Предельно допустимые дозы облучения

Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009 (далее - Нормы) применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

Требования и нормативы, установленные Нормами, являются обязательными для всех юридических и физических лиц, независимо от их подчиненности и формы собственности, в результате деятельности которых возможно облучение людей, а также для администраций субъектов Российской Федерации, местных органов власти, граждан Российской Федерации, иностранных граждан и лиц без гражданства, проживающих на территории Российской Федерации.

Нормы устанавливают основные пределы доз, допустимые уровни воздействия ионизирующего излучения по ограничению облучения населения в соответствии с Федеральным законом от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ "О радиационной безопасности населения".

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

- персонал (группы А и Б);

- все население, включая лиц из персонала вне сферы и условий их производственной деятельности.

По отношению к облучению население делится на 3 категории.

Категория А облучаемых лиц или персонал (профессиональные работники) - лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений.

Категория Б облучаемых лиц или ограниченная часть населения - лица, которые не работают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию ионизирующих излучений.

Для категории А вводятся предельно допустимые дозы -наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Для категории Б определяется предел дозы.

Основные пределы доз

Нормируемые величины	Пределы доз
персонал (группа А)	Население
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год в хрусталике глаза	150 мЗв	15 мЗв
коже	500 мЗв	50 мЗв
кистях и стопах	500 мЗв	50 мЗв

Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни воздействия персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А.

Кроме этого согласно действующим правилам устанавливается три группы критических органов:

- 1 группа - все тело, гонады и красный костный мозг.

- 2 группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам.

- 3 группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы.

Дозовые пределы облучения для разных категорий лиц даны в таблице.

Дозовые пределы внешнего и внутреннего облучения (бэр/год).
Категории лиц	Группы критических органов
Категория А, предельно допустимая доза (ПДД)
Категория Б, предел дозы(ПД)	0.5	1.5

Помимо основных дозовых пределов для оценки влияния излучения используют производные нормативы и контрольные уровни. Нормативы рассчитаны с учетом непревышения дозовых пределов ПДД (предельно допустимая доза) и ПД (предел дозы). Расчет допустимого содержания радионуклида в организме проводят с учетом его радиотоксичности и непревышения ПДД в критическом органе. Контрольные уровни должны обеспечивать такие низкие уровни облучения, какие можно достичь при соблюдении основных дозовых пределов.

Для категории А (персонала) установлены:

- предельно допустимое годовое поступление ПДП радионуклида через органы дыхания;

- допустимое содержание радионуклида в критическом органе ДС_А;

- допустимая мощность дозы излучения ДМД_А;

- допустимая плотность потока частиц ДПП_А;

- допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида в воздухе рабочей зоны ДК_А;

- допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверхностей ДЗ_А.

Для категории Б (ограниченной части населения) установлены:

- предел годового поступления ПГП радионуклида через органы дыхания или пищеварения;

- допустимая объемная активность (концентрация) радионуклида ДКБ в атмосферном воздухе и воде;

- допустимая мощность дозы ДМДБ;

- допустимая плотность потока частиц ДППБ;

- допустимое загрязнение кожных покровов, одежды и поверхностей ДЗБ.

Численные значения допустимых уровней в полном объеме содержатся в "Нормах радиационной безопасности".

Для каждой категории облучаемых лиц значение допустимого уровня радиационного воздействия для данного пути облучения определено таким образом, чтобы при таком уровне воздействия только одного данного фактора облучения в течение года значение дозы равнялось соответствующему годовому пределу (усредненному за пять лет), указанному в таблице 3.1.

Для персонала установлены следующие значения стандартных параметров:

объем вдыхаемого воздуха V, с которым радионуклид поступает в организм на протяжении календарного года V_пер = 2,4·10³ куб. м в год;

временем облучения t в течение календарного года t = 1700 ч в год;

массой питьевой воды M, с которой радионуклид поступает в организм на протяжении календарного года M = 0.

Для населения установлены следующие значения стандартных параметров:

t = 8800 ч в год; M = 730 кг в год для взрослых. Годовой объем вдыхаемого воздуха установлен в зависимости от возраста:

Таблица Годовой объем вдыхаемого воздуха для разных возрастных групп населения

Возраст, лет	до 1	1 - 2	2 - 7	7 - 12	12 - 17	Взрослые (старше 17 лет)
V, тыс. куб. м в год	1,0	1,9	3,2	5,2	7,3	8,1

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) - 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) - 70 мЗв. Началом периодов считается 1 января 2000 года.

Задача 1. Среднее значение индивидуальной дозы за счет естественного радиационного фона в США равно 1 мГр/год (2,8 мГр/год – среднемировая доза). Какова была бы степень риска заболеть раком в течение 30 лет для жителя США, если бы естественный фон ионизирующего излучения был бы выше на 20%? (Примем, что при увеличении дозы облучения на 0,01 Гр смертность от рака увеличивается на 120 случаев на 1 миллион). Всего по статистике происходит 1800 заболеваний раком на миллион. Решение За 30 лет среднее значение индивидуальной дозы составило бы Гр. При увеличении дозы на 20 % мы получаем –1,2х10³х30= , т.е. на 0,006 Гр. больше. 0,01 Гр – 120 случаев; 0,006 Гр – X. В данном случае X=72 – дополнительного случая заболевания. 1800 случаев – 100%; 72 – X. Получаем Х=4%. Вероятность заболевания увеличится на 4%. Задача 2.

При какой концентрации плутония в воздухе n годовая доза от его попадания в легкие составит Д = 1.7·10^-6 Гр.

Для расчета принять:

1. в среднем человек вдыхает Vо = 0.01 литров воздуха в минуту;

2. в легких остается ε= 0.01 попавшего в организм при вдохе ²³⁹Pu;

3. первоначально плутоний в легких отсутствовал.

4. период полураспада ²³⁹Pu T_1/2 = 2.4·10⁴ лет.

5. средняя энергия -частиц распада .

6. масса легких М_л = 0.5 кг.

Решение.

Число актов распада ²³⁹Pu за время dt:

dNp(t) = λN(t)dt

(1)

где N(t) - число ядер ²³⁹Pu в момент времени t.

Изменение числа ядер ²³⁹Pu с учетом накопления и распада:

dN(t) = V0 nεdt-λN(t)dt

(2)

Учитывая, что вследствии большого периода полураспада вторым членом в (2) можно пренебречь, после интегрирования (2) получим:

N(t) = V0 nεt

(3)

Из (3) и (1) получим число ядер распавшихся за время t:

dN_p (t)=λ V₀ nεtdt

(4)

Энергия Е, поглощенная в ткани легких за год:

E = Д М_Л = 1.7 · 10^-6 · 0.5 = 8.5 · 10^-7 Дж.

Число распадов ядер, необходимое для выделения энергии Е:

Из (4) получим концентрацию ²³⁹Pu в воздухе:

Дата добавления: 2015-07-20