Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 4. Исследования закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения после аварии на ЧАЭС
Бесплатный доступ
Приведены алгоритм и основные соотношения расчёта транспорта йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом радионуклидов в атмосферу. Выполнены исследования влияния определяющих факторов на формирование доз внутреннего облучения щитовидной железы (ЩЖ) и всего тела населения загрязнённых после аварии на ЧАЭС областей России. Ранг источников поступления радионуклидов в организм городского жителя со стандартным рационом по их вкладу в дозу внутреннего облучения от меньшего к большему имеет следующий вид: зелень, молоко - за счёт поступления радионуклидов воздушным путём в организм коровы, за счёт поступления радионуклида воздушным путём в организм человека, молоко за счёт корма коровы. Этот же ранг для сельского жителя имеет следующий вид: молоко за счёт поступления радионуклида воздушным путём в организм коровы, далее - поступления радионуклида воздушным путём в организм человека и многолетняя зелень (ранг поступления одинаков), затем - молоко за счёт корма животного. Ранг определяющих параметров по степени их влияния на дозы внутреннего облучения ЩЖ и всего тела от меньшего к большему имеет следующий вид: уровень осадков в период выпадений радионуклидов меньше 0,1 мм; возраст индивидуума; погодные условия в регионе (для 131I); при уровнях осадков в период выпадений больше 1 мм - соотношение долей форм существования 131I в атмосфере; и, наконец, уровень осадков в период выпадений радионуклида большие 1 мм. За счёт более раннего выпаса молочного скота в Брянской области вклад дозы, обусловленной поступлением радионуклидов воздушным путём в организм человека, в дозу внутреннего облучения ЩЖ жителей была вдвое меньше, чем в Калужской области. Доза на ЩЖ с возрастом уменьшается, а доза на всё тело минимальна для детей 6-11 лет. При этом доля дозы, обусловленной поступлением радионуклида при дыхании, в дозы на ЩЖ максимальна у жителей старше 10 лет, а для дозы на всё тело - у детей 6-11 лет.
Математическая модель, транспорт радионуклида йода, транспорт радионуклида цезия, пищевые цепочки, радиационная авария, дозы внутреннего облучения
Короткий адрес: https://sciup.org/170170159
IDR: 170170159
Текст научной статьи Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 4. Исследования закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения после аварии на ЧАЭС
Исследования закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения в год аварии на ЧАЭС проводили на основе эталонной базы агроклиматических и радиоэкологических данных для Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областей России. Для её создания в блоках модели [2, 3] был выполнен комплекс расчётов динамики удельных активностей 131I и 137Cs в растительности пастбищ, сенокосов, однолетней и многолетней зелени и в молоке частного и общественного скота. Полученные данные использовали в блоке [4] модели как входная информация для расчётов эталонной динамики активностей 131I в щитовидной железе
Власов О.К. – зав. лаб., д.т.н. ФГБУ МРНЦ Минздрава России.
(ЩЖ) и 137Cs в организме населения и накопления доз его внутреннего облучения при стандартных значениях следующего набора входных данных:
-
• удельные объёмные активности 137Cs и 131I в облаке, приведённые к времени аварии, равны 1 и 10 кБк/м3;
-
• время начала и окончания радиоактивных выпадений в районах взято в соответствии с данными [1];
-
