CC BY
5
•SUBSTANTIATION OF THE MAXIMUM PERMISSIBLE CONCENTRATION OF TH s" AND OF NATURAL THORIUM IN THE DRINKING WATER
P. P. Lyarsky, N. A. Pavlovskaya, A. A. Petushknv, M. R. Zeliser, A. V. Provotorov,
L. G. Makeeva
On the basis of analysis of published data and that of results of personal observations the authors define the parameters necessarv for calculating the maximum permissible concentration (MPC) of Th232 and that of natural thorium in the drinking water: fb, E ... , the constant of half-elimination of thorium group isotopes, etc. The defined constants made it possible to calculate the MPC Th232 and that of natural thorium in water. By means of th^se calculations were fond the MPC of Th232 in the drinking water to amount to 1,0 10-" curie/1 or 0,1 mg/'l, that of natural thorium to amount to 0,35 10-" curie/1 or 0,082 mg/1, if the maximum permissible dose (MPD) is equal to Lber/yr. If the MPD amounts to 3 ber/yr the calculation results should be increased three times.
УДК 614.7»
К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ НЕРАВНОВЕСНЫХ ЭМАНАЦИЙ
В. И. Бадьин, Р. Я- Саяпина, М. В. Алферов, В. И. Новиков (Москва)
Предельно допустимые концентрации радона и торона, приведенные в Санитарных правилах (СП-333-60), рассчитаны для условий 100% равновесия эманации с продуктами ее распада. На практике это условие почти всегда нарушается. Таким образом, в реальных условиях доза облучения легочной ткани, зависящая от степени равновесности дочерних продуктов, не может быть вычислена по измеренной концентрации радиоактивного газа.
Существует несколько способов определения лучевой нагрузки на легкие при вдыхании эманаций. В одном случае необходимо знать степени равновесности всех дочерних продуктов (Morgan; Tsivoglou и соавт.), в других измеряется так называемая скрытая энергия (Holaday и соавт.). Однако все эти методы в значительной мере усложняют дозиметрический контроль.
Метод, предлагаемый в настоящей работе, позволяет оценить дозу облучения легочной ткани при сдвинутом равновесии дочерних продуктов распада эманации, значительно упрощает измерения и сокращает сроки их выполнения.
Доза облучения дыхательной системы при отсутствии равновесия определяется из выражения, справедливого для стационарного условия:
' + ^W^ (QF°E0 + QFlEl + QF+ <^з2Гз)•
тд,еОе1ф1 —доза облучения дыхательной системы для неравновесной эманации;
Dgt=i —доза облучения дыхательной системы для равновесной эманации;
k — переводной коэффициент от активности к дозе;
К0аЩ — коэффициент задержки активности;
Сам — концентрация эманации в воздухе (в кюри/л)\
X, — постоянная распада i-го дочернего продукта эманации (в сек"1);
QFi — фактор качества для i-ro дочернего продукта;
Еj — средняя энергия на один распад i-ro дочернего продукта (в Мэв)\
gj — степень равновесности ¡-го дочернего продукта;
V — скорость дыхания (в л/сек.)\
V — объем дыхательной системы; т — вес критического органа.
Для эманации индекс ¡=0; вклад в дозу изотопов ИаС', ЯаС", ТИС', ТИС", АсС', АсС" учитывается наряду с вкладами /?аС, ТИС, АсС выражением С1Р3Е3.
Первое слагаемое дает дозу за счет вдыхания аэрозолей — продуктов распада радиоактивного газа; второе — дозу от вдыхания самой эманации. Данные для дальнейших расчетов приведены в таблице.
После постановки численных зна-
_ Л,
Значения ; ; -^-для
эманации (В. И. Баранов, и др.)
