ماذا تفعل هذه الحاسبة
تقدّر هذه الأداة الجرعة الفعّالة المُلتزَمة (committed effective dose) من الإشعاع الداخلي التي يتلقّاها الإنسان نتيجة تنفّس هواء ملوّث بمواد مشعّة. وتغطّي ثلاثة نظائر مشعّة شائعة الذكر: اليود-131 (I-131) والسيزيوم-134 (Cs-134) والسيزيوم-137 (Cs-137). إنّ فيزياء تقدير الجرعة عالمية لا تتغيّر؛ أمّا القيم الافتراضية لمعاملات الجرعة المعروضة هنا فتتبع معاملات الجرعة الفعّالة المُلتزَمة من نوع ICRP المنشورة والمعتمدة عالمياً، والمجدوَلة من قِبل المعهد الوطني الياباني للعلوم الإشعاعية (NIRS). وتظل المبادئ نفسها قابلة للتطبيق في بلدان أخرى، مع العلم أنّ الجهات التنظيمية المحلية قد تعتمد جداول أو قيماً مختلفة قليلاً.
الوحدات الأساسية
البكريل الواحد (Bq) هو تفكّك نووي واحد في الثانية، وهو يقيس شدّة النشاط الإشعاعي، أو هنا تركيز النشاط الإشعاعي في الهواء. أمّا السيفرت الواحد (Sv) فهو وحدة الجرعة الفعّالة التي تعبّر عن الأثر البيولوجي على جسم الإنسان. ويعتمد معامل الجرعة (الجرعة الفعّالة المُلتزَمة لكل وحدة استنشاق) على كلٍّ من النظير المشعّ والفئة العمرية للشخص، لأنّ حجم الأعضاء والأيض ومعدل التنفّس تختلف باختلاف العمر.
كيفية الاستخدام
اختر الفئة العمرية لتحميل معدل التنفّس ومعاملات الجرعة الافتراضية (يمكنك تعديل أيٍّ منها). أدخِل تركيز النشاط الإشعاعي في الهواء بوحدة Bq/m³ لكل نظير، وعدد أيام التعرّض. تعرض الحاسبة الجرعة لكل نظير على حدة والمجموع الكلي بوحدات الميكروسيفرت (µSv) والميلّيسيفرت (mSv) والسيفرت (Sv).
شرح المعادلة
بالنسبة لكل نظير مشعّ، يساوي النشاط المُستنشَق: التركيز (Bq/m³) × حجم التنفّس (m³/يوم) × عدد الأيام، ما يعطي إجمالي البكريلات المُستنشَقة. وبضرب الناتج في معامل الجرعة (µSv/Bq) نحصل على الجرعة بوحدة µSv. والمجموع الكلي هو حاصل جمع جميع النظائر:
$$E = B \cdot D \sum_{i} C_i \, e_i$$حيث:
$$\left\{ \begin{aligned} B &= \text{Breathing Rate (m}^3\text{/day)} \\ D &= \text{Days} \\ C_i \, e_i &= \text{C}_{I131}\,e_{I131} + \text{C}_{Cs134}\,e_{Cs134} + \text{C}_{Cs137}\,e_{Cs137} \end{aligned} \right.$$
مثال محلول
بالغ، معدل تنفّس 22.2 m³/يوم، يوم واحد. التراكيز: I-131 بمقدار 100، Cs-134 بمقدار 50، Cs-137 بمقدار 50 Bq/m³. كميات الاستنشاق: 2220 و1110 و1110 Bq. الجرعات: \(2220 \times 0.0074 = 16.428\) µSv؛ \(1110 \times 0.0066 = 7.326\) µSv؛ \(1110 \times 0.0039 = 4.329\) µSv. المجموع = 28.083 µSv = 0.028083 mSv.
الأسئلة الشائعة
هل يؤخذ التحلّل الإشعاعي بعين الاعتبار؟ لا. فالجرعة الفعّالة المُلتزَمة تُحسب تكاملياً على مدى 50 عاماً (للبالغين) أو حتى بلوغ سن 70 (للأطفال)؛ وهذا مضمّن أصلاً ضمن معاملات الجرعة.
لماذا تتغيّر النتيجة باختلاف العمر؟ لأنّ صغار السن لديهم معدلات تنفّس وأيض مختلفة، ومن ثمّ تختلف معاملات الجرعة الخاصة بهم.
هل يُعدّ هذا تقييماً تنظيمياً رسمياً؟ لا. إنّه تقدير مبسّط لأغراض الفرز الأولي؛ أمّا التقييمات الفعلية فتستخدم عدداً أكبر من النظائر، ومسارات الابتلاع، وكميات استنشاق متغيّرة مع الزمن.
