А.1. Алгоритм расчета

А.1 Алгоритм расчета

А.1.1 В результате поступления радионуклидов в атмосферу формирование дозы облучения населения в районе расположения радиационного объекта происходит по прямым и непрямому путям воздействия.

К прямым путям облучения относятся: внешнее облучение от фотонов, испускаемых содержащимися в атмосфере и отложившимися на почве радионуклидами, и внутреннее облучение, обусловленное радионуклидами, поступившими в организм с вдыхаемым воздухом (ингаляционный путь).

К непрямому пути воздействия относится внутреннее облучение от радионуклидов, попавших в организм вследствие их миграции по пищевым и биологическим цепочкам (пероральный путь).

Доза облучения по прямым путям воздействия зависит от места нахождения человека на местности. В общем случае, дозы по пищевым цепочкам определяются не местом проживания человека, а территориальным распределением посевных площадей и других сельскохозяйственных угодий в регионе радиационного объекта.

Доза облучения населения по пероральному пути воздействия формируется, в основном, за счет потребления местных растительных и мясомолочных пищевых продуктов.

А.1.2 Расчет дозы проводится по статической модели, в соответствии с которой принимается равновесное накопление радионуклидов в объектах окружающей среды в условиях непрерывного их поступления в атмосферу с постоянной мощностью. Это обычно принимаемое допущение является несколько консервативным для долгоживущих радионуклидов (например, ¹³⁷Cs), период полураспада которых незначительно отличается от продолжительности эксплуатации источника.

А.1.3 В качестве потенциально критических групп рассматриваются следующие возрастные группы отдельно сельского и городского населения:

- от одного года до двух лет;

- от двух лет до семи лет;

- от семи лет до двенадцати лет;

- от двенадцати лет до семнадцати лет;

- взрослые (старше семнадцати лет).

Каждая из перечисленных групп населения считается достаточно однородной по основным факторам (время пребывания на открытой местности, защитные характеристики зданий и сооружений, физиологические и метаболические характеристики, возраст, рацион питания и т.д.), влияющим на получаемые дозы от выбросов радиационного объекта.

А.1.4 В условиях нормальной эксплуатации радиационного объекта, как правило, эффективный диаметр радиоаэрозолей в его выбросах в атмосферу меньше одного микрометра, то есть их гравитационным осаждением из облака выбросов на подстилающую поверхность по сравнению с сухим осаждением и вымыванием осадками можно пренебречь.

А.1.5 Важную роль при проведении расчетов дозы облучения населения от выбросов радиационного объекта играет выбор модели атмосферной диффузии. Существует три теоретических подхода к проблеме атмосферной диффузии, основанных на учете градиентного переноса или К-теории, статистической теории и анализе размерностей. На практике широкое применение получили Гауссовы модели. Многочисленные модификации Гауссовой модели отличаются различными способами оценки горизонтальной и вертикальной дисперсий и . Они определяются путем сопоставления результатов измерения концентрации примеси в воздухе от реальных источников с расчетами по Гауссовой модели на основе той или иной параметризации коэффициентов диффузии. При этом для различных местностей и условий выброса получаются разные результаты. Происходит накопление данных. Более поздние разработки обычно учитывают результаты предшествующих диффузионных экспериментов в атмосфере, которые сохраняются в международных и национальных информационных банках данных. В настоящее время чаще всего используются формулы Бриггса для горизонтальной дисперсии примеси и Смита-Хоскера для вертикальной дисперсии как функции расстояния от источника выброса, категории устойчивости атмосферы и шероховатости подстилающей поверхности (раздел А.11).

А.1.6 Расчет годовой эффективной дозы облучения лиц из критической группы населения от выбросов радиационного объекта проводится по формуле

, (А.1.1)

где - годовая эффективная доза облучения по пути воздействия для лиц из возрастной группы l, Зв/год.

А.1.7 Расчет индивидуальной дозы облучения от радиоактивного облака для лиц из возрастной группы l проводится по формуле

, , (А.1.2)

где x - расстояние от источника, м;

n₀ - номер румба куда переносится выброс;

n - номер румба откуда дует ветер;

N - общее число румбов направлений ветра;

Q_r - проектное значение годового выброса радионуклида r в атмосферу для проектируемого и строящегося радиационного объекта или максимальный годовой выброс радионуклида r в атмосферу за последние пять лет для действующего радиационного объекта, Бк/год;

- среднегодовой метеорологический фактор разбавления в приземном слое атмосферы для радионуклида r на расстоянии x от источника в направлении ветра румба n (индекс n указывает номер румба откуда дует ветер), с/м³ (раздел А.2).

