环境与辐射教学课件-第七章-公众剂量(第7章).ppt

1、环境与辐射第七章第七章 公众剂量评估公众剂量评估22023-1-28第七章：公众剂量评价方法第七章：公众剂量评价方法第一节第一节 公众剂量评价的基本剂量学量公众剂量评价的基本剂量学量第二节第二节 公众剂量评价的辅助剂量学量公众剂量评价的辅助剂量学量第三节第三节 放射性核素大气释放的隔室转移模式放射性核素大气释放的隔室转移模式第四节第四节 外照射剂量计算外照射剂量计算第五节第五节 内剂量计算模式内剂量计算模式 第六节第六节 吸入途径剂量计算吸入途径剂量计算第七节第七节 食入途径剂量计算食入途径剂量计算第八节第八节 全球散布放射性核素剂量计算全球散布放射性核素剂量计算第九节第九节 氡子体所致剂量计

2、算氡子体所致剂量计算 第十节第十节 应急情况下基于环境测量数据的剂量计算应急情况下基于环境测量数据的剂量计算32023-1-28第一节第一节 公众剂量评价的公众剂量评价的基本基本剂量学量剂量学量 吸收剂量是单位质量物质所吸收的能量，它描述辐射场内吸收剂量是单位质量物质所吸收的能量，它描述辐射场内 物质的能量吸收。物质的能量吸收。空气吸收剂量空气吸收剂量 吸收剂量（吸收剂量（D）的定义是）的定义是dE除以除以dm而得的商。而得的商。式中式中 D吸收剂量吸收剂量 D的国际单位（的国际单位（SI）：）：J.kg-1和和Gy，旧单位：旧单位：rad（100 erg/g)，1Gy 100 rad；dE电

3、离辐射授于质量为电离辐射授于质量为dm的物质的的物质的平均能量平均能量。dmdED 吸收剂量（吸收剂量（absorbed dose）DT=eT/mT,平均吸收剂量平均吸收剂量eT 授予授予T的总能量，的总能量，mT=受照组织的质量受照组织的质量42023-1-28第一节第一节 公众剂量评价的剂量学量公众剂量评价的剂量学量 品质因数（品质因数（Q）加权后的吸收剂量称为剂量当量）加权后的吸收剂量称为剂量当量H，它是它是ICRU使用的、用以定义实用量使用的、用以定义实用量周围剂量当量、周围剂量当量、定向剂量当量和个人剂量当量。组织中某点处的剂量当定向剂量当量和个人剂量当量。组织中某点处的剂量当量量H

4、定义为：定义为：H=DQN式中式中Q品质因数品质因数；D现实剂量现实剂量N所有其它修正因子的乘积，实际上所有其它修正因子的乘积，实际上ICRP取取N1。当。当组织或器官同时受到几种辐射照射时，则相应的剂量当量组织或器官同时受到几种辐射照射时，则相应的剂量当量等于每种辐射的剂量当量等于每种辐射的剂量当量之和之和。剂量当量（剂量当量（dose equivalent）H52023-1-28第一节第一节 公众剂量评价的剂量学量公众剂量评价的剂量学量 RRTRTDwH,当量剂量（当量剂量（equivalent dose),HTICRP 60号报告将当量剂量定义为由辐射号报告将当量剂量定义为由辐射R引起的

5、、引起的、经辐射权重因子经辐射权重因子WR加权的、组织或器官加权的、组织或器官T所受的平所受的平均吸收剂量，是严格意义上的剂量。当量剂量的单均吸收剂量，是严格意义上的剂量。当量剂量的单位是位是J.Kg-1,专用名称为希沃特专用名称为希沃特(Sv)。式中式中R为辐射权重因子，在数值上接近为辐射权重因子，在数值上接近Q。DT,R为为辐射辐射R引起的织或器官引起的织或器官T所受的平均所受的平均 吸收剂量。吸收剂量。62023-1-28第一节第一节 公众剂量评价的剂量学量公众剂量评价的剂量学量 品质因数品质因数Q与与传能线密度传能线密度L的关系的关系水中的非定限传能线水中的非定限传能线密度密度L（ke

6、V/m mm）Q(L)10010.032L-2.2300/(L)1/2传能线密度传能线密度L的的定义为带电粒子穿过单位距离定义为带电粒子穿过单位距离时损失的能量，即时损失的能量，即LdE/dl,dE是带电粒子穿是带电粒子穿过过dl距离时的能量损失。距离时的能量损失。品质因数品质因数Q、传能线密度、传能线密度L的关系的关系72023-1-28第一节第一节 公众剂量评价的剂量学量公众剂量评价的剂量学量辐射权重因子辐射权重因子WR辐射类型辐射类型辐射能量辐射能量WR光子光子所有能量所有能量1电子和介子电子和介子所有能量所有能量1中子中子100keV2MeV20 2MeV20MeV10 20Mev5质