р «общ А.1
Эманация
чений V, (}Р1 Е,, к в уравне-
а Л;
ние (1) нами получены упрощенные выражения для дозы внутреннего облучения; их анализ показал, что отношение дозы облучения легочной системы при вдыхании неравновесной эманации к дозе от равновесного газа (б'= 0 Для торона и актина приближенно равняется степени равновесности соответственно ТЬВ и АсВ. Это связано с тем, что степень равновесности второго дочернего изотопа (£2) всегда больше, чем третьего (£3), и можно пренебречь в известных пределах всеми слагаемыми в уравнении (1) по сравнению с величинами 7,8-105 gг и 3,77-104 Как известно, степень равновесности дочерних продуктов эманации зависит от кратности воздухообмена (п). Проведенные расчеты показали, что отношение П£1=£1/0£1=1 равно £2 при п^55 крат/час 10"3)
для торона и при я^;45 крат/час 10"2) для актиона; более интен-
сивный воздухообмен в практических условиях не встречается.
Отношение дозы, получаемой легкими человека, работающего в условиях загрязнения воздуха равновесной эманацией (£2= 1), к дозе от «чистого» радиоактивного газа (ёг2=0) и приближенно равно 800 и 40 соответственно для торона и актинона.
Для радона Dg\=J=\|Dg\=\=giZ,
Величины Тп Ип Ап
<З^.Ёо 64,0 55,8 69,5
С 69,0 61,0 75,1
(?/=-,,£,. 0,34 0,49 0,54
QF-.Es 81,7 80,6 68,0
X, 2,4- 1С6 8,8 1,2-10«
X., л; 2,4 104 6,4 7-Ю4
к
У=4,5 л У=0,23 л/сек ^общ==75 %
где:
г = 0,513 + 0,1022 + 0,3705^-^7— + 0,014 + +п) .
Я,
Х3 + п
Из рис. 1, где приведено выражение 1 как функции кратности воздухообмена п (в час-1), видно, что для п=^15 крат/час (это соответствует ^!^0,48) можно считать Таким образом, отношение 1/Б£1=1=£2 справедливо для радона при «^15 крат/час (^1^0,48).
Отношение дозы облучения органов дыхания при вдыхании равновесного радона (^1=1) к дозе в случае «чистого» радона (£1=0) равно 70. Радон можно считать «чистым» при л>85 крат/час (§1<;0,14), торон при л>55 крат/час, а актинон при я>45 крат/час.
С увеличением сдвига равновесности дочерних продуктов эманации возрастает значение ее абсолютной концентрации, при которой достигается величина допустимой дозы облучения; можно записать следующие уравнения для определения ПДК неравновесных эманаций (ПДК^ ; 0 по известному значению ПДК, установленному для равновесных эманаций (ПДК*-!):
пдк*;.
Тп пдк^>
+1
при п ^ 55, 1,2- 10~3
ПДК1Г+1 = 800 ПДК^+1 при л >55, £2 <1,2-10-
-Тп
пдк^", пдк^,
пдк*",
при л«^ 15, 0,48
= 70 ПДК*",, при п > 85, gl < 0,14
ПДК*" i =
пдк
An gif 1
gi
при л <45, Ю-2
(3)i
(4>
'An =40 ПДК&и при л>45, g2<2,6.10-2
ПДК^.1
Для проверки предлагаемого способа оценки радиационной значимости неравновесной эманации использовались экспериментальные данные из работы Д. А. Холэйди и соавт., на основании которых построен график (рис. 2). Из этого графика видно, что расхождение кривых и разброс экспериментальных точек двух методов лежат в пределах ошибок расчета и эксперимента. Однако при оценке радиационной опасности неравновесных эма-наций необходимо учитывать два
дополнительных обстоятельства. Во-первых, отношение дозы вследствие изыскания равновесной эманации к дозе при воздействии «чистого» газа определяется недостаточно изученными условиями осаждения продуктов распада, образовавшихся в легочной системе, и величинами и и V. В связи с этим различные авторы приводят разные значения данного отношения, колеблющиеся, например, для радона в пределах 20—150 (Д. А. Холэйди и соавт.; Б. Хультквист).
г
1АЛ
1,в
/,*
v>
Ofi
10
15
го п(ъа.с )
Рис. от
1. Зависимость величины Z кратности воздухообмена п.
0,1 02 0,3 0,4- 0,5 0,6 0,7 О, в Ц9 1,0
%(*ав)
Рис. 2. Зависимость + от^2 (РаВ).