• 1311 в облаке существует в смеси аэрозольной, элементарной и органической форм, их доли принимались не зависящими от времени и равными 0,7, 0,15 и 0,15 соответственно;
-
• доли быстро-, средне- и медленно растворимой фракций аэрозольной формы 137Cs и 131I принимались не зависящими от времени и равными 0,7, 0,15 и 0,15 соответственно;
-
• годовой ход среднесуточных температур воздуха в приземном слое атмосферы в год аварии соответствовал среднеобластным данным;
-
• осадки за период выпадений принимались равными 1 мм;
-
• потребление многолетней зелени (щавеля) ограничено 30 сутками после аварии;
-
• смена рационов кормления молочных коров. В переходные периоды их содержания: весной от стойлового к пастбищному и обратно осенью происходит в течение 7 суток.
Расчёты проводили для 18 возрастных групп городского и сельского населения от 1 года до 18 лет на дату аварии с шагом 1 год для 4-х наиболее загрязнённых областей.
А. Алгоритм и основные соотношения для расчёта доз внутреннего облучения человека по радиоэкологической модели (REM)
-
а) поглощённая доза внутреннего облучения человека при ингаляционном пути поступления радионуклида в его организм
O dep 1
D H ( a ) = V h ( a ) J Я с, ( T ) S eem ( r ) ■ h „ei„„
O dep 0
( a ) + S ie, ( T ) £ 8 m ( T ) • h H , m.r m =1
( a) + 8^ ( r ) • h H , o,g (a)
d rO ,
где а - возраст человека, лет; V H ( a ) - суточный объём вдыхаемого воздуха, м3/сут; O dep 0 ,
Odep 1 — время начала и окончания радиоактивных выпадений; q'cl - удельная объёмная актив ность i-го радионуклида в приземном слое атмосферы, кБк/м3; 8'k - относительные доли элементарной (k=1), аэрозольной (k=2) и органической (k=3) форм существования i-го радионуклида в приземном слое атмосферы; 8mee - соответственно, относительные доли быстро-, средне-и медленно растворимой аэрозольной формы существования радионуклида в атмосфере; hHi ,k – дозовый коэффициент для k-ой формы i-го радионуклида при ингаляционном пути его поступлении в организм человека, мГр/кБк; hHi,,maer – дозовый коэффициент для m-го типа растворимости аэрозольной формы существования i-го радионуклида при ингаляционном пути его поступлении в организм человека, мГр/кБк; 8k и qCl могут задаваться в виде зависимостей от ii времени 8k (t) и qcl (t) либо в виде средних за время выпадений величин 8k и qcl.
-
б) поглощённая доза внутреннего облучения человека при пищевом пути поступления радионуклида в его организм
D G ( a , q' ci ) = h G (a ) I g ■ M gr ( a ) + I m ■ M m ( a ) ] ■
где hG - дозовый коэффициент i-го радионуклида для пищевого пути его поступления в орга низм человека, мГр/кБк; Mgr и Mm - суточное потребление зелени и молока человеком, кг/сут; Igr и Imm — интеграл удельной активности /-го радионуклида, поступившего в организм человека
-
с зеленью и молоком за время их потребления, кБк-сут/кг.
Модель [2-4] использовали для создания базы радиоэкологических данных Брянской, Калужской, Орловской, Тульской областей России. Для уменьшения времени и объёма расчётов была разработана следующая вычислительная схема.
Сначала в агроклиматическом блоке модели все районы загрязнённых областей разби вали на однородные по динамике «накопления» среднесуточных температур воздуха в год аварии на ЧАЭС температурные регионы: Брянская область - 4 региона, Калужская, Орловская и Тульская - по 3 региона. Дополнительно в каждой области выделяли еще нулевой температурный регион со среднеобластными значениями годового хода среднесуточных температур воз- духа. Карта температурных регионов приведена на рис. 1.

