核和放射事故外照射劑量評價方法（上）

張良安

在核和放射事故中，為了對事故進行合理的處置、給輻射損傷人員診療和事故的綜合評價提供劑量依據(jù)，核和放射事故外照射劑量評價是其關(guān)鍵的技術(shù)之一，為此，本文將對Xγ外照射劑量估算、中子外照射劑量估算和電子外照射劑量估算方法給予介紹。

1.1 個人監(jiān)測資料的情況 當(dāng)有按GBZ128要求監(jiān)測的X、γ個人劑量當(dāng)量Hp(d)及其射線能量和入射角信息時，應(yīng)用公式1估算器官劑量：

式中：

DT—T器官的劑量，單位為戈（Gy）；

HP(d)—個人劑量當(dāng)量，單位為Sv，一般d=10 mm，當(dāng)射線能量＜20 keV還應(yīng)考慮d=0.07 mm的情況，考慮晶狀體輻射損傷時，d=3 mm；

Ckp—從空氣比釋動能到個人劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，Sv/Gy，注意這個值是射線能量和入射角的函數(shù)，列舉了一些常用的值見表1；

CkT—空氣比釋動能到器官劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，Gy/Gy，列舉了一些常用的值見表2～4。

1.2 沒有個人監(jiān)測資料的情況 這時只要帶電粒子平衡條件能得到滿足，又有射線能量信息時，一般用公式2估算器官劑量。

表 1從空氣比釋動能到個人劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)C kp[1]

表 2不同能量和不同入射方式下空氣比釋動能到紅骨髓劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

表 3不同能量和不同入射方式下空氣比釋動能到皮膚劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

表 4不同能量和不同入射方式下空氣比釋動能到晶狀體劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

式中：

（μen/ρ）a—空氣的質(zhì)量能量吸收系數(shù)，其值見表5；

（μen/ρ）w—組織的質(zhì)量能量吸收系數(shù)，其值見表5；

t—累積受照時間，h；

g—電離輻射產(chǎn)生的次級電子消耗于軔致輻射的能量占其初始能量的份額。在空氣中，對于60Co和137Cs γ射線，g=0.3%，對于光子最大能量＜300 keV的X射線，g值可忽略不計。

1.2.1 有輻射場監(jiān)測資料 （1）有空氣比釋動能的信息：當(dāng)有與器官劑量計算相應(yīng)的X、γ輻射場的空氣比釋動能率（k.）信息時，可用公式2直接計算器官劑量。（2）有周圍劑量當(dāng)量的信息：①空氣比釋動能率的估算。當(dāng)有與器官劑量計算相應(yīng)的X、γ輻射場的周圍劑量當(dāng)量率的信息，應(yīng)用公式3估算空氣比釋動能率（k.），再用公式2估算器官劑量：

式中：

H.*（10）—周圍劑量當(dāng)量率，Sv/h；

CkH*—空氣比釋動能到周圍劑量當(dāng)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，Sv/Gy，其值見表6。

②核事故早期周圍劑量當(dāng)量率的估算。核事故早期通常指事故開始釋放的最初幾小時，這時周圍劑量當(dāng)量率隨時間變化很快，需要盡可能的多測量離地1 m處的周圍劑量當(dāng)量率，只要每次測量的時間間隔相同，可用多次測量的周圍當(dāng)量率的平均值作為核事故早期周圍劑量當(dāng)量率，先估算空氣比釋動能，再估算器官劑量。

a）有瞬間周圍劑量當(dāng)量率信息。

式中：

n—測量的總次數(shù)；

表 5不同光子能量時幾種媒質(zhì)的（ μen/ρ） m值[2][（ m 2?kg-1）×10-3]

表 6_自由空氣比釋動能、注量、周圍劑量當(dāng)量和定向劑量當(dāng)量間的轉(zhuǎn)換系數(shù)[1]

SFpγ—建筑物對煙羽核素外照射屏蔽因子，對個人取作1，對群體取作0.7。

b）有近地面空氣中核素的時間積分濃度信息。

式中：

ψ—近地面空氣中放射性核素的時間積分濃度，Bq?s?m-3；

SFpγ—建筑物對煙羽核素外照射屏蔽因子，對個人取作1；

DCFpγ—劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，即放射性核素單位時間積分濃度所致γ外照射劑量，單位為Sv?（Bq?s?m-3）-1，其值見表7；

t—積分時間，h一般取168 h（一周）。

c）有地面上方1 m處周圍劑量當(dāng)量率信息。

這時應(yīng)按如下公式計算周圍劑量當(dāng)量：

式中：

λ—核素的有效衰變常數(shù)，s-1。λ=λR+λW，其中λR為核素的物理衰變常數(shù)，λW為生物衰變常數(shù)，對碘λW取0.1a-1，對其他核素取0.01a-1；

t—積分時間，h一般取168 h（一周）；

SFγ—考慮了人員在室內(nèi)居留份額的時間平均建筑物屏蔽因子。

時間平均建筑物屏蔽因子取決于建筑物的屏蔽作用和人員在室內(nèi)的居留時間份額。SFγ可以表示為公式7。

式中：

SFγ—考慮了人員在室內(nèi)居留份額的時間平均建筑物屏蔽因子；

X—人員在建筑物內(nèi)的居留因子，國家標(biāo)準(zhǔn)建議值為0.8；

S—屏蔽因子，即建筑物內(nèi)的劑量率與建筑物外的劑量率之比；屏蔽因子受建筑物類型、結(jié)構(gòu)、材料、門窗面積、居住者習(xí)慣等諸多因素的影響，使用時根據(jù)具體情況確定。

表8中列出了屏蔽因子S的建議值和X等于0.8時SFγ的建議值。

③核事故中后期周圍劑量當(dāng)量率的估算。事故中期外照射累積劑量計算時間擬計算1a為宜。

a）有地面沉積核素表面比活度信息。

這時應(yīng)按如下公式計算周圍劑量當(dāng)量：

式中：

Cg—地面沉積核素表面比活度，Bq?m-2；

表 7放射性核素單位時間積分濃度所致γ外照射劑量[3]

DCFg—劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，Sv（Bq?m-2）-1，其值見表9；

t—地面沉積核素表面比活度測量時間，h；

SFγ—人員在室內(nèi)居留份額的時間平均建筑物屏蔽因子，其建議值見表8。

表 8屏蔽因子S 的建議值和X 等于 0.8時SFγ的建議值

表 9到沉積時刻后起始劑量及第 1年的待積當(dāng)量劑量的劑量轉(zhuǎn)換系DCF g_

b）有污染地面上方1 m處γ劑量當(dāng)量率信息

此時，被污染地面上方1 m處γ劑量當(dāng)量率用下式估算：

式中：

SFγ—考慮了人員在室內(nèi)居留份額的時間平均建筑物屏蔽因子，其值列在表8中；

t—積分時間1年，h。

（續(xù)下期）

[1]ICRP 74，Conversion Coefficients for Use in Radiological Protection，1996.

[2]Frank H.Attic and William C，Roesch，Radiaon Dosimetry，Volume 1，Academic Press，New York and London，1968.

[3]GBT16142-1995，不同年齡公眾成員的放射性核素年攝入量限.