CC BY
224
Модельные расчёты радиоактивного загрязнения атмосферы, местности, сельскохозяйственной продукции и доз облучения населения в зоне наблюдений Нововоронежской АЭС
Г азиев И.Я., Крышев А.И.
Государственное учреждение ’’Научно-производственное объединение "Тайфун”
(ГУ "НПО "Тайфун”), Обнинск
Основной целью работы явилось выполнение расчётов облучения человека дозообразующими радионуклидами, загрязняющими атмосферу и подстилающую поверхность в зоне наблюдений (ЗН) НВАЭС в современных условиях, в соответствии с руководством ДВ-98. Для достижения этой цели были разработаны и практически использованы компьютерные расчетные методы решения двух следующих задач: а) рассчитать среднегодовые концентрации в воздухе и выпадения на подстилающую поверхность различных радионуклидов, присутствующих в выбросах НВАЭС в её ЗН; б) оценить дозы облучения населения, обусловленные загрязнением этими радионуклидами атмосферы, местности и сельскохозяйственной продукции в ЗН НВАЭС. Среднегодовая эффективная доза для населения ЗН НВАЭС составляет 2,2-10'5 Зв. То есть, она является незначительной.
Ключевые слова: Нововоронежская АЭС, концентрации радионуклидов, дозы облучения, риски.
Введение
Нововоронежская АЭС (НВАЭС) расположена в Воронежской области, примерно в 5 км южнее города Нововоронеж и в 28 км юго-восточнее Воронежа на берегу р. Дон. Всего на НВАЭС сооружено пять энергоблоков с ядерными установками с корпусными водо-водяными энергетическими реакторами типов ВВЭР, работающими на тепловых нейтронах. Из них первые два блока с электрическими мощностями 210 МВт и 365 МВт выведены из эксплуатации в 1984 и 1990 г., соответственно, оставшиеся три (запущенные в 1971 г., в 1972 г. и в 1980 г., соответственно) вырабатывают суммарную электрическую мощность 1834 МВт [5]. Площадь санитарно-защитной зоны (СЗЗ) НВАЭС составляет 17,8 км2, радиус - 2,3 км. Высота вентиляционных труб 3, 4 и 5 блоков НВАЭС составляет 120 м. Радиус зоны наблюдения (ЗН) НВАЭС составляет 20 км. Внешняя граница СЗЗ совпадает с внутренней границей ЗН [5]. Расположение пунктов радиационного мониторинга в 100-километровой зоне вокруг НВАЭС представлено на рисунке 1 [5].
Площадка НВАЭС расположена в лесостепной почвенно-климатической зоне с преобладанием черноземов. Глобальное загрязнение почв в районе НВАЭС основным дозообразующим радионуклидом 137Cs в 1985 г. составило приблизительно 2 кБк/м2 [5]. В 1986 г. в результате аварии на ЧАЭС произошло увеличение уровней загрязнения 137Cs почвы в ЗН НВАЭС примерно в 10-12 раз. В 2004 г. среднее содержание 137Cs в ЗН в почве было примерно в 7 раз выше, чем в 1985 г. Каких-либо существенных различий в загрязнении 137Cs почвы в ближних и удалённых от НВАЭС районах не обнаружено. Вкладом чернобыльского 90Sr в загрязнение поч-
Газиев И.Я.* - инженер; Крышев А.И. - зав. лаб., д.б.н. ГУ “НПО ’Тайфун”.
* Контакты: 249038, Калужская обл., Обнинск, ул. Победы, 4. Тел.: (48439) 7-16-01; e-mail: [email protected].
вы в ЗН НВАЭС можно пренебречь. Вклад выбросов НВАЭС в радиоактивное загрязнение почвы этими радионуклидами за все время эксплуатации станции не был достоверно различим на фоне глобальных и чернобыльских выпадений. Согласно радиационной обстановке [5], средняя за период с 2003 по 2007 гг. поверхностная плотность загрязнения 137^ почвы в ЗН НВАЭС составляла 8 кБк/м2, а в 2008 г. - 4 кБк/м2. В этой зоне проживает около 100 тыс. жителей, из них 17 тыс. - дети.