Температурные регионы 0 1 2 3 4
Рис. 1. Карта температурных регионов загрязнённых областей.
Далее для каждого температурного региона области T meg и нулевого региона T 0eg в блоке модели [2] рассчитывали зависимости удельных активностей растительности всех учитываемых видов на время окончания радиоактивных выпадений от осадков при следующих стандартных значениях параметров радионуклидов в атмосфере:
-
• удельные объёмные активности радионуклидов в приземном слое атмосферы, приведённые ко времени аварии ( q' cl st ), равны для 131I - 10 кБк/м3, для 137Cs - 1 кБк/м3;
-
• средняя за период выпадений доля аэрозольной формы 131I в облаке ( 5 ° st ) равна 0,7;
-
• доли элементарной и органической форм 131I в облаке равны ( δ e Io l d st = δ o Io r d st ); , g ,
-
• 137Cs в облаке существовал только в аэрозольной форме, δCs =1.
Затем, путём решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений для температурных условий областей в целом T0eg, стандартных параметров радионуклидов в атмосфе- i ре qcl st, 5 k,st и осадков за время выпадений 1 мм R 1 рассчитывали динамику активностей i-ых радионуклидов по всей пищевой цепочке: растительность, молоко, организм человека:
i i i reg ql,st (qcl, st , 5k,st, Ri, TO , t) , КБК/К1".
Расчёты производили от начала выпадений до окончания формирования доз внутреннего облучения человека.
В блоке модели [2] рассчитывали динамику удельных активностей радионуклидов в растительности:
-
• однолетней (l=sor) и многолетней (l=gr) зелени;
-
• растительности культурных (l=fv) и естественных (l=fc) пастбищ;
-
• травы на зелёный корм (l=fg).
В блоке модели [3] по многокамерным моделям молочной коровы рассчитывали динамику удельных активностей радионуклидов в молоке:
-
• частного (l=mv) и общественного (l=mс) скота, отдельно за счёт ингаляции (l=mh) и потребления зелёного корма (l=(mvf, mfc)).
Дополнительно в блоках моделей [2, 3] рассчитывали интегралы поступления радионуклидов в организм человека за счёт потребления зелени l=((sor, gr)) и молока l=((mh, mfv, mfc)) I l, st :
a , iTre )
11,st = M, (a) ■ L ' "q;,st (*.*, 5k,st, Ri, Teg ,T)dT, кБк.сут. (4)
*yl ,1( T O )
reg
Здесь Ml - суточное потребление l-го продукта человеком, кг/сут; al,1(T0 ) и reg al,2 (T0 ) — время начала и окончания потребления l-го продукта в нулевом температурном регионе проживания человека T0reg, сутки после аварии; ql, st (q'cl, st 5 k, st,Ri, Teg, t) – удельная активность -го радионуклида в l-ом продукте на время t, сутки после аварии, при средней скорости осадков в период выпадений, равной R1, 1 мм/сут, в нулевом температурном регионе и стандартных значениях параметров -го радионуклида в атмосфере (st), кБк/кг.
В блоке модели [4] по дозиметрическим моделям Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) [5], дополненных ингаляционным путём поступления -го радионуклида в организм человека, рассчитывали динамику активностей радионуклида q'p l st[q'cl st,t] и нако- пления доз внутреннего облучения D'p l st[qcl st, t] в p-ом органе человека за счёт потребления l-го продукта питания и ингаляции.
Пересчёт динамики рассчитываемых параметров:
-
• удельных активностей радионуклидов в продуктах питания: зелени и молоке, отдельно за счёт корма и ингаляции;
-
• активностей радионуклида в органах человека за счёт потребления каждого продукта питания и ингаляции;
-
• интегралов поступления радионуклидов в организм человека с продуктами питания и за счёт ингаляции
на нестандартные значения радиоэкологических параметров q c , , S k , R , T jreg в j -ом температурном регионе области производили по соотношению:
n pst ( S k , R,T je , t )=П p , st ( S k , st , R , , T eg , t ). K cU, R , T , , , (5)
где Kcl S T R F - поправка на величины удельных активностей (cl) и форм радионуклидов в ат- мосфере (δ), погодных условий в температурных регионах (T), осадков в населённых пунктах за время выпадений (R) и время начала потребления продукта (F) в температурном регионе;
Kci, s, RTF = q- K R (S RW. Kt (Tj, R,). KF (Tj), qcl,st
здесь KS R - поправка на нестандартное соотношение форм нахождения радионуклида в ат- мосфере и величину осадков за период выпадений (рис. 2).
K r ( S k , st , R , T 0е )
q'gr ,oS, R, T0eg)
.
q' gr, o ( S k , st , R 1 , T oreg ) ,
Область - *Kaлужская* Трава культурных пастбищ