7、子（反冲质子除外）质子（反冲质子除外）2MeV5粒子、裂变碎片、重粒子、裂变碎片、重核核 20WR 在数值上接近在数值上接近Q对光子取对光子取1，其他辐，其他辐射取其相对生物效应射取其相对生物效应82023-1-28第一节第一节 公众剂量评价的剂量学量公众剂量评价的剂量学量 有效剂量有效剂量E是组织或器官所受的当量剂量与相应是组织或器官所受的当量剂量与相应的组织权重因子的组织权重因子wT的乘积的的乘积的总和总和，单位是，单位是Sv。E是所有器官和组织所受当量剂量的经是所有器官和组织所受当量剂量的经wT加权加权后的合计值，既适用于内剂量也适用于外照射。后的合计值，既适用于内剂量也适用于外照射。,

8、ETTTR T RTTRHwHwwD 有效剂量（有效剂量（effective dose）EE92023-1-28组织权重因子组织权重因子wT 1977，198712 1wT制定时考虑了各种辐射的健康效应，包括制定时考虑了各种辐射的健康效应，包括致死癌症、非致死癌症、遗传损伤和寿命损致死癌症、非致死癌症、遗传损伤和寿命损失等，因此是辐射防护评价的重要量。失等，因此是辐射防护评价的重要量。若实际情况下若实际情况下某一器官实际某一器官实际所受剂量超过所受剂量超过12个指定个指定WT中中受剂量最大者受剂量最大者所受剂量，则所受剂量，则该器官的该器官的WT 取取0.025,其余其他其余其他器官取器官取0

9、.025。102023-1-28第二节第二节 公众剂量评价的辅助剂量学量公众剂量评价的辅助剂量学量待积当量剂量（待积当量剂量（committed equivalent dose）HT(t(t)，是人体，是人体在单次摄入放射性核素后特定组织或器官接受的当量剂量率的在单次摄入放射性核素后特定组织或器官接受的当量剂量率的时间积分时间积分:HT（）=其中其中t t是核素进入是核素进入T组织（或器官）后的积分时间（年）。组织（或器官）后的积分时间（年）。如未特别指明，为辐射防护目的，对成人如未特别指明，为辐射防护目的，对成人t t取取50年，对儿童年，对儿童t t取取70年，下标年，下标T是所考虑的是所

10、考虑的组织或器官。组织或器官。T0H(t)dtt待积当量剂量待积当量剂量HT(t(t)112023-1-28第二节第二节 公众剂量评价的公众剂量评价的辅助剂量学量辅助剂量学量为计算为计算E(t(t)，可以将单次摄入放射性核素对器官，可以将单次摄入放射性核素对器官或组织造成的待积当量剂量或组织造成的待积当量剂量HT(t(t)与相应的组织权重与相应的组织权重因子因子WT相乘后相乘后求和求和。E（）=TTTWH()t待积有效剂量（待积有效剂量（committed effective dose），），E(t(t)放射性核素在体内的沉积及其产生的照射是不均匀的，放射性核素在体内的沉积及其产生的照射是不均

11、匀的，为了估计不均匀照射所致随机效应的总危害，引入为了估计不均匀照射所致随机效应的总危害，引入E(t)。122023-1-28第二节第二节 公众剂量评价的辅助剂量学量公众剂量评价的辅助剂量学量 组织或器官组织或器官T所受所受的集体当量剂量为的集体当量剂量为 ST=式中式中Ni是是i人群中接受平均当量剂量人群中接受平均当量剂量H HT,i 的亚群的亚群i 的的人数人数。亚群亚群i所受平均集体有效剂量所受平均集体有效剂量S：S=,TiiHN iiiiEN集体当量剂量集体当量剂量ST和集体有效剂量和集体有效剂量S为了估计辐射对受照人群所致的随机性效应的为了估计辐射对受照人群所致的随机性效应的总危害总

12、危害(detriment)，引入集体当量剂量和集体，引入集体当量剂量和集体有效剂量有效剂量132023-1-28第二节第二节 公众剂量评价的辅助剂量学量公众剂量评价的辅助剂量学量 剂量负担的定义是：一指定事件（例如一单位实践，剂量负担的定义是：一指定事件（例如一单位实践，一年的实践）产生的人均剂量率（一年的实践）产生的人均剂量率（HT，E）对无穷远）对无穷远时间的积分：时间的积分：HC、T=或或 EC=0()THtd t0()Etd t当量剂量负担当量剂量负担有效剂量负担有效剂量负担剂量负担（剂量负担（dose commitment）截尾剂量（截尾剂量（truncated dose）：）：截尾

