3.2.1. Оценка дозы внешнего облучения

Величина дозы внешнего облучения человека зависит от целого ряда факторов: вида и энергии излучения радионуклида, количества радионук­лида в окружающей среде, распределения радионуклида в слое почвы, времени нахождения человека на открытой территории, наличия защитных сооружений, расстояния от загрязненной поверхности и др.

Основным источником внешнего облучения человека, проживающе­го на территориях, загрязненных искусственными радионуклидами в результате техногенных катастроф прошлых лет, является ¹³⁷Сs, распад которого, наряду с  -излучением средней жесткости, сопровождается высокопроникающим γ-излучением. Данный радионуклид является главным загрязнителем территорий, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Другие долгоживущие радионуклиды, такие, как стронций и плутоний, не представляют опасности при внеш­нем облучении, так как ⁹⁰Sr является источником только  -излучения, а ²³⁹Pu -α- излучения, имеющих низкую проникающую способность (однако они опасны как источники внутреннего облучения, кроме того, плутоний является токсичным элементом).

Для расчета дозы внешнего облучения часто используют эмпирическую зависимость средней годовой дозы облучения человека от плотности поверхностного загрязнения территории

D_внешн. = 0,1  а_S (11 )

где D_внешн.- годовая доза от внешнего облучения, мЗв/год;

0,1 – эмпирический коэффициент перехода от Ки/км² к мЗв /год;

а_S - плотность поверхностного загрязнения территории, Ки/км².

Это соотношение предполагает выполнение следующих условий:

1. единственным источником внешне­го облучения является γ-излучение ¹³⁷Сs;

2. радионуклид равномерно распре­делен в верхнем слое почвы толщиной 20 см;

3. учитывается ослабление по­тока излучения при прохождении этого слоя,

4. учитываются усредненные условия проживания человека.

Существуют и более точные формулы, которые учитывают время пребывания человека на открытом воздухе, а также наличие искусственных или естественных преград, экранирующих излучение (нахождение человека в кирпичном здании снижает дозу облучения примерно в 10 раз, а в деревянном здании – только в 3 раза ).

3.2.2. Оценка дозы внутреннего облучения

Основными источниками внутреннего облучения человека, прожинающего на загрязненных территориях, являются ¹³⁷Сs и ⁹⁰Sr, поступающие в организм человека с продуктами питания, питьевой водой, вдыхаемым воздухом или через нарушения в кожных покровах (рис.1).

Спустя некоторое время после аварии подавляющее количество радионуклидов оказывается локализованным в верхнем слое почвы. Поэтому главным источником внутреннего облучения человека становятся продукты пита­ния, полученные из сельскохозяйственного сырья с загрязненных террито­рий, а поступление радионуклидов в организм человека с питьевой водой, воздухом или через кожные покровы имеет второстепенное значение и в приведенных ниже расчетах и прогнозах учитываться не будет.

Расчет дозы внутреннего облучения человека основан на использовании дозовых коэффициентов, установленных «Нормами радиационном безопасности» (НРБ-99).

Дозовый коэффициент К_D - величина ожидаемой эффективной дозы облучения человека при поступлении 1 Бк данного радионуклида при определенном пути поступления в организм.

Для каждого радионуклида характерны свои вид и энергия излучения, период полурас­пада, физические и химические свойства, место локализации в организме человека, участие в обменных процессах, эффективный период полувыве­дения из организма и др. Ожидаемая доза облучения зависит как от природы радионуклида, так и от путей поступле­ния его в живой организм - через органы дыхания или пищеварения. Значения дозовых коэффициентов для некоторых радионуклидов приведены в приложении 16.

Если известна общая активность данного радионуклида, поступающего в организм человека, можно рассчитать дозу внутреннего облучения:

Д_внутр. = А  К_D ( 12 )

где А - активность радионуклида, поступающего в организм человека, Бк;

К_D- дозовый коэффициент, мкЗв/Бк.

Для расчета активности радионуклидов, поступающих в организм человека за год, используют метод коэффициентов накопления или коэффициентов перехода. Он основывается на рассмотрении всего пути радионуклида из почвы - через растения и животных - в организм человека по установленным трофическим и технологическим цепям. Перенос радионуклида от одного звена цепи к другому характеризуется определенными значениями коэффициентов накопления или коэффициентов перехода (см. раздел 3.3.). Для расчетов используется упрощенный рацион питания человека (приложение 17), включающий 5 основных продуктов (показано, что с ними в нашей стране в организм человека поступает около 90 % радионуклидов).

На последнем этапе суммируются дозы внешнего и внутреннего об­лучения человека от разных радионуклидов и продуктов питания, и эта ве­личина - суммарная годовая доза облучения человека - сравнивается с основным дозовым пределом для населения (1 мЗв/год, приложение 13).