计算长寿命放射性核素的短半衰期子核岸边沉积外照射剂量的方法技术

本发明专利技术涉及一种计算长寿命放射性核素的短半衰期子核岸边沉积外照射剂量的方法，该方法根据核设施液态流出物的排放源项，判断母核和子核所建立的平衡关系，依据放射性核素衰变的基本规律，确定子核在沉积地点的放射性活度A子、衰变常数λ子以及子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCF子，计算在沉积地点的地表岸边沉积外照射剂量。本发明专利技术可以用于各种与核设施液态流出物排放造成的地表沉积外照射的计算，解决目前在相关评价计算中所遇到的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核辐射环境影响评价技术，具体涉及一种。
技术介绍
在核设施的液态流出物中，长寿命核素一般与其短半衰期子核存在着长期平衡关系，由于子核在环境中的迁移规律与母核不同，且其在环境中的量一般要取决于其母核的量，在评价中存在着一定的困难。在目前的核设施辐射环境影响评价所使用的通用模型和程序中，对于长寿命核素的短寿命子核的岸边沉积外照射或者没有进行考虑或者计算不够完善，而对于某些放射性核素，其子核的剂量贡献可能很大，使得辐射影响评价中岸边沉积外照射这一途径计算存在着一定的不保守情况。 在目前的核设施环辐射影响评价过程中，对于液态途径排放的长寿命核素子核的岸边沉积外照射，计算中一般不进行考虑，但是对于某些长寿命核素，其子核虽然其半衰期很短，但是由于子核随着母核的衰变不断产生，在母核沉积到岸边后子核会在母核沉积处与母核建立长期平衡或者过渡平衡状态，其在岸边沉积的活度也是不应该忽略的，同时由于某些子核的外照射剂量转换因子很高，其造成的外照射剂量贡献往往比母核还要高，忽略其辐射影响是不合理的。例如某核电厂排放的放射性核素Ce-144的半衰期为284天，其子核Pr-144的半衰期为0.288小时，在Ce_144沉积到岸边后，其子核将很快的与Ce_144在其沉积处建立长期平衡，即Pr-144与Ce-144的活度将相同(因为平衡很快，可以忽略掉因为沉积吸附性质不同产生的差异，Pr-144的活度变化将与Ce-144的规律相同)，但是由于Pr-144的地表沉积外照射剂量转换因子为Ce-144的8倍左右，因此由子核Pr-144所产生的岸边沉积外照射剂量将比母核Ce-144的剂量更高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，根据核设施液态流出物中长寿命核素的衰变链、岸边沉积分配系数、子核与母核的活度变化关系，计算核设施液态流出物中长寿命核素子核的岸边沉积外照射剂量。 本专利技术的技术方案如下:一种，包括如下步骤: (I)根据核设施液态流出物的排放源项，确定各核素的衰变链，判断是否有放射性子核，对于有放射性子核的长寿命核素一母核，给出其衰变常数λ 9以及子核的衰变常数λ〒，并给出子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCF〒； (2)根据母核和子核的衰变常数关系，判断母核和子核能否建立平衡关系:当入9<〈入〒时，母核和子核在沉积地点建立长期平衡关系；当λ 9〈λ〒时，母核和子核建立过渡平衡； (3)根据母核和子核所建立的平衡关系确定子核在沉积地点的放射性活度:当λ母〈〈λ子时，A子A母；当λ母〈λ子时，A子A母XK，其中，A子为子核活度，A母为母核活度，K =X子/ (X子_人母); (4)在母核的沉积地点，根据母核的衰变规律以及其与子核的平衡关系确定子核的放射性活度的衰变规律:取子核的衰变常数与母核的衰变常数相同，λλ 9 ; (5)根据以上步骤中确定的子核在沉积地点的放射性活度、衰变常数λ〒以及子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCFp计算在沉积地点的地表岸边沉积外照射剂量。 进一步，如上所述的，步骤(I)中所述的判断是否有放射性子核，是从放射性核素的衰变纲图获得。 本专利技术的有益效果如下:本专利技术根据核设施液态流出物的排放源项，分析长寿命核素的短寿命放射性子核在沉积地点的放射性活度、衰变规律的处理方法，进而给出了一种计算长寿命核素的短寿命放射性子核造成的岸边沉积外照射剂量的方法，本专利技术所给出的技术方法可以用于各种与核设施液态流出物排放造成的地表沉积外照射的计算，解决目前在相关评价计算中所遇到的技术问题。 【附图说明】 图1为一种实施方案流程图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。 如图1所示，本专利技术所提供的一种，包括如下步骤: (I)根据核设施液态流出物的排放源项，确定各核素的衰变链，判断是否有放射性子核，对于有放射性子核的长寿命核素(母核)，给出其衰变常数λ 9以及子核的衰变常数λ f并给出子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCFp 此步骤所述的判断有无放射性子核，可以从放射性核素的衰变纲图获得。如放射性核素Co-60衰变的子核为N1-60，其子核即无放射性的稳定核，不需进行考虑；Ce-144的子核为Pr-144，其子核Pr-144为半衰期为0.288小时的短寿命子核，需要进行考虑。