13、当量剂量截尾当量剂量 截尾有效剂量截尾有效剂量 截尾剂量负担截尾剂量负担142023-1-28第三节第三节 放射性核素大气释放的隔室转移模式放射性核素大气释放的隔室转移模式 Terrestrial pathways of transfer of radionuclides and dose to human（UNSCEAR 2000）大气释放放射性核素陆地转移途径和大气释放放射性核素陆地转移途径和剂量估算的隔室模式剂量估算的隔室模式UNSCEAR将模式分为基于公式（将模式分为基于公式（equation）和基于）和基于经验（经验（experience）的两类，后者是基于）的两类，后者是基于UN几

14、十年几十年对核试验监测经验的总结。对核试验监测经验的总结。该转移模式中最重要的量是该转移模式中最重要的量是Pij152023-1-28第三节第三节 放射性核素大气释放的隔室转移模式放射性核素大气释放的隔室转移模式 距排放点下风方向距排放点下风方向1 km以外处，空气中核素以外处，空气中核素浓度与距离的关系可以近似地用一个简单的幂浓度与距离的关系可以近似地用一个简单的幂函数表示：函数表示：Ca(x)=D1 Q x-n 式中式中 n和和D1分别取分别取1.42和和5.3 E-7 s m-3.Ca：Bq m-3，Q：Bq s-1计算空气浓度的简化经验公式计算空气浓度的简化经验公式162023-1-2

15、8第三节第三节 放射性核素大气释放的隔室转移模式放射性核素大气释放的隔室转移模式长期平均稀释因子长期平均稀释因子Ca/Q下风方向距离下风方向距离（km）稀释因子稀释因子（Bq m-3 per Bq s-1）0.51501002005001 0002 0009.7 10-75.3 10-72.2 10-97.6 10-102.7 10-106.7 10-112.4 10-118.2 10-12172023-1-28第三节第三节 放射性核素大气释放的隔室转移模式放射性核素大气释放的隔室转移模式超过超过100km时简化高斯烟羽模式会高估核素空气浓度，时简化高斯烟羽模式会高估核素空气浓度，其原因可能有

16、下列几点：其原因可能有下列几点：（1）模式假定烟羽沿）模式假定烟羽沿直线传输直线传输，而实际轨迹复杂，而实际轨迹复杂，传输时间比直线轨迹长，增加了混合机会；传输时间比直线轨迹长，增加了混合机会；（2）模式假设释放点的）模式假设释放点的稳定级别稳定级别在接受点也有效，在接受点也有效，而实际传输中可能经历更不稳定的气象条件；而实际传输中可能经历更不稳定的气象条件；（4）模式假定烟羽经过的）模式假定烟羽经过的地貌地貌是平坦的，而实际上是平坦的，而实际上地貌是复杂的，从而增加湍流和轨迹反射机会，从而地貌是复杂的，从而增加湍流和轨迹反射机会，从而降低核素浓度。降低核素浓度。（3）模式假设烟羽在）模式假设

17、烟羽在释放点有效高度释放点有效高度上随风速传输，上随风速传输，而实际传输过程中随着烟羽向更高高度弥散，风速随之而实际传输过程中随着烟羽向更高高度弥散，风速随之增大；增大；简化公式的局限性简化公式的局限性182023-1-28第四节第四节 外照射剂量计算外照射剂量计算 海平面处海平面处 宇宙射线生成率宇宙射线生成率:（2.1 cm-3 s-1）据此计算的海平）据此计算的海平 面处有效剂量率为面处有效剂量率为32 nSv h-1，(19.24 nGy h-1/cm-3s-1)海拔海拔z（km）处处:光子和直接电离成分的剂量率：光子和直接电离成分的剂量率：EI(z)=EI(0)0.21e-1.649

18、z+0.79e0.4528z EI(0)=海平面处有效剂量率为海平面处有效剂量率为32 nSv h-1 Z=海拔高度，海拔高度，km 室内环境：屏蔽因子取室内环境：屏蔽因子取0.8,居留因子取居留因子取0.8,则则 室内有效剂量率室内有效剂量率 32 x 0.8=25.6 26 nGy h-1;年有效剂量年有效剂量 =(26 x 0.8+32 x 0.2)x 24 x365 =238 240 mSv a-1 宇宙射线（宇宙射线（1）1.光子和直接电离成分的外照射剂量光子和直接电离成分的外照射剂量192023-1-28第四节 外照射剂量计算 海平面中子注量率海平面中子注量率(实测实测）：德：德：