38° 39° 40° -11°
Рис. 1. Расположение пунктов радиационного мониторинга в 100-километровой зоне вокруг НВАЭС.
* - АЭС; • - наблюдения за у-фоном; ▲ - отбор проб атмосферных выпадений; ■ - отбор проб атмосферных аэрозолей; ОДП - планируемые наблюдения.
Для современных условий эксплуатации НВАЭС были поставлены и решены две следующие основные задачи: а) рассчитать среднегодовые концентрации в воздухе и выпадения на подстилающую поверхность различных радионуклидов, присутствующих в выбросах НВАЭС в её зоне наблюдений; б) оценить дозы облучения организма человека, обусловленные загрязнением этими радионуклидами атмосферного воздуха, поверхности почвы и пищевых продуктов в ЗН НВАЭС, а также связанные с этими дозами основные радиационные риски.
Материалы и методы
Для вычисления концентраций радионуклидов в воздухе и их выпадений на местность использовалась гауссова модель диффузии. Эта модель рекомендована для практического применения в руководстве по установлению допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферу ДВ-98 [1], а также многими международными организациями, включая Всемирную метеорологическую организацию (ВМО), Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Научный комитет по действию радиации (НКДАР) ООН, Всемирную организацию
здравоохранения (ВОЗ). Основное преимущество гауссовой модели перед другими моделями заключается в том, что она в наибольшей степени обеспечена экспериментально. Гауссова модель диффузии апробирована практически во всех районах мира и может использоваться при любых метеорологических условиях.
Область применимости гауссовой модели ограничивается приземными концентрациями атмосферных микропримесей и их выпадениями на местность на расстояниях до 50 км от источников выбросов, что вполне достаточно для решения первой из поставленных задач. Объём вычислений, необходимый для реализации гауссовой модели, сравнительно невелик и на широко распространённых современных персональных компьютерах выполняется менее чем за одну минуту.
Источники выбросов НВАЭС рассматриваются как один эквивалентный точечный источник высотой 120 м, расположенный в центре СЗЗ НВАЭС. В этом случае по гауссовой модели среднегодовая приземная концентрация (объемная активность) /-го выбрасываемого радионуклида в атмосфере на расстоянии х от источника выброса в направлении п-го румба вычисляется по формуле:
Су/,п(х)= О/ • в/п(х). (1)
Здесь О,• - среднегодовая мощность непрерывного выброса /-го радионуклида (Бк/с); 0/,п(Х) - значение среднегодового (метеорологического) фактора разбавления примеси в приземном слое воздуха для /-го радионуклида на расстоянии х в направлении п-го румба, вычисленное с учетом эффекта истощения струи выброса (с/м3).
Среднегодовой фактор разбавления вычисляется по формуле:
[н„ + ЛН,к (х )]2
в,п (х )=т-2^ • XI
(2жу2 • х ]к
2 О2, ] (х)
(2)
Здесь х - расстояние от источника по выбранному направлению ветра (м); индексы означают: п - номер сектора (азимут направления ветра), ] - номер категории устойчивости атмосферы, к - номер диапазона скоростей ветра; N - число используемых секторов направления ветра (румбов); шп]к - частота события, заключающегося в совместной реализации п-го направления ветра, ]-й категории устойчивости атмосферы и к-го диапазона скоростей ветра; ик,] - средняя по всем реализациям ]-й категории устойчивости скорость ветра на высоте выброса в диапазоне к её распределения по скоростям (м/с); ог/х) - дисперсия струи в вертикальном направлении для ]-й категории устойчивости на расстоянии х (м); Ф^/х) - безразмерная функция истощения струи за счет радиоактивного распада, сухого осаждения и вымывания /-го радионуклида осадками; Нд - геометрическая высота источника выброса (м); АН^(х) - траектория подъема струи выброса над устьем трубы для ]-й категории устойчивости, к-го диапазона скоростей ветра (м).
