Что рассчитывает этот калькулятор
Этот инструмент оценивает ожидаемую эффективную внутреннюю дозу облучения, которую получает человек при вдыхании воздуха, загрязнённого радиоактивными веществами. Учитываются три радионуклида, о которых чаще всего сообщают в подобных ситуациях: йод-131 (I-131), цезий-134 (Cs-134) и цезий-137 (Cs-137). Физика оценки дозы универсальна и не зависит от страны; используемые здесь значения дозовых коэффициентов по умолчанию соответствуют опубликованным коэффициентам ожидаемой эффективной дозы типа МКРЗ (ICRP), применяемым во всём мире, и приведены в таблицах Национального института радиологических наук Японии (NIRS). В России аналогичные подходы закреплены в нормах радиационной безопасности (НРБ), поэтому конкретные нормативные пределы у нас могут отличаться.
Основные единицы измерения
1 беккерель (Бк) — это один акт радиоактивного распада в секунду; он характеризует активность радионуклида, а в данном случае — удельную активность в воздухе. 1 зиверт (Зв) — единица эффективной дозы, отражающая биологическое воздействие на организм человека. Дозовый коэффициент (ожидаемая эффективная доза на единицу поступления) зависит как от радионуклида, так и от возрастной группы человека, поскольку размер органов, обмен веществ и частота дыхания меняются с возрастом.
Как пользоваться калькулятором
Выберите возрастную группу — подставятся значения частоты дыхания и дозовых коэффициентов по умолчанию (любое из них можно изменить вручную). Введите удельную активность воздуха в Бк/м³ для каждого нуклида и количество дней облучения. Калькулятор покажет дозу по каждому нуклиду и суммарную дозу в микрозивертах (мкЗв), миллизивертах (мЗв) и зивертах (Зв).
Разбор формулы
Для каждого радионуклида вдыхаемая активность равна: удельная активность (Бк/м³) × объём дыхания (м³/сут) × число дней — это даёт суммарное поступление в беккерелях. Умножив на дозовый коэффициент (мкЗв/Бк), получаем дозу в мкЗв. Итоговое значение — сумма по всем нуклидам: Доза = удельная активность × дозовый коэффициент × объём дыхания в сутки × число дней.
$$E = B \cdot D \sum_{i} C_i \, e_i$$ $$\text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} B &= \text{Breathing Rate (m}^3\text{/day)} \\ D &= \text{Days} \\ C_i \, e_i &= \text{C}_{I131}\,e_{I131} + \text{C}_{Cs134}\,e_{Cs134} + \text{C}_{Cs137}\,e_{Cs137} \end{aligned} \right.$$
Пример расчёта
Взрослый человек, частота дыхания 22,2 м³/сут, 1 день. Концентрации: I-131 — 100, Cs-134 — 50, Cs-137 — 50 Бк/м³. Поступления: 2220, 1110, 1110 Бк. Дозы: \(2220 \times 0{,}0074 = 16{,}428\) мкЗв; \(1110 \times 0{,}0066 = 7{,}326\) мкЗв; \(1110 \times 0{,}0039 = 4{,}329\) мкЗв. Итого \(= 28{,}083\) мкЗв \(= 0{,}028083\) мЗв.
Частые вопросы
Учитывается ли радиоактивный распад? Нет. Ожидаемая эффективная доза интегрируется за 50 лет (для взрослых) или до достижения 70 лет (для детей); это уже заложено в дозовые коэффициенты.
Почему результат зависит от возраста? У детей и подростков частота дыхания и обмен веществ отличаются от взрослых, поэтому и дозовые коэффициенты у них другие.
Можно ли считать это официальной оценкой? Нет. Это упрощённая ориентировочная (скрининговая) оценка; реальные расчёты учитывают больше нуклидов, пути поступления через пищу и воду, а также изменение поступления во времени.