19、0.0133 cm-2s-1（53oN）美：美：0.0123 cm-2s-1（45oN)德：德：0.013 cm-2s-1,根据在根据在z 2983 m 处用处用Bonner球测量球测量 的注量率（的注量率（0.126 cm-2s-1）推出，）推出，(按按e-0.00721p计算减弱）计算减弱）中子注量率有效剂量率中子注量率有效剂量率转换系数转换系数：720 nSv h-1/cm-2 s-1),海平面有效剂量率：海平面有效剂量率：9 nSv h-1，（，（80mmSv a-1）海平面年有效剂量海平面年有效剂量(40-500N之间之间)：65mmSv a-1(与直接电离成与直接电离成 分相同分相

20、同de屏蔽和居留因子屏蔽和居留因子)中子注量随地磁纬度变化可达中子注量随地磁纬度变化可达4倍，变化关系可用下式表示：倍，变化关系可用下式表示：EN(lat)=EN(90o)kf f(lat)宇宙射线（宇宙射线（2）:中子成分的外照射剂量中子成分的外照射剂量202023-1-28第四节 外照射剂量计算 室内、外有效剂量计算：室内、外有效剂量计算：Eout=0.7 x Dair Ei(z)x 0.2 x 8760 Ein=Eout /0.2 x 0.8 x F Eterr=Eout+Ein 式中：式中：Dair测量的地面上方测量的地面上方1m处的空气吸收剂量率（处的空气吸收剂量率（Gy h-1）；

21、）；Ei(z)宇宙射线直接电离成分致有效剂量率（宇宙射线直接电离成分致有效剂量率（Sv h-1）;Eout、Ein和和Eterr分别是室外、室内和总年有效剂量（分别是室外、室内和总年有效剂量（Sv a-1）；）；F 当地室内外空气吸收剂量率比值，缺省值取当地室内外空气吸收剂量率比值，缺省值取1.4；0.7 Sv Gy-1是从空气吸收剂量到有效剂量的转换系数；是从空气吸收剂量到有效剂量的转换系数；0.2和和0.8分别是室外、室内居留因子；分别是室外、室内居留因子；87601年的小时数年的小时数原生核素（原生核素（1）1.基于空气吸收剂量的直接测量结果基于空气吸收剂量的直接测量结果212023-1

22、-28第四节 外照射剂量计算 计算室外土壤上方计算室外土壤上方1m处核素所致外照射剂量的方法：处核素所致外照射剂量的方法：Eout=(Ci x Ki)x 0.2 x 8760 Ein=Eout/0.2 x 0.8 x F Eterr=Eout+Ein 式中式中 Ci土壤中土壤中40K、232Th和和238U活度浓度（活度浓度（Bq kg-1）；）；Ki从核素活度浓度到室外有效剂量率的转换因子从核素活度浓度到室外有效剂量率的转换因子 （nSv h-1/Bq kg-1）；）；注意，教材中注意，教材中232Th和和238U 的系数是该衰变链的系数；的系数是该衰变链的系数；F 当地室内外空气吸收剂量率

23、比值，缺省值取当地室内外空气吸收剂量率比值，缺省值取1.4；。原生核素（原生核素（2）2.基于土壤放射性核素比活度测量结果基于土壤放射性核素比活度测量结果222023-1-28第四节 外照射剂量计算 天然放射性核素室外有效剂量转换系数天然放射性核素室外有效剂量转换系数核素核素剂量转换系数剂量转换系数(n Sv h1per Bq kg1)7a8b9b40K232Th S.238U S.0.0290.460.300.0300.420.310.0330.510.35 110.00870.7EXGyRSvGy 解析MC注意：表中注意：表中232Th和和238U的系数是该衰变链的系数的系数是该衰变链的系

24、数232023-1-28第四节 外照射剂量计算 大气层核试验释放的放射性核素致有效剂量负担计算如下大气层核试验释放的放射性核素致有效剂量负担计算如下：Ec=P01P12P25A0=P25F 式中：式中：A0是核素的释放量；是核素的释放量；P01是具体地点空气中核素积分浓度是具体地点空气中核素积分浓度/(除以除以)核素释放量；核素释放量；P12是沉积密度是沉积密度/积分浓度；积分浓度；P25是剂量负担是剂量负担/沉积密度，即从地面沉积密度到沉积密度，即从地面沉积密度到 有效剂量负担转换系数；有效剂量负担转换系数；F=P01P12A0 核素地面沉积密度。核素地面沉积密度。基于放射性核素土壤沉积密度

25、基于放射性核素土壤沉积密度大气层核试验所致外剂量大气层核试验所致外剂量242023-1-28第四节 外照射剂量计算 大气层核试验单位地面累积沉积密度所致公众有大气层核试验单位地面累积沉积密度所致公众有效剂量负担转换系数效剂量负担转换系数(nSv per Bq m-2)外照射外照射a食入食入b吸入吸入cI-1310.10.10.430.430.0970.097Ba-1400.930.93d d0.0130.0130.0670.067Ce-1410.0480.0480.050.050.0420.042Zr-952.87d0.10.10.0630.063Ce-1440.20d0.520.520.47