Осадки та время выпадений, мм
----- доля аэрозольного йода 0,0 -1,0
Д-Д-Д доля аэрозольного йода 0,0
-
▲ ▲ ▲ доля аэрозольного йода 0,7
-
• • • цезий и доля аэрозольного йода 1,0
-
■ ■■ осадки 1мм
Рис. 2. Зависимости относительных удельных активностей ^I в траве культурных пастбищ Калужской области от уровня осадков за время выпадений радионуклида и доли аэрозольной формы йода в атмосфере.
Kt(Tj, R1) – поправка для удельной активности растительности на время окончания вы- падений на отличие температурных условий в регионе от среднеобластных условий:
K t ( R i, Tj, в,,) =
qgr(дм,,R,,Tje, e,,) qgr, s, (й , st, R,, te, Sfo)

■ щавель

Рис. 3. Поправка на температурные условия для активностей ^I и 137Cs в растительности температурных регионов 4-х областей России.
br1, br2, br3, br4, br0 – температурные регионы Брянской области; ka1, ka2, ka0 – температурные регионы Калужской области; or1, or2, or3, or0 – температурные регионы Орловской области; ty1, ty2, ty3, ty0 – температурные регионы Тульской области.
Из данных на рис. 3 видно, что поправка на различия погодных условий в температурных регионах всех областей для всех видов растительности невелика и не превышает 0,3.
K I (T j ) - поправка интеграла поступления радионуклида в организм человека на время начала потребления загрязнённого продукта в j -ом температурном регионе не превышает 0,2 для 131I и практически равна 1 для 137Cs (рис. 4).
Ki Tj) =
Г2' !? q l,st (q C,, st Л ., - R i ,T eg T d ; l ,1( l j
£'*£2 q l-st ( q Ci.s, X... - R i - T eg T d
* ;l ,1 T 0 ’
.
a)1311
■ сэлэский житель
■ городской китель

