一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法技术

本发明专利技术属于核辐射评价技术领域，涉及一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法。所述的计算方法包括如下步骤：(1)根据核设施的惰性气体排放源项和厂址周围环境条件，计算空气中的惰性气体放射性活度浓度；(2)在厂址周围进行陆生生态环境调查，确定参考生物种类；(3)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、浓集因子以及内照射剂量率转换因子计算参考生物受到的内照射剂量率；(4)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、居留因子以及外照射剂量率转换因子计算参考生物受到的外照射剂量率；(5)根据参考生物受到的内、外照射剂量率计算总剂量率。利用本发明专利技术的计算方法，能够填补我国空白，提供惰性气体生物辐射剂量的计算方法。

A calculation method of biological radiation dose of inert gas

【技术实现步骤摘要】
一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法
本专利技术属于核辐射评价
，涉及一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法。
技术介绍
核设施正常运行时会向环境排放气态流出物，这些气态流出物会对厂址周围的陆生生物产生辐射影响，因此在核设施的各阶段环境影响评价报告中需要对陆生生物辐射影响进行评价。目前国内较为常用的生物辐射影响评价程序为欧共体(EC)开发的ERICA程序，但该程序不能计算惰性气体对陆生生物造成的辐射剂量。而核电厂、后处理厂等核设施排放的气态流出物中，Kr等惰性气体元素的放射性同位素的排放量相对其他核素较大。因此在厂址周围陆生生物的辐射影响评价时，需要计算惰性气体对陆生生物造成的辐射剂量。关于生物辐射剂量计算，现有技术中有一些报道。例如中国专利申请201310161802.6公开了一种基于血清铁/血清铜的辐射生物剂量估算方法。其首先采用2-(5-溴-2-毗啶偶氨)-5-二乙氨基苯酚(5-Br-PADAP)分光光度法分别测量辐照小鼠血清铁和血清铜的浓度，计算出血清铁与血清铜的比值；然后建立血清铁/血清铜与辐照剂量之间的剂量-效应曲线。又如中国专利申请201510865652.6公开了一种利用斑马鱼胚胎致畸率进行低剂量伽马辐射生物预警的方法。利用斑马鱼胚胎对低剂量伽马辐射敏感的特性，根据斑马鱼胚胎接受的辐射剂量与致畸率之间的剂量-效应关系，通过计算不同低剂量伽马辐射剂量条件下斑马鱼胚胎的致畸率，来评估低剂量伽马辐射对斑马鱼胚胎的综合毒性作用，建立生物预警方法。但目前在惰性气体生物辐射剂量计算方面的研究较少，计算模型和计算参数不完备，也没有相关的标准规范，这影响了生物辐射影响评价工作的开展。因此，需要给出一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，弥补我国核设施厂址周围生物辐射影响评价在该方面的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，以能够填补我国空白，提供惰性气体生物辐射剂量的计算方法。为实现此目的，在基础的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，所述的计算方法包括如下步骤：(1)根据核设施的惰性气体排放源项和厂址周围环境条件，计算空气中的惰性气体放射性活度浓度；(2)在厂址周围进行陆生生态环境调查，确定参考生物种类；(3)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、浓集因子以及内照射剂量率转换因子计算参考生物受到的内照射剂量率；(4)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、居留因子以及外照射剂量率转换因子计算参考生物受到的外照射剂量率；(5)根据参考生物受到的内、外照射剂量率计算总剂量率。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(1)中，惰性气体排放源项可根据核设施的工艺进行计算，大气弥散因子可根据核设施的排放设计参数结合厂址周围环境条件进行计算。这两个参数的计算国内目前已有较为成熟的方法。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(1)中，空气中的惰性气体放射性活度浓度的计算公式如下：χi＝3.17×10-8·Qi·(X/Q)i(1)式(1)中：χi为地面空气中惰性气体核素i的放射性浓度，单位为Bq/m3；Qi为惰性气体核素i的气态年均释放率，单位为Bq/a；(X/Q)i为惰性气体核素i年均大气弥散因子，单位为s/m3；3.17×10-8为a/s的换算系数。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(2)中，陆生生态环境调查范围可依据《环境影响评价技术导则核电厂环境影响报告书的格式和内容》(HJ808-2016)确定，调查方法可依据国内相关调查规范。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(2)中，参考生物种类可参考目前较为常用的生物辐射影响评价程序ERICA中陆生生态系统的13类生物。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(3)与步骤(4)中，浓集因子、内照射剂量率转换因子、外照射剂量率转换因子的取值可参考英格兰和威尔士环境当局资助开发的R&D128程序，该程序中的浓集因子主要是通过大量的文献调研获得的，主要的数据源是ISI(InstituteforScientificInformation)数据库和IAEA的INIS(TheInternationalNuclearInformationSystem)数据库；剂量率转换因子主要是根据环境特征参数、照射途径和参考生物的特征参数，利用Monte-Carlo方法或经验公式计算得到；R&D128程序中提供了Kr和Ar部分放射性同位素的浓集因子和内照射剂量率转换因子、外照射剂量率转换因子。居留因子可参考生物辐射影响评价程序ERICA中的推荐值。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(3)中，参考生物受到的内照射剂量率计算公式如下：式(2)中：为惰性气体核素i对生物j造成的内照射剂量率，单位为μGy/h；Ca,i为惰性气体核素i在空气中的放射性活度浓度，单位为Bq/m3；为惰性气体核素i在j生物体内的浓集因子，单位为(Bq/kg)/(Bq/m3)；为惰性气体核素i对生物j的内照射剂量率转换因子，单位为μGy·h-1/Bq·kg-1。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(4)中，参考生物受到的外照射剂量率计算公式如下：式(3)中：为惰性气体核素i对生物j造成的外照射剂量率，单位为μGy/h；Ca,i为惰性气体核素i在空气中的放射性活度浓度，单位为Bq/m3；为惰性气体核素i对生物j的外照射剂量率转换因子，单位为μGy·h-1/Bq·kg-1。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其中步骤(5)中，参考生物受到的总照射剂量率计算公式如下：式(4)中：为惰性气体核素i对生物j造成的总照射剂量率，单位为μGy/h；为惰性气体核素i对生物j造成的内照射剂量率，单位为μGy/h；为惰性气体核素i对生物j造成的外照射剂量率，单位为μGy/h。本专利技术的有益效果在于，利用本专利技术的惰性气体生物辐射剂量的计算方法，能够填补我国空白，提供惰性气体生物辐射剂量的计算方法。目前国内在惰性气体生物辐射剂量的计算方法方面没有相关导则规范，且相关研究较少。本专利技术提出一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，使用该计算方法可以完成惰性气体生物辐射剂量的计算，完善核设施气态流出对陆生生物辐射影响的评价方法。附图说明图1为示例性的本专利技术的惰性气体生物辐射剂量的计算方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作出进一步的说明。示例性的本专利技术的惰性气体生物辐射剂量的计算方法的流程如图1所示，包括如下步骤。第一步，计算空气中的惰性气体放射性活度浓度。根据该核电厂的工艺设计，气态流出物中惰性气体Kr-85的年排放量为2.20×1012Bq/a；根据该厂址所在地的气象条件以及排放设计参数，保守考虑，取厂址周围大气弥散因子的最大值5.74×10-7s/m3，根据公式(1)计算得出空气中Kr-85的放射性活度浓度为4×10-2Bq/m3。第二步，确定参考生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其特征在于，所述的计算方法包括如下步骤：(1)根据核设施的惰性气体排放源项和厂址周围环境条件，计算空气中的惰性气体放射性活度浓度；(2)在厂址周围进行陆生生态环境调查，确定参考生物种类；(3)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、浓集因子以及内照射剂量率转换因子计算参考生物受到的内照射剂量率；(4)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、居留因子以及外照射剂量率转换因子计算参考生物受到的外照射剂量率；(5)根据参考生物受到的内、外照射剂量率计算总剂量率。