26、0.47Mn-544.024.02 0.020.02Ru-1061.19d 0.0370.037Sb-1256.546.54 0.0630.063Sr-90 530.0470.047Cs-13797.297.2550.0610.061Pu-239 180180660660Pu-240 180180660660Am-241 4040550550252023-1-28第四节 外照射剂量计算核设施核设施（1）核设施所致外照射剂量是指核设施排出物所致核设施所致外照射剂量是指核设施排出物所致关键组成关键组成员外照射剂量之和，它代表公众成员所受的最大外照射剂量，员外照射剂量之和，它代表公众成员所受的最大外

27、照射剂量，实际情况下未必会发生。实际情况下未必会发生。1 1 烟羽中烟羽中放射性核素所致外剂量放射性核素所致外剂量 烟羽中放射性核素所致外烟羽中放射性核素所致外照射剂量照射剂量广泛采用半无限模式计算，广泛采用半无限模式计算，(假定烟羽中放射性核素处于辐射平衡假定烟羽中放射性核素处于辐射平衡)，烟羽浸入，烟羽浸入外剂量外剂量计算模计算模式如下：式如下：E Eimim=C CA ADFDFimimOfOf 式中式中 C CA A 空气中放射性核素空气中放射性核素i i的年平均浓度的年平均浓度(Bq/m(Bq/m3 3)；DFDFimim 烟羽浸入外照射有效剂量系数烟羽浸入外照射有效剂量系数 (Sv

28、/a)(Sv/a)/(Bq/mBq/m3 3););Of Of 假想关键组成员暴露于该途径的年时间份额。假想关键组成员暴露于该途径的年时间份额。BetaBeta射线致皮肤剂量与上式类似，射线致皮肤剂量与上式类似，但但E Eimim换成换成 E Eim,sim,s，DFDFimim 换换成成DFDFs s262023-1-28 O Of f-假想关键组成员暴露于该途径的年时间份额。假想关键组成员暴露于该途径的年时间份额。272023-1-28（3 3）水体沉积物中放射性核素所致外照射剂量水体沉积物中放射性核素所致外照射剂量游泳、钓鱼、划船等活动中会受到游泳、钓鱼、划船等活动中会受到RNRN沉积所

29、致外照射剂量，沉积所致外照射剂量，但与人在岸边滞留的时间相比，这些活动的时间较短，所以只但与人在岸边滞留的时间相比，这些活动的时间较短，所以只考虑人在考虑人在岸边或海滩活动时岸边或海滩活动时沉积物对人的外照射。沉积物对人的外照射。沉积物中沉积物中RNRN经外照射途径所致有效剂量经外照射途径所致有效剂量E Emm (Sv(Sv/a)/a)计算如下：计算如下：E Emm =C Cs,ss,sDFDFgrgrO Of f 式中式中C Cs,s s,s 岸边或海滩表面放射性核素的沉积密度岸边或海滩表面放射性核素的沉积密度(Bq/m(Bq/m2 2)；DFDFgrgr 从沉积密度到有效剂量的剂量系数从沉

30、积密度到有效剂量的剂量系数(Sv(Sv/a/a/Bq/m Bq/m2 2)；O Of f 关键组成员关键组成员1 1年接受这类照射的时间份额。年接受这类照射的时间份额。核设施（核设施（3）表表15158 8.各种核素的外照射剂量转换系数各种核素的外照射剂量转换系数282023-1-28内剂量计算模式内剂量计算模式 剂量系数剂量系数 年龄别年龄别 成人成人计算模式计算模式 食入内剂量食入内剂量 吸入内剂量吸入内剂量 待积当量剂量待积当量剂量 待积有效剂量待积有效剂量 集体剂量集体剂量292023-1-28年龄别剂量系数年龄别剂量系数 ICRP ICRP的年龄别剂量系数是一次摄入单位活度的年龄别剂

31、量系数是一次摄入单位活度RNRN对器官或组织对器官或组织 所产生的待积当量剂量（所产生的待积当量剂量（70岁）。岁）。1986 198619961996年，年，ICRP 56ICRP 56、6767、6969、7171和和7272号系列出版物中发布号系列出版物中发布了了“公众成员摄入公众成员摄入RNRN的年龄依赖剂量的年龄依赖剂量”，至，至19961996年年7272号报告共发布号报告共发布了了3131个元素的食入和吸入剂量系数。这些系数是根据核素摄入量数个元素的食入和吸入剂量系数。这些系数是根据核素摄入量数据计算公众成员个体、关键组成员平均器官待积当量剂量或平均有据计算公众成员个体、关键组成