此时便可以从技术文件中直接获得母核和子核的λ 9和λ〒以及子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCFp (2)根据母核和子核的衰变常数关系，判断母核和子核能否建立平衡关系:当入9<〈入〒时母核和子核在沉积地点建立长期平衡关系；当λ λ〒时母核和子核建立过渡平衡。如果有λ 9彡λ〒的情况存在，则不属于本专利技术所计算的范畴。 此处子核与母核的衰变常数间的“远大于”或者“大于”的关系是相对的，评估者可以根据经验进行判断。另外，本专利技术所述的“长期平衡”或“过渡平衡”在某些情况下可能不够准确(如子核的半衰期接近或大于沉积的累积时间时)，但本专利技术所给出的计算方法是偏于保守的，能够满足剂量评价的要求。 此步骤所述的母核和子核的平衡关系，是根据放射性核素的衰变常数或半衰期进行判断的。如Ce-144的半衰期为284天(衰变常数λ母=1.02E_4/h)，其子核Pr_144的半衰期为0.288小时(衰变常数λ 2.41/h)，显然λ 9?λ子，因此当Ce-144在岸边某地沉积后，其将很快与子核Pr-144建立长期平衡关系。 (3)根据母核和子核所建立的平衡关系确定子核在沉积地点的放射性活度:当λ母〈〈λ子时，子核活度A子。A母(母核活度)；当λ母〈λ子时，A子。A母ΧΚ，其中K = λ子/ (入子_入母)。 此步骤中，是根据放射性核素衰变的基本规律来进行计算的。 (4)在母核的沉积地点，根据母核的衰变规律以及其与子核的平衡关系确定子核的放射性活度的衰变规律:取子核的衰变常数与母核的衰变常数相同即λλ… 此步骤中，是根据建立平衡后子核的活度与母核的活度变化规律来进行计算的，建立长期平衡后，子核与母核的活度变化规律基本一致；建立过渡平衡后，子核与母核的活度变化规律差一个倍数K ;此步骤中所述的取\产\母是一种近似的处理，当λ母〈λ子且两者较为接近时，应该对入子与入?的关系进行一定的修正，此修正不属于本专利技术的计算范畴。 (5)根据以上步骤中确定的子核在沉积地点的放射性活度、衰变常数λ〒以及子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCFp计算在沉积地点的地表岸边沉积外照射剂量。 在按照步骤(I)?(4)获得计算所需的参数后，可以按照通用的岸边沉积外照射剂量计算公式来进行岸边沉积外照射剂量的计算，相关的计算公式和参数可以参考国家标准或者国际组织的标准规范，这些均属于本领域的公知常识。 实施例: 以母核Ce-144及其子核Pr_144为例按照本专利技术的步骤所进行的相关计算和假设如下: 第一步，判断Ce-144是否有放射性子核，经判断有放射性子核Pr_144，由公开的资料可以查得λ Ce_144 = 1.02E-4/h, λ Pr_144 = 2.41/h，子核Pr-144的地表沉积外照射剂量转换因子 DCFPr_144 = 1.44E-12Sv.m2/Bq.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算长寿命放射性核素的短半衰期子核岸边沉积外照射剂量的方法，包括如下步骤：(1)根据核设施液态流出物的排放源项，确定各核素的衰变链，判断是否有放射性子核，对于有放射性子核的长寿命核素—母核，给出其衰变常数λ母以及子核的衰变常数λ子，并给出子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCF子；(2)根据母核和子核的衰变常数关系，判断母核和子核能否建立平衡关系：当λ母<<λ子时，母核和子核在沉积地点建立长期平衡关系；当λ母<λ子时，母核和子核建立过渡平衡；(3)根据母核和子核所建立的平衡关系确定子核在沉积地点的放射性活度：当λ母<<λ子时，A子≈A母；当λ母<λ子时，A子≈A母×K，其中，A子为子核活度，A母为母核活度，K＝λ子/(λ子‑λ母)；(4)在母核的沉积地点，根据母核的衰变规律以及其与子核的平衡关系确定子核的放射性活度的衰变规律：取子核的衰变常数与母核的衰变常数相同，λ子≈λ母；(5)根据以上步骤中确定的子核在沉积地点的放射性活度A子、衰变常数λ子以及子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCF子，计算在沉积地点的地表岸边沉积外照射剂量。

【技术特征摘要】
1.一种计算长寿命放射性核素的短半衰期子核岸边沉积外照射剂量的方法，包括如下步骤: (1)根据核设施液态流出物的排放源项，确定各核素的衰变链，判断是否有放射性子核，对于有放射性子核的长寿命核素一母核，给出其衰变常数λ 9以及子核的衰变常数λP并给出子核的地表沉积外照射剂量转换因子DCFf ； (2)根据母核和子核的衰变常数关系，判断母核和子核能否建立平衡关系:当λφ?λ?时，母核和子核在沉积地点建立长期平衡关系；当λ 9〈λ〒时，母核和子核建立过渡平衡； (3)根据母核和子核所建立的平衡关系确定子核在沉积地点的放射性活度:当λ母〈〈λ子时，A子A母；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓亮，熊章辉，郑伟，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11