬菜c 50 100 130
肉类 40 150 200
谷物 50 150 150
水和饮料 260 350 600
------------------------------------
注:a 引自IAEA安全从书第81号(1986)的数据。
b 指表面可能直接受到大气沉降物污染的水果和蔬菜,例如青菜。
c 指未受到直接污染的水果和蔬菜,例如根类作物。
预期受照剂量将超过干预水平,这表明应考虑实施相应的防护措施。用数学公式表示,若满足下式时即表明需要采取防护措施。
F=∑∑|F(i,p)|
pi
= ∑ ∑|F(i,p)|+∑Fg(i)
p-1i i
∑Lg(i)/Dg(i)
i
= ∑ ∑|F(i,p)|+-----------------≥1..(22)
p-1i ∑DILg·f(i)/Dg(i)
i
式中Fg(i) 为由距地面1米处γ外照射当量剂量率贡献的相对照射量;
Lg(i) 为距地面1米处γ外照射当量剂量率的测量值,Sv/s;
f(i) 为沉积于地面的放射性核素i按活度表示的分数,近似地作为剂
量率分数;
Dg(i) 为开阔地面上核素i单位沉积量相应的γ当量剂量率,(Sv/
s)/(Bq/m2);
DILg 为以地面1米处γ外照射当量剂量率表示的相应于某一防护措施
的导出干预水平,Sv/s。
式中第一项则为其它各种相对照射量之和。9.4 总β和总γ活度
发生核事故时,要在很短时间内迅速监测出释放到环境中的每一个核素的污染水平或辐射水平,一般情况下是很困难的。由于核事故后最早的环境监测结果常常是环境物质中的总β或总γ放射性活度水平或辐射水平,因此在实际工作中可以考虑通过测定总β或总γ放射性活度水平或辐射水平,并与其相应的导出干预水平作比较,为是否需要采取以及采取何种防护措施提供早期指示。9.4.1 若污染源中各种放射性核素(假设共有n种)的相对组成已知时,可用下式计算总β或总γ的导出干预水平:
1
DIL=-----------.............(23)
n
∑ Pi/DILi
j=1
式中 Pi 为核素i对总β或总γ活度贡献的份额;
DILi 为参与计算的核素i的导出干预水平。
9.4.2 污染源中放射性核素的相对组成Pi,在核事故中是难以及时获得的。此时,若假设为核反应堆事故性释放,且不考虑释放物在向环境物质中转移时相对组成发生改变,则Pi可近似地用各裂变产物的相对组分P(t1,t2,i)来代替:
Q(t1,t2,i)
P(t1,t2,i)=--------------.....(24)
n
∑ Q(t1,t2,i)
i=1
式中 P(t1,t2,i) 为经t1天堆照、t2天冷却后裂变核素i的相对
组分;
Q(t1,t2,i) 为经t1天堆照、t2天冷却后裂变核素i的放射
性,Bq/kw。
Q(t1,t2,i)可近似地采用经t1天堆照、t2天冷却后U-235裂变产物中各核素的比放射性:
Q(t1,t2,i)=(Ai+Bi·t1)·e-λi·t2...(25)式中 t1 为堆照时间,d(120<t1<1095);
t2 冷却时间,d;
Ai,Bi 为核素i的放射性比活度与堆照时间曲线拟合的系数;
λi 为核素i的衰变常数,1/d。
有了P(t1,t2,i),即可计算总β或总γ的导出干预水平。例如,对于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总γ导出干预水平可用下式估算:
DIL=
ILe/r
--------------------------------...(26)
n
SFγ· ∑ (P(t1,t2,i)·∫τ0Dγ(t,i)dt)
j=1