32、员平均器官待积当量剂量或平均有效剂量的基础参数。效剂量的基础参数。国家标准国家标准GB 18871-2002GB 18871-2002表表B6B6列出了不同肠道转移因子列出了不同肠道转移因子f f1 1的情的情况下公众成员食入剂量系数。况下公众成员食入剂量系数。表表B7B7相应于各种肺吸收类别（相应于各种肺吸收类别（F F、M M和和S S）给出了公众成员吸入放）给出了公众成员吸入放射性核素的剂量转换系数（肺吸收情况已知的射性核素的剂量转换系数（肺吸收情况已知的3131种元素）。种元素）。对其余对其余6060种附加元素，相应于种附加元素，相应于F F、M M和和S S三种肺吸收类别给出了三种肺

33、吸收类别给出了其放射性核素的剂量转换系数；其放射性核素的剂量转换系数；302023-1-28 核素摄入量计算模式核素摄入量计算模式 人体摄入核素的途径分饮食食入、呼吸道吸入和通过皮肤渗入人体摄入核素的途径分饮食食入、呼吸道吸入和通过皮肤渗入等途径。对核素摄入量估计而言，这几种途径是相互独立的。等途径。对核素摄入量估计而言，这几种途径是相互独立的。年核素年核素k k的总摄入量的总摄入量I(BqI(Bq/a)/a)：I=IwCw+IfCf+IaCa 式中：式中：I I 每年核素每年核素k k的总摄入量的总摄入量,Bq,Bq/a;/a;C Cw w，C Cf f，C Ca a-分别为饮水、食物和空气

34、中核素分别为饮水、食物和空气中核素k k的浓度，的浓度，BqBq/kg/kg 或或Bq/lBq/l；I Iw w，I If f，I Ia a -分别为每年饮水、食物（含饮料）、空气分别为每年饮水、食物（含饮料）、空气(含经皮肤含经皮肤 吸收吸收)的食入或吸入量，的食入或吸入量，L/aL/a或或kg/akg/a。312023-1-28待积当量剂量计算待积当量剂量计算 每年不同年龄组成员摄入核素所致的组织或器官待积当量剂每年不同年龄组成员摄入核素所致的组织或器官待积当量剂量可由下式计算：量可由下式计算：H HikTikT=(=(I Iij ij，k k DCFDCFikjTikjT)器官器官T，核

35、素，核素k；年龄组；年龄组i，途径，途径j j 式中：式中：H HikTikT 核素核素k k经各种途径所致年龄组经各种途径所致年龄组i i成员器官成员器官T T的待积当量剂量的待积当量剂量，SvSv/a;/a;I Iij.kij.k 年龄组年龄组i i公众成员个体经途径公众成员个体经途径j j（j=1,2,3j=1,2,3分别代表吸入和分别代表吸入和皮肤皮肤 渗入、饮水、食入途径）的核素渗入、饮水、食入途径）的核素k k的年摄入量，的年摄入量，BqBq/a;/a;DCF DCFikjTikjT-年龄组年龄组i i、核素、核素k k、经途径、经途径j j所致器官所致器官T T的待积当量剂量系的

36、待积当量剂量系数数,Sv/Bq Sv/Bq;该公式对该公式对k k，j j求和可计算各种核素经各途径所致年龄组求和可计算各种核素经各途径所致年龄组i i成员器成员器官官T T的总待积当量剂量。的总待积当量剂量。322023-1-28有效剂量计算有效剂量计算ICRPICRP的的计算食入和吸入途径所致不同年龄组有效剂量的剂量系数计算食入和吸入途径所致不同年龄组有效剂量的剂量系数不分性别。年龄组不分性别。年龄组I I成员成员摄入核素摄入核素k k、所受、所受年有效剂量年有效剂量E Eikik：E Eik ik=(=(I Iij ij，k k DCFDCFikjikj)j j 式中：式中：E Eiki

37、k 核素核素k k经各种途径所致年龄组经各种途径所致年龄组i i成员的有效剂量，成员的有效剂量，SvSv/a/a：I Iij.kij.k 年龄组年龄组i i成员成员经途径经途径j j摄入摄入核素核素k k的年摄入量，的年摄入量，BqBq/a;/a;DCFDCFikjikj-摄入核素摄入核素k k经途径经途径j j所致年龄组所致年龄组i i成员的有效剂量系数成员的有效剂量系数,Sv/Bq Sv/Bq。上公式对上公式对k k，j j求和可计算年龄组求和可计算年龄组i i成员所受的总内照射有效剂量成员所受的总内照射有效剂量,Sv/a。332023-1-28总有效剂量估算总有效剂量估算 在公众成员同时