б) 137Cs
■ сельски й житель

Температурный регион
Рис. 4. Нормированные интегралы поступления 131I и 137Cs в организм человека для температурных регионов 4-х областей России.
br1, br2, br3, br4, br0 – температурные регионы Брянской области; ka1, ka2, ka0 – температурные регионы Калужской области; or1, or2, or3, or0 – температурные регионы Орловской области; ty1, ty2, ty3, ty0 – температурные регионы Тульской области.
Несмотря на значимые различия удельных активностей 131I и 137Cs в растительности для температурных регионов (рис. 3), различий в интегралах поступления этих радионуклидов в организм человека, нормированных на их значения при среднеобластном времени начала потребления загрязнённых продуктов питания, практически нет.
С учётом вышеприведённого, расчётные соотношения для динамики удельных активностей радионуклидов по цепочке их транспорта от времени и значений радиоэкологических параметров в ареале населённого пункта qcl, 5 k , R , T eg принимают следующий вид:
-
1) растительность всех типов ( q'p ), p=gr, sor, fv, fc q p ( q Ci , 5 , R,T 7 g , t ) = K Ci- K , , T , R -g pst ( t ) , кБк/кг,
K cil
0 1 q c (') • е ' - «ск
_ 0
( 0 1 - 0 о ) • q c , st
.
-
2) молоко ( q p ), p=mv, mc
qp(qd Л , R,T jeg , t ) = K • [ q i st (t ) + K T , R
, кБк/кг.
-
3) активность в органах человека ( q'p ), p=v, c
q p ( a, 5 k , t ) = K-q p H, st ( a- q l st , 5 ) + MM q p,mh st + K , T , R* [ Ma q p,gr,st + M m (^ q p. mf,st ] ) , кБк, (13)
где q'p H st - соответственно, активности радионуклида в p-ом органе человека за счёт ингаля ции, кБк; qp mh st , qp gr st и qp mf st – соответственно, активности радионуклида в p-ом орга-p ,, p,gl , p,,^
не человека за счёт молока (ингаляционный путь загрязнения), зелени и молока (кормовой путь загрязнения) при стандартных значениях входных радиоэкологических параметров, кБк/(кг/сут); M gr и Mm – суточное потребление молока и зелени, кг/сут.
-
в) дозы внутреннего облучения человека .
D pH , st ( a q c|st , 5 k ) + D p,ml , st ( a q c|st , 5 k ) + K 6, T , R" D pG , st ( a» q cl,st , 5 k ■ st ) ] , (14)
где D p , H , st , D p , mh , st и D p , G , st – соответственно, дозы внутреннего облучения p -го органа человека от i -го радионуклида за счёт ингаляции, потребления молока при ингаляционном пути его загрязнения, зелени и молока при кормовом пути его загрязнения для gismeteo стандартных значений входных радиоэкологических параметров, мГр.
В общем виде, в соответствии с выражением (14), дозы внутреннего облучения ЩЖ и всего тела определяются соотношением:
i i
D p h, st ( a q cl st , 5 k ) + D p.. mpst( a q c, st , 5 k ) + K 8, t , R D p g, st ( a q c, st , 5 k, st ) ] , (15)
где a – возраст человека на время аварии; K c i l – отношение средних удельных активностей радионуклида в облаке к их значениям, принятым при расчётах по стандартному сценарию входных данных;
K cil
0 1 q c " ) • е ^ "- «ск = 0 0____________________ ( 0 1 - 0 0 )• q c , st
.
Здесь 0о и 01 - время начала и окончания радиоактивных выпадений; qcl st - средние за период выпадений стандартные удельные объёмные активности радионуклидов в приземном слое атмосферы, приведённые ко времени аварии; qc st равны для 131I - 10 кБк/м3, для 137Cs – 1 кБк/м3; δik – средняя за период выпадений доля аэрозольной формы 131I в атмосфере, стандартное значение δaIoedr, st равнялось 0,7; δeIol,dst = δoIorgd,st – доли элементарной и органической форм 131I в атмосфере равны; δCs =1, 137Cs в облаке существовал только в аэрозольной форме; Dpi,H,st , Dpi,mh,st , Dpi,G,st и Dpi,mf,st – соответственно, дозы внутреннего облучения p-го органа человека от i-го радионуклида за счёт ингаляции, потребления молока при ингаляционном пути его загрязнения, зелени, молока при кормовом пути его загрязнения при стандартных значениях входных радиоэкологических параметров, мГр; Kδ,T,R,F – поправка на величины форм радионуклидов в атмосфере δ, погодных условий в температурных регионах T, осадков в населённых пунктах за время выпадений R и время начала потребления продукта F в регионе.
Заметим, что в соответствии с соотношением (15) дозы внутреннего облучения прямо пропорциональны средней удельной объёмной активности радионуклида в атмосфере за период его выпадений.
Результаты расчётов зависимостей коэффициента K δ , R для 131I от осадков и соотношений форм 131I в атмосфере для 4-х наиболее загрязнённых областей России показали их независимость как от температурных условий в областях, так и от вида растительности (рис. 5). Из данных рис. 5 также следует (для примера приведены 2 области: Брянская и Калужская), что зависимость коэффициента K δ , R от соотношения величин форм йода в атмосфере менее значима, чем от уровня осадков больше 1 мм за время выпадений радионуклида.


Рис. 5. Зависимость относительных удельных активностей 131I и 137Cs в траве пастбищ от уровня осадков за период выпадений радионуклидов и доли аэрозольного йода в облаке.