Использовались 8 азимутов направления ветра (п=1...8) - В, СВ, С, СЗ, З, ЮЗ, Ю, ЮВ. Использовались 7 категорий устойчивости атмосферы (]=1 ...7) - А, В, С, й, Е, Р, Э. В тех случа-
ях, когда значения параметров в руководстве [1] приведены только для шести категорий устойчивости атмосферы (А, В, С, й, Е, Р), значения для категории Э выбирались равными значениям для категории Р. Использовались 5 “карманов” в разбиении по скоростям ветра (от 0,5 до 8 м/с). Вычисление коэффициентов шп]1к производилось по следующей формуле:
Здесь ып - роза ветров в районе Нововоронежа; ы, - повторяемость категорий устойчивости атмосферы; ык - повторяемость диапазонов скоростей ветра. Значения параметров ы, Ып и ык приведены в [6, 7].
Повторяемость штилей в районе Нововоронежа мала (всего 2,7 %). Поэтому при расчёте концентраций радионуклидов в воздухе и их выпадений на землю штили не учитывались.
Поперечная дисперсия струи оу и дисперсия в вертикальном направлении а± вычисляется для непрерывных выбросов по формуле Смита-Хоскера. Оценки параметров модели, необходимых для последующих расчётов, проводились соответствующими им методами, рекомендованными в руководстве ДВ-98 [1]. Подобным образом были получены оценки подъёма в атмосфере струи газоаэрозольных выбросов, “проседания” центра масс струи с учётом гравитационного оседания тонкодисперсных радиоактивных частиц газоаэрозольных выбросов и другие оценки параметров, относящихся к расчётам концентраций радионуклидов в приземной атмосфере и их выпадений на подстилающую поверхность. При этом для высоты шероховатости г0 этой поверхности в ЗН НВАЭС было выбрано значение 100 см, так как территория вокруг АЭС в основном покрыта хвойными и лиственными лесами [6].
Данные о всех параметрах гауссовой модели, использованной для расчётов концентраций радионуклидов в приземной атмосфере, представлены в руководстве [1]. Результаты расчётов приведены в следующем подразделе статьи.
Плотность атмосферных выпадений на подстилающую поверхность вычисляется по формуле:
Здесь 0,п(х) - среднегодовой метеорологический фактор разбавления примеси в приземном слое воздуха (с/м3); О, - среднегодовая мощность непрерывного выброса радионуклида (Бк/с); Уд - скорость оседания аэрозолей, несущих радионуклид (м/с); Л - постоянная вымывания примеси из атмосферы осадками, усреднённая за год с учётом типа и продолжительно-
негодового фактора разбавления примеси (с/м2).
Плотность поверхностного загрязнения почвы вычисляется как сумма выпадений и фонового загрязнения почвы данными радионуклидами.
При постоянстве непрерывных выбросов в атмосферу расчёт доз, связанный с решением второй поставленной задачи, целесообразно проводить по статической модели с использованием коэффициентов накопления, рекомендованной в руководстве ДВ-98 [1] и обеспечивающей
®п,і,к = Щп Щі Щк.
(3)
(4)
сти осадков; в*п(х) - интеграл по вертикальной координате z от зависящего от высоты сред
получение оценок годовых доз облучения при условии постоянства выбросов и установившегося равновесного накопления радионуклидов в окружающей среде. Дозы облучения включают в себя как дозы внешнего облучения (от радиоактивного облака и от почвы), так и дозы внутреннего облучения (от вдыхания радионуклидов и от поступления радионуклидов по различным пищевым цепочкам).
Для расчёта доз облучения населения в ЗН НВАЭС была выбрана точка с наибольшими значениями концентрации радионуклидов в воздухе и их выпадений на землю. Так как в пределах СЗЗ НВАЭС запрещены проживание населения и сельскохозяйственные работы, эта точка
располагается на внутренней границе ЗН. Расчёты доз облучения проводились как с учётом
только выпадений радионуклидов от выбросов НВАЭС, так и с учётом фонового загрязнения почвы 137Cs.