1 — зависимость О (Г?аВ); 2 —
_ Ип 1?п изменение О ,,, |_] в зависимости от степени равновесности ИаВ. рассчитанное по формуле Моргана; О — экспериментальные точки, характеризующие дозу, вычисленную по рекомендуемому правилу для экспериментальных данных Д. А. Холэйди; X — экспериментальные точки, характеризующие дозу, определенную по методу «скрытой энергии».
Нами получены сходные величины отношения доз, равные для радона 70, для торона 800 (у Б. Хультквиста 806) и для актинона 50.
Вторая поправка к уравнениям (2—4) должна учитывать тот факт, что для значительных сдвигов равновесности продуктов распада критическими органами могут оказаться не легкие, а кроветворная система или организм в целом. Расчеты в этом направлении весьма приблизительны, так как растворимость эманаций в тканях организма исследована недостаточно. Можно сослаться на отношение:
£*gl _ | (криторган —легкие)
ПДКе^, (кроветворная система)
Dgl+l (криторган—кроветворная система)
9,4-Ю-8
ПДКе1, [ (легкие)
10-ю
94,
полученное на основании данных, приводимых Д. А. Холэйди, что составляет величину одного порядка с приведенными выше.
Эти замечания, не изменяя главного вывода работы о справедливости в реально встречающихся условиях равенства Dst+l =g2-Del=v заставляют более критически относиться к области его применения, регламентируемой величинами gi и л, и становятся определяющими для оценки радиационной обстановки при использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания.
Выводы
1. Показано, что ПДК неравновесной эманации равна отношению равновесной ПДК к степени равновесности второго продукта распада (RaB, ThB, АсВ).
2. Отмеченная закономерность справедлива для встречающихся на практике кратностей воздухообмена и диапазонов изменения степени равновесности продуктов распада эманаций.
ЛИТ ЕРАТУРА
Бадьин В И., ТарасенкоН. Ю., Саяпина Р. Я. Гиг и и сан., 1966, № 5, с. 40. — Справочник по радиометрии (состав. Баранов В. И. и др.). М., 1957. — X о -л э й д и Д. А., Р а ш и н г Д. Е. и др. Проблема радона в урановых рудниках. М., 1961. — Хультквист Б. Ионизирующее излучение естественных источников. М., 1959.— Т s i v о g 1 о u Е. С., А у е г Н. Е., Н о 1 a d а у D. A., Nucleonics, 1953, v. 11, № 9, p. 40.
Поступила 3/1 1969 г.
ASSESSMENT OF IRRADIATION HAZARDS PRODUCED BY NON-EQUILIBRIUM
EMANATIONS
V. I. Badiin, R. Ya. Sayapinci, M. V. Alferov, V. I. Novikov
The finding was that the maximum permissible concentration of the non-equilibrium emanation is equal to the ratio of the balanced maximum permissible concentration of radioactive gas and that of the extent of balance of its secondary dissociation product (RaB, ThB, AcB). In the field this phenomenon proved to be true in the changes noted in the balance of dissociation products emanations depending on the extent of airing of premises. The method suggested simplifies the process of monitoring in the assessment of irradiation hazards due to non-equilibrium emanations and shortens the time of their fulfilment.
УДК 614.73:612.014.482(47)
«ПОПУЛЯЦИОННАЯ ДОЗА» ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ СССР ОТ ГЛОБАЛЬНОГО CsU7
А. П. Ушакова, И. А. Лихтарев, А. А. Моисеев
В настоящей статье проведена оценка «популяционной дозы» для всего населения Советского Союза от инкорпорированного глобального Cs137, поступающего в организм человека с продуктами питания. В основу расчета положена тематическая модель, предложенная Lindell и использованная впоследствии Научным комитетом ООН по действию атомной радиации для вычисления накопленной дозы (dose commitment) облучения населения земного шара за счет Sr90, образовавшегося при ранее проведенных испытаниях ядерного оружия.
Среднюю мощность «популяционнойдозы» от Cs137 можно определить
как 54