【技术特征摘要】
1.一种惰性气体生物辐射剂量的计算方法，其特征在于，所述的计算方法包括如下步骤：(1)根据核设施的惰性气体排放源项和厂址周围环境条件，计算空气中的惰性气体放射性活度浓度；(2)在厂址周围进行陆生生态环境调查，确定参考生物种类；(3)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、浓集因子以及内照射剂量率转换因子计算参考生物受到的内照射剂量率；(4)根据空气中的惰性气体放射性活度浓度、居留因子以及外照射剂量率转换因子计算参考生物受到的外照射剂量率；(5)根据参考生物受到的内、外照射剂量率计算总剂量率。2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于：步骤(1)中，惰性气体排放源项可根据核设施的工艺进行计算，大气弥散因子可根据核设施的排放设计参数结合厂址周围环境条件进行计算。3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于：步骤(1)中，空气中的惰性气体放射性活度浓度的计算公式如下：χi＝3.17×10-8·Qi·(X/Q)i(1)式(1)中：χi为地面空气中惰性气体核素i的放射性浓度，单位为Bq/m3；Qi为惰性气体核素i的气态年均释放率，单位为Bq/a；(X/Q)i为惰性气体核素i年均大气弥散因子，单位为s/m3；3.17×10-8为a/s的换算系数。4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于：步骤(2)中，陆生生态环境调查范围可依据《环境影响评价技术导则核电厂环境影响报告书的格式和内容》确定，调查方法可依据国内相关调查规范。5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于：步骤(2)中，参考生物种类可...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏其铭，杜红燕，白晓平，王晓亮，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