При этом расчёт дозы на население от выбросов производится по формуле:
^Wi = Hing,i + Hinh,i + Hext,i. (5)
Здесь Hingj - годовая доза внутреннего облучения организма человека от поступления радионуклида с пищевыми продуктами (вклад i-го радионуклида, содержащегося в выбросах источника); Hinhj - годовая доза его внутреннего облучения за счет ингаляции во время прохождения облака (вклад i-го радионуклида, содержащегося в выбросах); Нехц - годовая доза внешнего облучения организма человека, включающая облучение от загрязнённой радионуклидом поверхности земли и внешнее облучение от проходящего облака выброшенных радиоактивных веществ (вклад i-го радионуклида, содержащегося в выбросах). Для альфа-излучающих нуклидов было принято Hext,/=0.
Доза на человека от потребления продукции, выращенной на границе санитарнозащитной зоны предприятия, вычисляется в соответствии с руководством ДВ-98 [1].
Hing,i = Z 4i,p ■ Rp ■ £ing,i ' Bp . (6)
P
Здесь q,p - концентрация i-го радионуклида в p-м продукте питания, Бк/кг; Rp - годовое потребление p-го продукта питания, кг/год; £ing:i - дозовый коэффициент для пищевого поступления радионуклида (по НРБ-2009) [3], Зв/Бк; Bp - доля радионуклидов, остающаяся в пищевых продуктах после переработки и кулинарной обработки.
Учитывались 6 основных путей пищевого поступления радионуклидов в организм человека: поступление с зерновыми; плодовыми овощами; растительным маслом; картофелем и корнеплодами (далее - корнеплодами); молоком; мясом. Растительное масло представляет собой продукт переработки семян подсолнечника или некоторых других растений. Поэтому дозы облучения от его потребления вычисляются так же, как и для других растительных продуктов. Единственное отличие - другое значение коэффициента Bp.
Коэффициенты Rp определяются рационом питания населения района, для которого приводятся вычисления (в данном случае - Воронежской области).
Таблица 1
Значения дозового коэффициента для пищевого поступления радионуклидов (ещд,) [3]
Нуклид £іпд,и Зв/Бк
60Со 2,7-10-8
89Бґ 1,8-10'8
90Бґ 8,0-10-8
1311 2,2-10'8
134Сэ 1,9-10'8
137Сэ 1,3-10'8
Таблица 2
Значения коэффициентов Яр и Вр для различных пищевых продуктов [1, 4]
Обозна- чение Зерновые Плодовые овощи Растительное масло Корнеплоды Молоко Мясо
Яр, кг/год 145 142 11,5 158 239 48
Вр 0,5 0,7 0,4 0,8 1 0,9
Удельная активность /-го радионуклида в растительной продукции вычисляется по следующим формулам:
ъ,р = чПРР + <Г (7)
для зерновых и плодовых овощей (р=1 -3) и
ч,р = (8)
для корнеплодов (р=4).
Здесь чПР - прямое (внекорневое) поступление за счет непрерывных атмосферных выпадений, вычисляемое по формуле:
упрр = _0,25^ _ г,р _ ^ ^ . (9)
рвег.,р
Здесь рвег,р - запас надземной биомассы растений (кг/м2), равный 2,0; г,р - отношение концентрации /-го радионуклида в товарной части и надземной вегетативной массе р-й растительной продукции, равное 0,1; с^ - среднегодовая концентрация /-го радионуклида в атмосферном воздухе на границе СЗЗ предприятия (Бк/м3); Уд - скорость осаждения аэрозолей, несущих радионуклид (м/с); Ь - время после начала вегетационного сезона (с).
Корневое поступление /-го радионуклида в растительную продукцию вычисляется по формуле:
<рр" = — С.,ГК1,р. (10)
Рп
Здесь 03,1 - плотность загрязнения почвы /-м радионуклидом (Бк/м2); рп - масса слоя почвы единичной площади, из которого происходит корневое усвоение (300 кг/м2); К,р - коэффициент накопления /-го радионуклида в р-й растительной продукции, безразмерный. Его значения были взяты из руководства ДВ-98 [1].