- коэффициент дозового преобразования при облучении человека от облака для радионуклида r, (раздел А.3);

- коэффициент, учитывающий эффекты экранирования -излучения от радиоактивного облака зданиями и неполного пребывания лица из возрастной группы l на открытой местности.

Расчет коэффициента проводится по формуле

, , (А.1.3)

где - средний коэффициент защиты от внешнего гамма-излучения радиоактивного облака для помещения типа i (раздел А.4);

- доля времени в течение года, когда лицо из возрастной группы l находится в помещении типа i;

- доля времени в течение года, когда лицо из возрастной группы l находится в различных помещениях.

Значения величин определяются на основе результатов социологического исследования жизнедеятельности различных возрастных групп сельского и городского населения, проживающего в районе расположения радиационного объекта.

А.1.8 Расчет индивидуальной дозы облучения от выпадений радионуклидов выбросов радиационного объекта на подстилающую поверхность для лиц из возрастной группы l проводится по формуле

, , , (А.1.4)

где k₁ - безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности (принимается равным 0,7);

k₂ - коэффициент, характеризующий среднегодовое влияние снежного покрова на дозу внешнего облучения;

- коэффициент, учитывающий эффекты экранирования гамма-излучения зданиями от радиоактивных выпадений на почву и неполного пребывания лица из возрастной группы l на открытой местности;

- среднегодовой метеорологический фактор сухого осаждения радионуклида r на подстилающую поверхность на расстоянии x от источника в направлении ветра румба n, м^-2 (раздел А.2);

- среднегодовой метеорологический фактор влажного выведения радионуклида r на подстилающую поверхность на расстоянии x от источника в направлении ветра румба n, м^-2 (раздел А.2);

- коэффициент дозового преобразования при облучении от радиоактивно загрязненной ровной поверхности без глубинного распределения для радионуклида r, (раздел А.3);

- постоянная радиоактивного распада нуклида r, с^-1;

- постоянная спада мощности дозы -излучения от загрязненной местности за счет экранирования верхними слоями почвы, диффузии в глубь и выведения радионуклида r из нее всеми процессами, кроме радиоактивного распада, с^-1 (принимается равной 1,27 · 10^-9 с^-1).

Коэффициент k₂, характеризующий среднегодовое влияние снежного покрова на дозу внешнего облучения, рекомендуется принимать равным для малоснежной зимы - 0,9; среднеснежной - 0,85; многоснежной - 0,8.

Расчет коэффициента проводится по формуле

, (А.1.5)

где - средний коэффициент защиты от внешнего гамма-излучения, обусловленного радиоактивно загрязненной территорией, для помещения типа i (раздел А.4).

А.1.9 Расчет дозы облучения по ингаляционному пути для лица из возрастной группы l проводится по формуле

, (А.1.6)

где U_l - среднегодовая скорость дыхания лица из возрастной группы l, м³/с (раздел А.3);

- коэффициент дозового преобразования при ингаляции радионуклида r в организм лица из возрастной группы l, Зв/Бк (раздел А.3).

А.1.10 Расчет дозы облучения по пероральному пути для лица из возрастной группы l проводится по формуле

, (А.1.7)

где - коэффициент дозового преобразования при заглатывании радионуклида r в организм лица из возрастной группы l, Зв/Бк (раздел А.3);

и - коэффициенты перехода радионуклидов в пищевые продукты при непрерывных выпадениях в течение года соответственно для воздушного и корневого пути загрязнения, м²/кг(л);

- годовое потребление пищевого продукта m лицом из возрастной группы l, кг(л).

Рекомендуемые значения величин и приведены в разделе А.5. Значения величин определяются в результате изучения структуры питания населения района расположения радиационного объекта.

А.1.11 Доза облучения от выбросов ³H и ¹⁴C

Миграция в окружающей среде и пути загрязнения пищевых продуктов в случае выбросов ³H в форме тритиевой воды НТО и ¹⁴C в виде углекислого газа CO₂ имеют свои особенности.