38、受到多种核素通过多种途径照射的情况下，各种在公众成员同时受到多种核素通过多种途径照射的情况下，各种核素经各种照射途径所致公众成员总有效剂量可由下式计算：核素经各种照射途径所致公众成员总有效剂量可由下式计算：E E w wT T H Hkijkij T j k T j k式中：式中：E E 公众成员平均所受的总有效剂量，公众成员平均所受的总有效剂量，SvSv;H Hkj kj 器官或组织器官或组织T T所受核素所受核素k k经途径经途径j j所致的当量剂量或待积当量所致的当量剂量或待积当量 剂量，剂量，SvSv；k k 所涉及的第所涉及的第k k种核素；种核素；j j 所涉及的第所涉及的第j j

39、种照射途径；种照射途径；w wT T 器官或组织器官或组织T T的组织权重因子。的组织权重因子。342023-1-28集体剂量估算集体剂量估算 经吸入和食入途径所致集体剂量可以表示为：经吸入和食入途径所致集体剂量可以表示为：S=S(A)+S(F)S=S(A)+S(F)式中：式中：S S 某一半径（如某一半径（如80 km80 km）范围内的集体有效剂量，范围内的集体有效剂量，人人SvSv；S(A)S(A)经吸入途径产生的某一半径范围内的集体有效剂量，人经吸入途径产生的某一半径范围内的集体有效剂量，人SvSv；S(F)S(F)经食入途径产生的某半径范围内的集体有效剂量，人经食入途径产生的某半径范

40、围内的集体有效剂量，人SvSv。吸入途径产生的集体有效剂量可以计算如下：吸入途径产生的集体有效剂量可以计算如下：S(A)S(A)P Pd d E Eadad fad fad d i d i 式中：式中：Pd Pd d d子区的公众的人口总数子区的公众的人口总数,人；人；EadEad d d子区子区i i年龄组平均个人有效剂量，年龄组平均个人有效剂量，SvSv；fad fad d d子区内子区内i i年龄组成员在该子区人口中的比例。年龄组成员在该子区人口中的比例。S(F)S(F)可采用类似算法。可采用类似算法。352023-1-28第五节第五节 吸入途径剂量计算吸入途径剂量计算吸入天然核素的待积

41、有效剂量可按下式估吸入天然核素的待积有效剂量可按下式估 计：计：E（70）DCFinh x Iinh 式中：式中：E（70）：）：70岁时的待积有效剂量岁时的待积有效剂量(Sv);Iinh：吸入途径核素摄入量（：吸入途径核素摄入量（Bq）；）；DCFinh：吸入单位活度核素的待积有效剂量转：吸入单位活度核素的待积有效剂量转换系数换系数(nSv Bq-1)见表见表711。吸入剂量（吸入剂量（1）天然放射性核素天然放射性核素362023-1-28大气层核试验释放核素转移途经大气层核试验释放核素转移途经372023-1-28第五节第五节 呼吸途径剂量计算呼吸途径剂量计算吸入剂量（吸入剂量（2）大气层

42、核试验基于核素摄入量大气层核试验基于核素摄入量基于摄入量的计算吸入途径所致有效剂量负担基于摄入量的计算吸入途径所致有效剂量负担Ec：Ec=P01A0 P14 P45=P45Iintake 式中：式中：P01A0 是核素的空气积分浓度（是核素的空气积分浓度（Bq a m-3）；）；P14 是呼吸率（是呼吸率（m3 a-1）;P45 是吸入剂量转换系数（是吸入剂量转换系数（Sv Bq-1）Intake 是吸入途径的核素摄入量（是吸入途径的核素摄入量（Bq）积分浓度积分浓度 x 呼吸率。呼吸率。382023-1-28第五节第五节 吸入途径剂量计算吸入途径剂量计算 根据根据UNSCEAR的环境转移的一

43、般模式，释放到大的环境转移的一般模式，释放到大气气 层的放射性核素经吸入途径所致有效剂量负担层的放射性核素经吸入途径所致有效剂量负担Ec可可 由下式计算：由下式计算：Ec=P01P14P45A0=P245F （7-32）式中：式中：P245是是单位沉积密度单位沉积密度的吸入剂量系数（的吸入剂量系数（nSv/Bq m-2）P01A0 是核素的空气积分浓度（是核素的空气积分浓度（Bq a m-3）；）；P14 是呼吸率（是呼吸率（m3 a-1）;F=P01P12A0，是核素地面沉积密度。，是核素地面沉积密度。P45 是吸入剂量转换系数（是吸入剂量转换系数（Sv Bq-1）。吸入剂量（吸入剂量（3）