Концентрация /-го радионуклида в животной продукции (р=5 - молоко, р=6 - мясо) складывается из поступления радионуклида в организм животных с кормовым рационом, а также с заглатываемой загрязненной почвой и вычисляется по формуле:
/ л \
пж — K
qi,p — Ka,i,p
°s,i
ткорм ' qKOpM,i +тпочв'
(11)
Рпастб ,
Здесь KaAp - коэффициент перехода радионуклида из корма в продукцию (сут/кг); ткорм -масса потребляемого корма (10 кг/сут); qKopM - концентрация радионуклида в растительном корме животного (Бк/кг); тпочв - масса почвы, заглатываемой животным при выпасе (0,4 кг/сут); CS:i - плотность загрязнения почвы i-м радионуклидом (Бк/м2); рпастб - масса пятисантиметрового слоя почвы площадью 1 м2 на пастбище (75 кг/м2). Значения коэффициента Ka<ip были взяты из руководства ДВ-98 [1].
Внутренняя доза облучения организма человека при вдыхании радионуклидов при прохождении облака выброса Hinh:i вычисляется по формуле:
Hinh,i — &inh,i ' Uinh ' Cv,i. (12)
Здесь Sinh,i - фактор дозовой конверсии при ингаляции i-го радионуклида (Зв/Бк); CVii - концентрация радионуклида в приземном воздухе (Бк/м3); Uinh - интенсивность дыхания человека (23 м3/сут, то есть 8400 м3/год). При этом при расчётах были взяты значения фактора дозовой конверсии из НРБ-2009 [3].
Так как выбранная для расчётов точка расположена на расстоянии 2,3 км от источника выбросов, для расчёта внешней дозы облучения от проходящего облака выброшенных радиоактивных веществ Hobl использовалось приближение линейного бесконечного источника, по которому Hobl вычисляется по формуле:
H — £obli'Qi (13)
Hobl —----U-----'
Здесь £obli - дозовый коэффициент при облучении от облака i-го радионуклида (Зв-м/с-Бк); Qi - годовой выброс i-го радионуклида (Бк/год); U - среднегодовая скорость ветра (3,1 м/с).
В руководстве ДВ-98 [1] приведены значения £obii для различных высот источника над почвой (от 10 до 500 м). Расчёт эффективной высоты выброса H(x) показал, что для большинства случаев высота струи быстро увеличивается при отдалении от источника выбросов. При значениях x, больших 1 км, высота струи заметно выше 500 м. Поэтому при расчётах использовались значения £obii для высоты источника над почвой, равной 500 м. Они были взяты из руководства ДВ-98 [1].
Внешняя доза облучения от загрязнённой радионуклидом поверхности земли Hsi вычисляется по формуле:
Hs¡ = CSi ■ Rsi ■ k's ■ 3,15 ■ 107. (14)
Здесь Cs¡- плотность загрязнения почвы i-м радионуклидом (Бк/м2); Rs¡ - дозовый фактор конверсии при облучении от поверхности почвы для радионуклидов i для полевой дозы гамма-излучения (Зв-м2/Бк-с), ks¡ - коэффициент экранирования от загрязненной почвы, равный 0,4. Значения дозового фактора конверсии Rs¡ были взяты из руководства ДВ-98 [1].
Радиационный риск - это вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения. В рекомендациях [2] используется упрощенное понятие радиационного риска как вероятности стохастических эффектов облучения. Шкала рисков для управления стохастическими рисками [2] включает:
- уровень недопустимого (чрезмерного) риска, который является неприемлемым вне зависимости от стоимости работ необходимых для снижения риска и каких либо других обстоятельств. Значение пожизненного риска в диапазоне от 10-1 до 10-3 обычно признается недопустимым. Конкретное его значение зависит от условий облучения. Для штатных ситуаций эксплуатации техногенных источников облучения обычно принимается, что величина пожизненного риска не должна превышать уровень 10-3;
- уровень пренебрежимого риска, являющегося настолько низким, что не требуется никаких специальных мер по его снижению. Этот уровень риска соответствует величине пожизненного риска в 10-6;
- риски, лежащие между недопустимым и пренебрежимым уровнями, являются приемлемыми, если они удовлетворяют принципу ALARA, согласно которому следует удерживать дозу облучения на столь низком уровне, насколько это разумно достижимо. Риски, значения которых ниже недопустимого уровня, но не удовлетворяют принципу ALARA, в большинстве случаев не рассматриваются как приемлемые. Вместе с тем в процессе управления риском не ставится задача снижения радиационного риска до пренебрежимо малого уровня.
