核和放射事故外照射剂量评价方法（上）

张良安

在核和放射事故中，为了对事故进行合理的处置、给辐射损伤人员诊疗和事故的综合评价提供剂量依据，核和放射事故外照射剂量评价是其关键的技术之一，为此，本文将对Xγ外照射剂量估算、中子外照射剂量估算和电子外照射剂量估算方法给予介绍。

1.1 个人监测资料的情况 当有按GBZ128要求监测的X、γ个人剂量当量Hp(d)及其射线能量和入射角信息时，应用公式1估算器官剂量：

式中：

DT—T器官的剂量，单位为戈（Gy）；

HP(d)—个人剂量当量，单位为Sv，一般d=10 mm，当射线能量＜20 keV还应考虑d=0.07 mm的情况，考虑晶状体辐射损伤时，d=3 mm；

Ckp—从空气比释动能到个人剂量的转换系数，Sv/Gy，注意这个值是射线能量和入射角的函数，列举了一些常用的值见表1；

CkT—空气比释动能到器官剂量的转换系数，Gy/Gy，列举了一些常用的值见表2～4。

1.2 没有个人监测资料的情况 这时只要带电粒子平衡条件能得到满足，又有射线能量信息时，一般用公式2估算器官剂量。

表 1从空气比释动能到个人剂量的转换系数C kp[1]

表 2不同能量和不同入射方式下空气比释动能到红骨髓剂量的转换系数[1]

表 3不同能量和不同入射方式下空气比释动能到皮肤剂量的转换系数[1]

表 4不同能量和不同入射方式下空气比释动能到晶状体剂量的转换系数[1]

式中：

（μen/ρ）a—空气的质量能量吸收系数，其值见表5；

（μen/ρ）w—组织的质量能量吸收系数，其值见表5；

t—累积受照时间，h；

g—电离辐射产生的次级电子消耗于轫致辐射的能量占其初始能量的份额。在空气中，对于60Co和137Cs γ射线，g=0.3%，对于光子最大能量＜300 keV的X射线，g值可忽略不计。

1.2.1 有辐射场监测资料 （1）有空气比释动能的信息：当有与器官剂量计算相应的X、γ辐射场的空气比释动能率（k.）信息时，可用公式2直接计算器官剂量。（2）有周围剂量当量的信息：①空气比释动能率的估算。当有与器官剂量计算相应的X、γ辐射场的周围剂量当量率的信息，应用公式3估算空气比释动能率（k.），再用公式2估算器官剂量：

式中：

H.*（10）—周围剂量当量率，Sv/h；

CkH*—空气比释动能到周围剂量当量的转换系数，Sv/Gy，其值见表6。

②核事故早期周围剂量当量率的估算。核事故早期通常指事故开始释放的最初几小时，这时周围剂量当量率随时间变化很快，需要尽可能的多测量离地1 m处的周围剂量当量率，只要每次测量的时间间隔相同，可用多次测量的周围当量率的平均值作为核事故早期周围剂量当量率，先估算空气比释动能，再估算器官剂量。

a）有瞬间周围剂量当量率信息。

式中：

n—测量的总次数；

表 5不同光子能量时几种媒质的（ μen/ρ） m值[2][（ m 2⋅kg-1）×10-3]

表 6_自由空气比释动能、注量、周围剂量当量和定向剂量当量间的转换系数[1]

SFpγ—建筑物对烟羽核素外照射屏蔽因子，对个人取作1，对群体取作0.7。

b）有近地面空气中核素的时间积分浓度信息。

式中：

ψ—近地面空气中放射性核素的时间积分浓度，Bq⋅s⋅m-3；

SFpγ—建筑物对烟羽核素外照射屏蔽因子，对个人取作1；

DCFpγ—剂量转换系数，即放射性核素单位时间积分浓度所致γ外照射剂量，单位为Sv⋅（Bq⋅s⋅m-3）-1，其值见表7；

t—积分时间，h一般取168 h（一周）。

c）有地面上方1 m处周围剂量当量率信息。

这时应按如下公式计算周围剂量当量：

式中：

λ—核素的有效衰变常数，s-1。λ=λR+λW，其中λR为核素的物理衰变常数，λW为生物衰变常数，对碘λW取0.1a-1，对其他核素取0.01a-1；

t—积分时间，h一般取168 h（一周）；

SFγ—考虑了人员在室内居留份额的时间平均建筑物屏蔽因子。

时间平均建筑物屏蔽因子取决于建筑物的屏蔽作用和人员在室内的居留时间份额。SFγ可以表示为公式7。

式中：

SFγ—考虑了人员在室内居留份额的时间平均建筑物屏蔽因子；

X—人员在建筑物内的居留因子，国家标准建议值为0.8；

S—屏蔽因子，即建筑物内的剂量率与建筑物外的剂量率之比；屏蔽因子受建筑物类型、结构、材料、门窗面积、居住者习惯等诸多因素的影响，使用时根据具体情况确定。

表8中列出了屏蔽因子S的建议值和X等于0.8时SFγ的建议值。

③核事故中后期周围剂量当量率的估算。事故中期外照射累积剂量计算时间拟计算1a为宜。

a）有地面沉积核素表面比活度信息。

这时应按如下公式计算周围剂量当量：

式中：

Cg—地面沉积核素表面比活度，Bq⋅m-2；

表 7放射性核素单位时间积分浓度所致γ外照射剂量[3]

DCFg—剂量转换系数，Sv（Bq⋅m-2）-1，其值见表9；

t—地面沉积核素表面比活度测量时间，h；

SFγ—人员在室内居留份额的时间平均建筑物屏蔽因子，其建议值见表8。

表 8屏蔽因子S 的建议值和X 等于 0.8时SFγ的建议值

表 9到沉积时刻后起始剂量及第 1年的待积当量剂量的剂量转换系DCF g_

b）有污染地面上方1 m处γ剂量当量率信息

此时，被污染地面上方1 m处γ剂量当量率用下式估算：

式中：

SFγ—考虑了人员在室内居留份额的时间平均建筑物屏蔽因子，其值列在表8中；

t—积分时间1年，h。

（续下期）

[1]ICRP 74，Conversion Coefficients for Use in Radiological Protection，1996.

[2]Frank H.Attic and William C，Roesch，Radiaon Dosimetry，Volume 1，Academic Press，New York and London，1968.

[3]GBT16142-1995，不同年龄公众成员的放射性核素年摄入量限.