44、大气层核试验基于地面沉降密度大气层核试验基于地面沉降密度392023-1-28第六节第六节 食入途径内照射剂量计算食入途径内照射剂量计算源于食入途径的照射称食入照射（源于食入途径的照射称食入照射（ingestion exposure)。经食入途径摄入单位活度天然放射性核。经食入途径摄入单位活度天然放射性核素所致公众成员待积（素所致公众成员待积（70年年）有效剂量由下式计算：）有效剂量由下式计算：E（70）DCFing x Iing （7-33）式中式中E（70）为）为70岁时的待积有效剂量岁时的待积有效剂量(Sv);Iing是食入途径核素摄入量（是食入途径核素摄入量（Bq）；）；DCFing为

45、食入单位为食入单位活度的待积有效剂量转换系数活度的待积有效剂量转换系数(nSv Bq-1)。食入内剂量计算（食入内剂量计算（1）天然放射性核素天然放射性核素402023-1-28RadionuclideEffective dose coefficient (m mSv Bq-1)InfantsChildrenAdults238U0.120.0680.045234U0.130.0740.049230Th0.410.240.21226Ra0.960.80.28210Pb3.61.90.69210Po8.82.61.2232Th 0.450.290.23228Ra 5.73.90.690228Th0

46、.370.150.072235U 0.130.0710.047Effective dose coefficient of U and Th series for ingestion pathway第六节第六节 食入途径内照射计算食入途径内照射计算412023-1-28第六节第六节 食入途径内照射计算食入途径内照射计算 基于食物中放射性核素比活度基于食物中放射性核素比活度 根据食物放射性核素比活度和人员的膳食组根据食物放射性核素比活度和人员的膳食组成，计算不同年龄组（婴儿、儿童和成人）的放成，计算不同年龄组（婴儿、儿童和成人）的放射性核素摄入量（射性核素摄入量（Bq），然后，利用从摄入到剂），然

47、后，利用从摄入到剂 量的转移系数量的转移系数P45（见表（见表712），计算经食入途），计算经食入途径所致有效剂量负担。径所致有效剂量负担。食入途径内照射剂量食入途径内照射剂量 大气层核试验大气层核试验422023-1-28第七节第七节 食入途径内照射计算食入途径内照射计算食入途径放射性核素的转移系数食入途径放射性核素的转移系数核素核素沉积到膳食沉积到膳食P23(mBq a kg-1/Bq m-3)沉积到摄入沉积到摄入aP234(Bq/Bq m2)摄入到剂量摄入到剂量bP45(nSv Bq1)沉积到剂量沉积到剂量P2345(nSv/Bq m2)51Cr54Mn55Fe 7c25c 0.5626

48、 0.0380.710.33 0.021.42.0 表表712(共共25核素）核素）432023-1-28第七节第七节 食入途径内照射计算食入途径内照射计算大气层核试验（大气层核试验（2）基于地面沉积密度基于地面沉积密度有效剂量负担有效剂量负担 沉积密度沉积密度剂量系数剂量系数 剂量系数见表剂量系数见表712（p2345）442023-1-28第七节第七节 食入途径内照射计算食入途径内照射计算 核设施释放的核设施释放的RN从地面沉积密度到待积有效剂量的转从地面沉积密度到待积有效剂量的转移系数和从单位排放到集体剂量的转移系数移系数和从单位排放到集体剂量的转移系数核素核素转移系数转移系数P2345

49、(nSv per Bq m2)单位释放的集体剂量系数(man Sv PBq1)a局地局地区域区域合计合计240Pu241Pu241Am（25）1800.19406 9307.61 5803 1203.471010 100112 300微粒态核素 570260830核设施释放核设施释放（1）在核燃料链的各阶段释放的在核燃料链的各阶段释放的RN所致公众剂量所致公众剂量可根据核素释放活度或核素地面沉积密度计算可根据核素释放活度或核素地面沉积密度计算有效剂量负担有效剂量负担 沉积密度（释放活度）沉积密度（释放活度）剂量系数剂量系数452023-1-282.核设施核设施(2)一次沉积事件经食入途径所致年

50、有效剂一次沉积事件经食入途径所致年有效剂量负担量负担 T7-14T7-14 第六节第六节 食入途径内照射计算食入途径内照射计算沉积事件后的时间沉积事件后的时间（年）（年）单位沉积的年有效剂量单位沉积的年有效剂量 (nSv per Bqm2)131I140Ba89Sr55Fea90Sr137Cs123456789104.2 0.013 0.080.0005 1.000.600.0890.0690.0540.0420.0330.0250.0200.0156.157.732.472.302.141.991.861.731.621.5124.719.20.320.310.300.290.280.270