Рис. 5 (продолжение). Зависимость относительных удельных активностей 131I и 137Cs в траве пастбищ от уровня осадков за период выпадений радионуклидов и доли аэрозольного йода в облаке.
Так, размах значений K δ , R во всём диапазоне изменения величины доли аэрозольного йода от 0 до 1 составляет всего 2,5 раза при сухих выпадениях и 1,5 – при выпадениях с осадками 40 мм. В то же время величина коэффициента K δ , R при переходе от «сухих» к «мокрым» выпадениям увеличивается в 4 раза при нулевой доле аэрозольной формы йода, а при чисто аэрозольной форме – в 15 раз.
Б. Основные закономерности формирования доз внутреннего облучения ЩЖ и всего тела
Полученная база данных была проанализирована в первую очередь на предмет выявления наиболее общих закономерностей формирования эталонных доз внутреннего облучения населения на территории России в год аварии, не зависящих от динамики удельных объёмных активностей продуктов аварии в атмосфере в период их выпадений. Ниже приведены основные результаты этого анализа.
Расчётные зависимости эталонных доз внутреннего облучения ЩЖ 131I и всего тела 137Cs жителей 4-х наиболее загрязнённых областей России от возраста для стандартных сценариев рационов их питания (рис. 6) приведены на рис. 7 и 8.
Приведённые на рис. 7 и 8 данные показывают, что для городских жителей ранг источников поступления радионуклидов в организм индивидуума по их вкладу в дозу внутреннего облучения от меньшего к большему имеет следующий вид: зелень, молоко за счёт ингаляции, ингаляция, молоко за счёт корма. Для сельских жителей – молоко за счёт ингаляции, ингаля-ция≈многолетняя зелень, молоко за счёт корма.


Рис. 6. Суточное потребление молока и зелени городскими и сельскими жителями.

Область = "Брянская* e_milkc = 8 8 суток
Q0

------ингаляция
•-•-• однолетняя зелень
* * * коммерческое молоко, корм ДАД коммерческое молоко,ингаляция D О О все источники

kBq тт
Rain = 1 mm Q0_airCs_1
Область= "Брянская" 9_milkc- 8 8суток

------ ингаляция
• ♦ • однолетняя зелень
* *■* коммерческое молоко, корм ДАД коммерческое молоко, ингаляция ■-■-■ все источники
Рис. 7. Зависимость доз внутреннего облучения щитовидной железы 131I и всего тела 137Cs от возраста жителей Брянской области.
θ_milkv, θ_milkc – начало потребления молока сельскими и городскими жителями в пастбищный период содержания КРС; Rain – осадки за время радиоактивных выпадений; Qθ_airI, Qθ_airCs – удельная объёмная активность 131 I и 137 Cs в атмосфере.
Область - "Калужская* 6_milkv= 10,3 суток

------ингаляция
• • • многолетняя зелень
* * * частное молоко, корм А д д частное молоко, ингаляция
■-■-■ все источники



Рис. 8. Зависимость доз внутреннего облучения щитовидной железы 131I и всего тела 137Cs от возраста жителей Калужской области.
θ_milkv, θ_milkc – начало потребления молока сельскими и городскими жителями в пастбищный период содержания КРС; Rain – осадки за время радиоактивных выпадений; Qθ_airI, Qθ_airCs – удельная объёмная активность 131 I и 137 Cs в атмосфере.
Представленные на рис. 9 результаты показывают, что в Калужской области в связи с 10-суточной задержкой начала выпаса частного КРС ингаляционная доля дозы внутреннего облучения ЩЖ и всего тела сельских жителей составляла 0,15-0,2. Для городских жителей задержка выпаса была больше – около 2 недель. Соответственно, величина этой доли больше и изменялась в зависимости от возраста от 0,13 до 0,35 для дозы на ЩЖ и от 0,13 до 0,2 – для дозы на всё тело. Только за счёт более раннего выпаса в Брянской области доля ингаляционной составляющей доз внутреннего облучения ЩЖ её жителей была вдвое меньше, чем в Калужской области. Её величина максимальна у жителей возраста больше 10 лет для дозы на ЩЖ, для дозы на всё тело – у жителей возраста 6-11 лет.