Радиационный риск от вдыхания радионуклидов из воздуха равен сумме рисков от вдыхания отдельных радионуклидов. Риск от вдыхания отдельного радионуклида определяется как произведение коэффициента риска на общее количество (активность) радионуклида, поступившего с воздухом за определенное время (год) [2].
Радиационный риск Rinh:¡ от вдыхания i-го радионуклида вычисляется по формуле:
Rinh,¡ = rinh,i ■ Uinh ■ Cv,i = rinh,i ' Ainh,i. (15)
Здесь Rinh:i - пожизненный риск для техногенного облучения в течение года от вдыхания i-го радионуклида; rinh:i - коэффициент риска при вдыхании i-го радионуклида, взятый из [2] (Бк-1); Cv¡i - концентрация i-го радионуклида в воздухе (Бк/м3); Uinh - интенсивность дыхания человека (м3/год), Ainhii - общее количество (активность) радионуклида, поступившего с воздухом за год.
Радиационный риск от потребления радионуклидов с пищей равен сумме рисков от потребления отдельных радионуклидов. Риск от поступления с пищей отдельного радионуклида определяется как произведение коэффициента риска на общее количество (активность) радионуклида, поступившего с пищей за определенное время (год).
Расчет радиационного риска от потребления пищевой продукции Ятд;„ полученной на загрязненной радионуклидами территории, проводится по формуле:
Втд,1 = гтд,1 X Ч',Р ВР ВР . (1 6)
Р
Здесь Яцпд/ - пожизненный риск для техногенного облучения в течение года от потребления с пищей /-го радионуклида; д,Р - концентрация /-го радионуклида в р-м продукте питания
(Бк/кг); Яр - годовое потребление р-го продукта питания (кг/год); - коэффициент риска при
пищевом поступлении радионуклида, взятый из [2] (Бк-1); Вр - доля радионуклидов, остающаяся в пищевых продуктах после переработки и кулинарной обработки.
Радиационный риск от внешнего облучения при загрязнении почвы радионуклидами равен сумме рисков от отдельных радионуклидов, присутствующих в почве.
Радиационный риск, связанный с внешним облучением от загрязнённой /-м радионуклидом почвы,определяется по формуле:
Вех1,31 = гех1,31 " Тз1ау ' 0з,1. (17)
Здесь Яех№ - пожизненный риск для техногенного облучения в течение года от внешнего облучения, обусловленного содержащимся в почве /-м радионуклидом; гех(:3! - коэффициент риска при загрязнении почвы /-м радионуклидом, взятый из [2] (кг/Бк-год); Т3,ау - доля времени (в расчете на год), проводимая на открытой местности без экранирования; 0^ - удельная активность радионуклида в почве (Бк/кг).
Результаты вычислений
Расчет среднегодовых концентраций радионуклидов в приземном воздухе, их выпадений на подстилающую поверхность, доз облучения населения от различных источников облучения и рисков от облучения проводился для большинства дозообразующих радионуклидов из присутствующих в выбрасываемой смеси. Результаты этих расчётов представлены в таблицах 3-6. Расчёты проводились по программе “Нововоронеж”, разработанной в ГУ “НПО “Тайфун”. Она разработана на языке С++ в интегрированной среде С++ Бш^эг 5 для платформы Win32 и системных требований: процессор Рэп^ит II 300 МГц или старше; операционная система Windows 95/98/МЕ/2000/ХР^э1а или старше; 11 МБ пространства на жёстком диске.
