Обеспечение радиационной безопасности персонала при эксплуатации АЭС Лекция

Обеспечение радиационной безопасности персонала при эксплуатации АЭС Лекция 4 Современная система дозиметрических величин и ее практическое применение

Содержание Введение 4. 1. Физические основы эквидозиметрических величин 4. 2. Величины для оценки вероятности развития эффектов излучения 4. 3. Величины для определения требований к состоянию радиационной безопасности 4. 4. Величины для демонстрации соответствия условий использования источников требованиям обеспечения радиационной безопасности Заключение 2

Введение Цель защиты предотвращать возникновение детерминированных эффектов у отдельных лиц путем поддержания доз на уровне ниже соответствующего порога и обеспечивать, чтобы принимались все разумные меры с целью уменьшения возникновения стохастических эффектов у населения в настоящее время и в будущем. Цель безопасности обеспечить защиту отдельных лиц, общества и окружающей среды от нанесения им вреда путем создания и поддержания эффективных средств защиты против радиологических опасностей, связанных с источниками. Цель дозиметрии характеризовать условия облучения в терминах физических величин, необходимых для использования в оценках риска. 3

4. 1. Физические основы эквидозиметрических величин 4

Радиационный риск Риск – вероятность возникновения определенного эффекта. Рассматриваются следующие эффекты: l детерминированные; l стохастические (регистрируемые); l стохастические (необнаруживамые). 5

Риск фатальных эффектов 6

Концепция дозы излучения Эффект Плотность передачи энергии Ионизация 7

Поглощенная доза в органе Средняя поглощенная доза в органе или ткани – физическая основа эквидозиметрических величин - концентрация энергии, переданной ионизирующим излучением ткани органа 8

Доза в органе DT Доза в органе Т Все тело Органы дыхания Щитовидная железа 9

Органы дыхания 10

Условный человек Масса органа, г Взрослый Щитовидная железа Легкое Печень Толстый кишечник Красный костный мозг Все тело 5 лет 1 год 20 3. 4 1. 8 1 200 300 150 1 800 370 570 120 330 50 1 170 340 150 73000 19000 1000011

Характеристики качества излучения Эффект RBET, R w. R QR(L) Конкретный эффект в органе T от действия излучения вида R Любой стохастический эффект излучения вида R в любом органе Зависимость «w. R – качество излучения» Излучение Испущенное источником Действующее в точке 12

4. 2. Величины для оценки вероятности развития эффектов излучения

Опыт реагирования на аварии 14

Риск развития детерминированных эффектов Определяется § длительностью облучения, ; § историей облучения, представленной зависимостью мощности дозы облучения органа-мишени от времени t Для оценки риска недостаточно информации о накопленной дозе 15

ОБЭ - взвешенная доза Величина: Назначение: Определение: Единица: ОБЭ – взвешенная доза, ADT оценка развития детерминированных эффектов при облучении органа T ОБЭ – взвешенная доза – произведение дозы в органе на коэффициент ОБЭ излучения грэй-эквивалент (Гр-экв) 16

Коэффициент относительной биологической эффективности Эффект: орган Пневмония: альвеолярный отдел органов дыхания Кишечный синдром: тонкий/ толстый кишечник Облучение RBET, R Фотоны Нейтроны Внутреннее: бета. Внутреннее: альфа. Фотоны Нейтроны Внутреннее: бета- 1 3 1 7 1 3 1 Внутреннее: альфа- 0 17

Оценивание детерминированных эффектов излучения ADT 18

Изучение смертности от радиогенного рака 47 лет наблюдения (1950 -1997) l Обнаружено: 9 335 фатальных твердых раков l Ожидалось: ~8 895 фатальных твердых раков l ~440 раков (5%) можно связать с действием радиации l 19

Риск развития стохастических эффектов • r. T(a, s) – фоновая частота возникновения рака рассматриваемого типа Т у людей возраста a и пола s, при этом a = t+g; • FT(DT, R, RBET, R) – функция, определяющая дозовую зависимость риска возникновения радиогенного рака при воздействии излучения вида R; • ζT(t, g, s) – функция, которая описывает влияние на частоту возникновения радиогенного рака фактора времени t, прошедшего после облучения, возраста человека g в момент облучения и его пола s. 20