ООО сельский житель, Брянск Д-Д Д городской житель, Брянск □ □ □ сельский житель, Калуга о-о огородской житель, калуга

Рис. 9. Зависимость относительной доли ингаляционной составляющей доз внутреннего облучения щитовидной железы 131I и всего тела 137Cs от возраста жителей центральных частей Брянской и Калужской областей.
Для выяснения влияния уровня осадков на составляющие дозы внутреннего облучения сельских жителей Брянской и Калужской областей были проведены аналогичные расчёты для «сухих» выпадений. Представленные на рис. 10 и 11 результаты при стандартных величинах средних удельных объёмных активностях 131I и 137Cs в облаке показывают, что дозы внутреннего облучения как ЩЖ, так и всего тела за счёт потребления загрязнённых продуктов питания при «сухих» выпадениях приблизительно в 2 раза меньше, чем при осадках 1 мм.


Рис. 10. Зависимость относительной доли ингаляционной составляющей доз внутреннего облучения 131I на ЩЖ и 137Cs на всё тело от возраста сельских жителей центральной части Брянской области при «сухих» выпадениях и доле аэрозольного 131I в облаке – 0,7.


Рис. 10 (продолжение). Зависимость относительной доли ингаляционной составляющей доз внутреннего облучения 131I на ЩЖ и 137Cs на всё тело от возраста сельских жителей центральной части Брянской области при «сухих» выпадениях и доле аэрозольного 131I в облаке – 0,7.




Рис. 11. Зависимость относительной доли ингаляционной составляющей доз внутреннего облучения щитовидной железы 131I и всего тела 137Cs от возраста сельских жителей центральной части Калужской области при доле аэрозольного 131I в облаке 0,7, «сухих» выпадениях и уровне осадков за время выпадения радионуклидов 1 мм.
Естественно, что наличие или отсутствие осадков в период выпадений не влияет на саму величину ингаляционной составляющей дозы внутреннего облучения и дозу за счёт ингаляции-онного пути загрязнения молока (рис. 10, 11).
Зависимости доз внутреннего облучения ЩЖ и всего тела сельских и городских жителей Брянской и Калужской областей от их возраста, уровня осадков за период выпадений радионуклидов и доли аэрозольного йода в атмосфере (для ЩЖ), рассчитанные в блоке модели [4], приведены на рис. 12-14.




Рис. 12. Зависимость доз внутреннего облучения щитовидной железы от возраста жителей Калужской области (сельских и городских), уровня осадков в период выпадения радионуклида и доли аэрозольного 131I в облаке.
Легенда логарифмической шкалы осадков (50 точек на 1 порядок).
^"номер шкапы осадков" 1
Легенда =
"осадки, мм"
О
0,1
0,5

Рис. 13. Зависимость доз внутреннего облучения щитовидной железы от возраста жителей Брянской области (сельских и городских), уровня осадков в период выпадения радионуклида и доли аэрозольного 131I в облаке.

Рис. 14. Зависимость доз внутреннего облучения всего тела от возраста жителей Брянской и Калужской областей и уровня осадков в период выпадения радионуклидов.
Из рассмотрения зависимостей, представленных на рис. 5, 7-14, следует, что ранг параметров по их влиянию на дозы внутреннего облучения ЩЖ и всего тела индивидуумов от меньшего к большему имеет следующий вид:
-
• осадки в период выпадений, меньшие 0,1 мм (рис. 5);
-
• возраст индивидуума (рис. 7-14);
-
• среднеобластные погодные условия (для 131I, рис. 12, 13);
-
• соотношение долей форм существования 131I в атмосфере при осадках в период выпадений, больших 1 мм (рис. 5);
-
• осадки в период выпадений, большие 1 мм (рис. 5);
-
• нестандартное суточное потребление молока (рис. 7-8);
-
• удельные объёмные активности 131I и 137Cs в атмосфере (15).
Более наглядно это следует из данных рис. 15.