Таблица 3
Результаты расчётов среднегодовых концентраций радионуклидов в воздухе и их выпадений на подстилающую поверхность для точки на границе СЗЗ с их максимальными значениями
Нуклид Концентрации в воздухе, Бк/м3 Выпадения на поверхность земли, Бк/м2
ьиСо 4,8-10-ь 1,4
89Бг 5,1-1 О-8 1,5-10-2
90Бг Ь,0-10-8 1,8-10-2
1311 1,2-10-5 3,4
134Сэ 5,8-10-7 0,2
137Сэ 1,3-10-ь 0,4
Таблица 4
Результаты расчётов доз облучения от пищевых цепочек
Доза от потребления различных п родуктов питания, Зв/год
Нуклид Зерновые Овощи Растительное масло Корнеплоды Молоко Мясо Суммарная доза от всех продуктов питания
Ь0Со 8,Ь-10-9 1,2-10-8 5,5-10-10 2,9-ю-10 2,Ь-10-9 4,7-10-9 2,9-10-8
89Бг 8,7-10-11 1,2-10-1 5,5-10-12 4,5-10-11 2,Ь-10-11 1,9-10-10 4,7-10-10
90Бг 4,5-10-10 Ь,2-10-10 2,9-10-11 2,3-10-10 1,4-10-10 9,7-10-10 2,4-10-9
1311 1,8-10-9 2,4-10-9 1,1-1 О-10 1,7-10-1 2,4-10-9 3,1-10-10 7,2-1 О-9
134Сэ 8,1-1 О-10 1,1-ю-9 5,1-1 О-11 1,4-10-1 8,4-ю-10 5,7-10-10 3,5-1 О-9
137Сэ 1,2-10-9 1,7-10-9 7,8-10-11 2,2-10-10 1,3-10-9 8,7-10-10 5,3-1 О-9
а у7 02 1,3-10-8 1,8-10-8 8,2-10-10 1,1-ю-9 7,3-10-9 7,Ь-10-9 4,8-ю-8
1,2-10-ь 1,7-10-ь 7,8-10-8 2,2-10-ь 1,2-10-ь 8,1-1 О-7 7,2-10-ь
Сумма 1,2-10-ь 1,7-10-ь 7,9-10-8 2,2-10-ь 1,2-10-ь 8,2-10-7 7,2-10-ь
* - дозы облучения с учётом фонового загрязнения почвы 137Сэ.
Таблица 5
Результаты расчётов доз облучения населения от всех источников
Суммарная доза Доза от вдыхания Внешняя доза от Внешняя доза от Суммарная доза
Нуклид от всех продуктов радионуклидов, проходящего поверхности на население,
питания, Зв/год Зв/год облака, Зв/год почвы, Зв/год Зв/год
■ ь ■ С О о 2,9-ю-8 5,0-10-1и 7,5-1 О-11 2,2-10-8 5,1 -10-8
89Бг 4,7-1 О-10 3,3-10-12 1,7-1 О-17 - 4,7-10-10
90Бг 2,4-10-9 2,Ь-10-11 - - 2,5-10-9
1311 7,2-10-9 7,8-10-10 3,4-10-12 8,9-ю-9 1,7-10-8
134Сэ 3,5-10-9 3,4-10-11 2,3-1 О-12 1,8-10-9 5,4-10-9
137Сэ 5,3-10-9 5,2-10-11 1 ,Ь-10-12 1,5-10-9 Ь,9-10-9
а 5* со у7 02 4,8-ю-8 1,4-10-9 8,2-10-11 3,4-10-8 8,3-ю-8
7,2-10-ь 5,2-10-11 1 ,Ь-10-12 1,5-10-5 2,2-10-5
Сумма 7,2-10-ь 1,4-10-9 8,2-10-11 1,5-10-5 2,2-10-5
* - дозы облучения с учётом фонового загрязнения почвы 137Сэ.