Эквивалентная доза Назначение: оценить вероятность развития стохастического эффекта в результате облучения органа T Определение: произведение средней поглощенной дозы облучения органа на взвешивающий коэффициент излучения: Единица: зиверт (Зв) 21

Взвешивающие коэффициенты для отдельных видов излучения Излучение Фотоны w. R 1 Электроны и позитроны 1 Протоны 5 Альфачастицы 20 Излучение w. R Нейтроны En < 10 кэ. В 5 10 – 100 кэ. В 10 100 кэ. В – 2 Мэ. В 20 2 – 20 Мэ. В 10 En > 20 Мэ. В 5 22

Характеристика облучения для оценивания стохастических эффектов HT 23

4. 3. Величины для определения требований к состоянию радиационной безопасности

Эффективная доза Назначение: радиационное нормирование Определение: произведение эквивалентных доз облучения органов и взвешивающих коэффициентов ткани : Единица: зиверт (Зв) 25

Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов Ткань/Орган Гонады Красный костный мозг Толстый кишечник Легкое Молочная железа Пузырь Желудок w. T Ткань/Орган w. T 0. 20 0. 12 Печень Пищевод 0. 05 0. 12 Щитовидная железа Вся кожа Костные поверхности Остальные Всего 0. 05 0. 12 0. 01 0. 05 1. 0 26

Коллективная эффективная доза Величина: коллективная эффективная доза, S Цель: оценка коллективного ущерба в денежном выражении Определение: Единица: человеко-зиверт (чел-Зв) 27

Интегральная характеристика условий облучения E 28

4. 4. Величины для демонстрации соответствия условий использования источников требованиям обеспечения радиационной безопасности

Определение индивидуальной дозы Работнику приписывается величина дозы, которую получил бы «стандартный человек» , выполняющий ту же работу в тех же условиях. 30

Демонстрация соответствия Годовая эффективная доза соответствует сумме § индивидуального эквивалента дозы внешнего облучения за календарный год и § ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения от поступления радионуклидов за тот же период: 31

Величины радиологического мониторинга Операционные дозиметрические величины, используемые в мониторинге при нормальной эксплуатации источника излучения (в условиях малых доз): - эквивалент дозы, Н; - амбиентный эквивалент дозы, Н*(d); - индивидуальный эквивалент дозы, Hp(d). 32

Тело человека в поле излучения Тело облученного человека искажает поле ионизирующего излучения, падающего на него. Первичное и искаженные поля излучения имеют различные дозиметрические характеристики. K HP(d) H*(d) E X ADT Вакуум HT Тело человека 33

Контроль внешнего облучения ОПЕРАЦИОННЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ·амбиентный эквивалент дозы, H*(d) ·индивидуальный эквивалент дозы, Hp(d) ИЗМЕРЕНИЕ НОРМИРУЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ·эквивалентная доза в органе, HT ·эффективная доза, E СРАВНЕНИЕ С ПРЕДЕЛОМ 34

Эквивалент дозы Величина: эквивалент дозы, H Цель: оценка облучения человека в поле внешнего изучения в терминах измеряемых величин для радиологического мониторинга Определение Единица СИ: зиверт (Зв) 35

Коэффициент качества излучения определяется как функция от линейной передачи энергии L в жидкой воде Q(L) Диапазон ЛПЭ, кэ. В/мкм в воде 1 L 10 0. 32 L- 2. 2 10 L 100 300/(L)1/2 100 L 36

Коэффициент ожидаемой эффективной дозы Назначение: демонстрация соответствия требованиям обеспечения радиационной безопасности в случае внутреннего облучения Определение: произведение временных интегралов мощностей эквивалентных доз облучения органов и w. Т при поступлении 1 Бк: Единица: зиверт на беккерель (Зв/Бк) 37

Система дозиметрических величин 38

Заключение 39