doc сельский житель, сухие выпадения 000 сельский житель. осадки о,1 мм сельский житель, осадки 1мм


Рис. 15. Зависимость доз внутреннего облучения щитовидной железы и всего тела от возраста жителей Брянской и Калужской областей (сельских и городских) и уровня осадков в период выпадения радионуклида.
Выводы
По результатам выполненной работы можно сделать следующие выводы.
-
• Разработанная модель учитывает динамику выпадений радиоактивных продуктов из атмосферы при различных погодных условиях, контрмеры, возраст и структуру питания населения, а также отражает основные закономерности формирования доз внутреннего облучения после радиационных аварий.
-
• Ранг источников поступления радионуклидов в организм городского жителя со стандартным рационом по их вкладу в дозу внутреннего облучения от меньшего к большему имеет следующий вид: зелень, молоко за счёт ингаляции, ингаляция, молоко за счёт корма; для сельского жителя – молоко за счёт ингаляции, ингаляция ≈ многолетняя зелень, молоко за счёт корма.
-
• В Калужской и Тульской областях при осадках за период выпадений дозы внутреннего облучения сельских жителей за счёт ингаляции 131I и 137Cs были всего в 2-3 раза меньше, а для городских жителей сопоставимы с дозами за счёт употребления загрязнённого молока.
-
• За счёт позднего выпаса молочного скота доля ингаляции в дозе на ЩЖ населения в Калужской области была вдвое больше, чем в Брянской области.
-
• Доза на ЩЖ с возрастом уменьшается, а доза на всё тело минимальна для детей в возрасте 6-11 лет.
-
• Доля ингаляции в дозе на ЩЖ максимальна у жителей старше 10 лет, а в дозе на всё тело – у детей в возрасте 6-11 лет.
-
• Ранг параметров по степени их влияния на дозы внутреннего облучения ЩЖ и всего тела от меньшего к большему имеет следующий вид:
-
V осадки в период выпадений, меньшие 0,1 мм;
-
V возраст индивидуума,
-
V погодные условия в регионе (для 131I);
-
V соотношение долей форм существования 131I в атмосфере при осадках в период выпадений, больших 1 мм;
-
V осадки в период выпадений, большие 1 мм;
-
V нестандартное суточное потребление молока;
-
V удельные объёмные активности 131I и 137Cs в атмосфере.
Список литературы Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 4. Исследования закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения после аварии на ЧАЭС
- Балонов М.И., Брук Г.Я., Голиков В.Ю., Шутов В.Н., Савкин М.Н., Питкевич В.А., Степаненко В.Ф., Вакуловский С.М. Оценка доз облучения населения Российской Федерации вследствие аварии на Чернобыльской АЭС: сборник методических документов/под ред. академика РАМН Г.Г.Онищенко. Санкт-Петербург, 2006. С. 8-55.
- Власов О.К. Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 1. Описание, постановка и свойства агроклиматического блока модели//Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 2. С. 16-34.
- Власов О.К. Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 2. Описание, постановка и свойства блоков метаболизма радионуклидов 131I и 137Cs в органах крупного рогатого скота//Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 3. С. 21-39.
- Власов О.К. Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с их выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 3. Описание, постановка и свойства блоков метаболизма радионуклидов 131I и 137Cs в органах человека//Радиация и риск. 2014. Т. 23, № 1. С. 32-50.
- ICRP Publication 56. Age-Dependent Doses to Members of the Public from Intake of Radionuclides: Part 1. Oxford: Pergamon Press, 1989. 122 p.