Таблица 6
Пожизненные радиационные риски от облучения населения
Путь облучения 60Со 89Бг 9 О Г 1311 134Сэ 137Сэ Суммарный риск
Ингаляция Перорально Внешнее Сумма 2.5-10"11 1.5-10"9 1.1-10'9 2.6-10-9 1,7-10"13 2.4-Ю"11 2.4-Ю"11 1.3-10'12 1,2-10-10 1.3-10'10 3,9-Ю"11 3,6-Ю"10 4.5-10"10 8.5-10"10 1.7-10-12 1.8-10-10 9,0-Ю"11 2,7-10-10 2,6-10-12 3,6-Ю"7 7,5-10-7 1,1-10'6 7.0-Ю"11 3,6-Ю"7 7,5-10-7 1.1-10'6
Заключение
В работе показаны и реализованы возможности использования современных информационных технологий для получения данных, детально характеризующих радиационную обстановку в ЗН НВАЭС. Авторами в ГУ “НПО “Тайфун” разработана программа “Нововоронеж” для модельных расчётов радиоактивного загрязнения атмосферы, местности и сельхозпродукции в этой зоне как факторов облучения населения по описанной в ДВ-98 методологии. Эта программа разработана на языке С++ в интегрированной среде С++ Бш1с1ег 5 для платформы Win32.
По результатам расчётов суммарная доза облучения населения этими радионуклидами составляет 2,2-10-5 Зв/год. Из всех источников облучения наибольший вклад в полную дозу облучения вносит доза облучения от поверхности почвы. Почти 100 % суммарной дозы облучения получено из-за содержания 137Сэ в почве, для ЗН НВАЭС равного 4 кБк/м2. Это загрязнение почвы обусловлено глобальными выпадениями от испытаний ядерного оружия и выпадениями после аварии на Чернобыльской АЭС. Вклад газоаэрозольных выбросов НВАЭС в указанную суммарную дозу облучения составляет 8,3-10-8 Зв/год. То есть, он очень мал. По НРБ-2009 [3], предел доз техногенного облучения населения составляет 1 мЗв/год. Следовательно, дозы облучения от выбросов НВАЭС очень малы и даже с учётом загрязнения почвы 137Сэ составляют всего 2,2 % от предельной дозы облучения.
По результатам расчётов полный радиационный риск от облучения населения составляет 1,1-10-6. То есть, радиационный риск незначительно выше уровня пренебрежимого риска и является приемлемым для нормальных условий работы НВАЭС.
Литература
1. ДВ -98: Руководство по установлению допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферу. М.: Госкомэкология России, Минатом России, 1999. 329 с.
2. Крышев И.И., Сазыкина Т.Г., Крышев А.И., Санина К.Д. Анализ риска по данным радиоэкологического мониторинга //Атомная энергия. 2009. Т. 106, Вып. 6. С. 332-339.
3. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009: Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523 - 09. М., 2009. 74 с.
4. Потребление основных продуктов питания населением Воронежской области //Статистический сборник: Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Воронежской области, 2004, 2005, 2006, 2007 гг.
5. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2008 году: Ежегодник. Обнинск: Росгидромет, 2009. 297 с.
6. Технико-экономическое обоснование расширения Нововоронежской АЭС. 1987. 301 с.
7. Федотов В.И., Cелитренников Л.И., Шевцов И.С., Кирьянчук В.Е. Земля Воронежская - России черноземный край: http://www.govvrn.ru/wps/wcm/connect/voronezh/AVO/Main/Vizitcard/.
Radioactive contamination of air, underlying surface, agriculture products and population exposure doses near the Novovoronezh NPP site: model computations
Gaziev I.Y., Kryshev A.I.
State Institution “Science-and-Production Association “Typhhon”
(SI “SPA “Typhoon”), Obninsk
Population exposure from the dose-forming nuclides contaminating air and underlying surface in the Novovoronezh NPP (NNPP) observation zone (OZ) is estimated in compliance with the Permissible Releases Guidance (PR-98). For this purpose, the authors have developed and applied computerized procedures to solve the following problems: a) to compute OZ average annual air concentrations and land fallout of radionuclides occurring in NNPP releases; b) to estimate population exposure doses from the contamination of air, land and agriculture products with those nuclides. The mean annual effective dose for the OZ NNPP population is rather insignificant, 2.2-10'5 Sv.
Key words: Novovoronezh NPP, radionuclide concentrations, doses, risks.
Gaziev I.Y.* - Engineer; Kryshev A.I. - Head of Lab., D. Sc., Biol. SI “SPA “Typhoon”.
* Contacts: 4 Pobeda str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249038. Tel.: (48439) 7-16-01; e-mail: [email protected].