Пары тритированной воды поступают в организм человека ингаляционным путем и через кожу тела. При этом если человек не работает (в покое), поступление через кожу примерно равно поступлению ингаляционным путем, при физической работе в организм поступает ингаляционным путем вдвое больше паров НТО. Главным путем загрязнения пищевых продуктов ³H является влагообмен в атмосфере, содержащей НТО в форме пара. Процессы обмена протекают быстро, и в результате достигается равновесное накопление трития в разных средах.

Радиоактивный углерод ¹⁴C обычно поступает в атмосферу в виде углекислого газа или других, быстро окисляющихся до CO₂, соединений. Углекислый газ поглощается растениями в процессе фотосинтеза, что для ¹⁴C является практически единственным значимым путем облучения населения.

А.1.11.1 Расчет ожидаемой дозы облучения от выброса ³H, за счет перорального и ингаляционного путей воздействия, а также поступления паров НТО через кожу тела (консервативно принимается, что поступление ³H через кожу равно поступлению этого радионуклида ингаляционным путем), для лиц из возрастной группы l проводится по формуле

, (А.1.8)

где T = 3,15 · 10⁷ с;

- абсолютная влажность атмосферного воздуха, кг/м³, (среднее за вегетативный период значение можно принять равным 9 · 10^-3 кг/м³);

- годовое потребление связанной влаги в составе пищевых продуктов лицом из возрастной группы l, кг/год (референтное значение U_w,p = 256 кг в год или 0,7 кг/сут);

K_w - безразмерный коэффициент фракционирования, равный отношению удельной активности трития в воде пищевых продуктов к удельной активности трития в атмосферной влаге.

Коэффициент фракционирования K_w не всегда достигает равновесного значения. Однако, имея в виду, что в местных пищевых продуктах тритий может содержаться также в органически связанной форме, для оценок можно принять K_w = 1.

Консервативная оценка ожидаемых доз внутреннего облучения от выбросов трития в атмосферный воздух в виде НТО (принимается, что устанавливается равенство удельных активностей ³H в воде тканей человека и в атмосферной влаге) проводится по формуле

, (А.1.8а)

где DCF_H-3 - дозовый фактор конверсии для расчета ожидаемой мощности дозы от трития в воде, содержащейся в тканях человека, равен 8,25 · 10^-16 ;

- средняя абсолютная влажность воздуха, л/м³.

А.1.11.2 Расчет ожидаемой дозы облучения от выброса ¹⁴C, за счет перорального и ингаляционного путей воздействия, для лиц из возрастной группы l проводится по формуле

, (А.1.9)

, , ,

где U_l1, U_l2, U_l3 - потребление растительных, молочных и мясных пищевых продуктов лицом из возрастной группы l, кг(л)/сут;

U_af,cc - потребление кормов дойной коровой, кг/сут (референтное значение 60 кг/сут);

U_af,lhl - потребление кормов крупным рогатым мясным скотом, кг/сут (референтное значение 40 кг/сут).

Консервативная оценка ожидаемых доз внутреннего облучения от выбросов радиоуглерода в атмосферный воздух в виде углекислого газа ¹⁴CO₂ (принимается, что устанавливается равновесие удельных активностей ¹⁴C в тканях человека и в атмосферном воздухе) проводится по формуле

, (А.1.9а)

где DCF_c-14 - дозовый фактор конверсии, связывающий мощность дозы внутреннего облучения человека от ¹⁴C с удельной активностью ¹⁴C в тканях человека в расчете на 1 г стабильного углерода, равен 1,78 · 10^-12 ;

- концентрация стабильного углерода в воздухе, равна 0,18 г/м³.

А.1.12 Расчет индивидуальной дозы облучения по возможным путям воздействия в функции расстояния от радиационного объекта проводится с учетом реального и планируемого размещения населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий, личных подсобных хозяйств и т.д.

А.1.13 Максимальная годовая индивидуальная эффективная доза облучения на расстоянии x от радиационного объекта в румбе с номером n₀ определяется следующим образом

. (А.1.10)

А.1.14 Расчет годовой индивидуальной эффективной дозы облучения лица из возрастной группы l, проживающего в окрестности точки M на местности, E^l(M) от нескольких источников на территории радиационного объекта, осуществляется методом суперпозиции

, M D, (А.1.11)

где - годовая доза облучения от источника s за счет пути воздействия лица из возрастной группы l, проживающего в окрестности точки M на местности.