Оценка мощности дозы внешнего облучения

Пусть q(x,y,z,t) – есть решение уравнения (13.6) с соответствующими начальными и граничными условиями и Nu_a – некоторая совокупность радионуклидов в выбросе a =1, 2,...,N. Тогда, если E_a, h_a - энергия фотонного излучения какого-либо радионуклида и ее эффективный квантовый выход соответственно, а l_a, T_a – постоянная распада и период полураспада радионуклидов соответственно и Q_0,a – их начальная активность, то величина мощности дозы внешнего облучения от каждого из радионуклидов, распространяющихся в факеле выбросов, в общем случае может быть оценена по фор-

муле:

,мЗв/час (13.11)

где x_i, y_j, z_k – координаты точки наблюдения; x, y, z – текущие

координаты; m_a(E_a), m(E_a) – линейные коэффициенты поглощения энергии м^-1 и ослабления фотонного излучения м^-1 в воздухе соответственно. Очевидно, что общая мощность дозы может бать получе-

на суммированием по всем радионуклидам - . При этом время, необходимое для расчета мощности дозы от одного радионуклида на стандартном PC, может составить 30-60 сек, а для N радионуклидов в N раз больше. Понятно, что такой классический подход не может нас удовлетворить, если мы собираемся использовать автоматизированную систему в режиме реального времени.

Выход из положения находят, используя тот факт, что зависимость коэффициента поглощения от энергии фотонного излучения в диапазоне энергий фотонов 0,08 £ E_g £ 2 МэВ слабо выражена рис. 13.3, а средняя энергия ионизации среды постоянна и составляет ≈ 33,85 эВ. Это дает нам полное право воспользоваться понятием среднеэффективной энергией фотонного излучения и других характеристик радионуклидов, распространяющихся в атмосфере факелом выбросов.

; ;

; , (13.12)

где E_v(t); l_v(t); T_v(t) – среднеэффективные значения соответственно энергии, постоянной распада и периода полураспада фотонного излучения радиоактивной примеси объемного источника, представляющего собой облако или факел выбросов; i = 1,2,3,....,N; - начальная активность, постоянная распада и период полураспада i–го радионуклида; t – текущее время. При таком подходе, очевидно, следует учитывать, что средняя энергия фотонного излучения, равно как и другие характеристики (постоянная распада, период полураспада) будут зависеть как от времени, так и от типа примеси, т.е. представляет ли собой радиоактивная примесь смесь ИРГ и аэрозолей или только аэрозолей. Последнее, очевидно, будет играть существенную роль для оценок мощности дозы внешнего облучения от подстилающей поверхности, загрязненной следом радиоактивных выбросов, а также оценок дозы внутреннего облучения при ингаляции. Несомненно, подобный метод оценки радиационных характеристик радиоактивного загрязнения окружающей среды не совсем удобен, поскольку не связывается конкретно с каким-либо радионуклидом и его характеристиками, но это есть не что иное, как расплата за возможность проводить прогностические оценки радиоактивного загрязнения окружающей среды в режиме реального времени. Если эти особенности учтены, то величина мощности дозы внешнего облучения от облака или факела выбросов радиоактивной примеси, содержащей N нуклидов, может быть представлена в виде формулы (13.11), в которой в качестве энергии фотонного излучения i-го нуклида используется из формулы (13.12).

. мЗв/час (13.13)