1.1.3 Определение дозы излучения за длительный период времени

Формула (1.7) справедлива для суммарного воздействия всех радионуклидов аварийного выброса до момента практически полного распада основной их массы. После этого доза радиации в основном будет определяться распадом наиболее долгоживущего гамма-активного радионуклида с периодом полураспада на порядок выше остальных. Применительно к Чернобыльской АЭС большинство радионуклидов имели небольшой период полураспада (несколько минут, часов, дней), и в результате аварии на этой станции было загрязнено 20 % территории Республики Беларусь. Из наиболее долгоживущих сейчас остались:

• гамма-радионуклиды: цезий-137 (период полураспада Т_1/2 = 30 лет);

• бетта-радионуклиды: стронций-90 (Т_1/2 = 29,1 лет), плутоний-238 (Т_1/2 = 87,7 лет).

Известно, что уже через 5 периодов полураспада активность радионуклидов уменьшится в 32 раза и составит 0,03 от его первоначальной активности.

Для оценки возможной дозы излучения, которую может получить население при длительном его проживании (несколько лет) на загрязненной каким-либо одним радионуклидом территории (например, загрязнение гамма-радионуклидом цезия-137), используется формула

, (1.12)

где N₀ – первоначальная исходная активность радионуклида (уровень загрязнения) на момент аварии t₀, Ки/км²;

N_t – активность (уровень загрязнения) в рассматриваемый момент времени t, Ки/км²;

t – время отсчитывается от исходной активности (исходного уровня загрязнения), лет; T_1/2 – период полураспада радионуклида, лет.

Заменяя в формуле (1.12) уровень загрязнения соответствующим ему уровнем радиации, сопровождающим гамма-излучение, получим:

, (1.13)

где Р₀ – первоначальный (исходный) уровень радиации, соответствующий первоначальной поверхностной активности радионуклида, рад/лет;

P_t – уровень радиации в рассматриваемый момент времени t, рад/лет.

Тогда доза излучения за время от t₁ до t₂ составит:

, рад, (1.14)

или окончательно, с учетом k_осл:

, рад. (1.15)

Для проведения практических расчетов по формуле (1.15) необходимо знать величину Р₀, соответствующую данному уровню загрязнения радионуклидом. Для решения этой задачи воспользуемся зависимостью:

, (1.16)

где Е – энергия гамма-квантов, МэВ;

J – поток гамма-квантов, проходящий через 1 см² в секунду, ;

 – линейный коэффициент ослабления гамма-лучей воздухом, см^-1 (определяется по таблице 1.3).

Таблица1.3 – Зависимость линейного коэффициента от энергии гамма-квантов

Е, МэВ	0,1	0,25	0,5	0,7	1,0	2,0	3,0
, см-1	1,9810-4	1,4610-4	1,1110-4	0,9510-4	0,8110-4	0,5710-4	0,4610-4

При постоянной интенсивности гамма-излучения уровень загрязнения:

N = , , (1.17)

где n – число гамма-квантов, приходящихся на 1 распад.

Выразив из формулы (1.17) значение J = (Nn)/60 и подставив его в формулу (1.16), получают:

Р₀ = 0,0545ЕNn/60 = 9,110^-4ENn. (1.18)

С учетом того, что 1 Ки = 3,710¹⁰ расп/с, 1 Ки/км² = = 2,210² расп/см²мин, формулу (1.18) можно записать в виде:

Р₀ = 0,2ЕN₀n, рад/ч. (1.18^*)

Для подстановки полученного по формуле (1.18*) значения Р₀ в формулу (1.15) его необходимо перевести в рад/лет, умножив на 8760 (число часов в году).