Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Закономерности внешнего облучения населения радиоактивными продуктами Чернобыльской аварии

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности внешнего облучения населения радиоактивными продуктами Чернобыльской аварии"

на од

? ч ПОП -оо7

На правах рукописи

Пономарев Александр Владимирович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫМИ ПРОДУКТАМИ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ

03.00.01-РАДИОБИОЛОГИЯ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 1997 г.

Работа выполнена в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте радиационной гигиены.

Научный руководитель д.б.н. Балонов М.И.

Официальные оппоненты:

д.б.н. Дричко В. Ф. к.ф.-м.н. Фесенко C.B.

Ведущая организация:

Научно-исследовательским клинический институт радиационной медицины и эндокринологии.

на заседании диссертационного совета Д 120.81.01 при ВНИИСХРАЭ, г. Обнинск Калужской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИСХРАЭ.

Защита

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

Санжарова Н.И.

1. Введение

1.1 Актуальность и состояние проблемы

Необходимость создания корректной методики расчета доз внешнего облучения населения, проживающего на территории, загрязненной радиоактивными веществами, учитывающей условия проживания и особенности поведения городского и сельского населения СССР, возникла после аварии на ЧАЭС. До 1986 года дозы внешнего облучения населения, обусловленные загрязнением местности радиоактивными продуктами испытания ядерного оружия и аварий на предприятиях ядерного энергетического комплекса в отдаленные сроки, были незначительными.

После аварии ЧАЭС обширные территории России,

Белоруссии и Украины были загрязнены радиоактивными веществами. Только в Брянской области жители более 600 населенных пунктов за 1986 год получили дозу внешнего облучения, превышающую 1 мЗв.

Практически весь отчет НКДАР-88 посвящен последствиям аварии ЧАЭС. Там же опубликована международная методика расчета доз внешнего облучения населения, проживающего на загрязненной после аварии ЧАЭС территории. Методика НКДАР-88 базировалась на ограниченном экспериментальном материале, причем пробелы в фактических данных зачастую были заполнены величинами, принятыми из соображений здравого смысла и консервативной концепции.

Кроме того, методика НКДАР-88 предусматривала расчет средних по населенному пункту доз. В результате проведенных в дальнейшем исследований выявлено существенное различие в дозах внешнего облучения, получаемых разными социальными группами населения. Актуальность разработки методики, позволяющей вычислять величину дозовых нагрузок различных социальных групп, обуславливалась уже тем, что нормирование облучения в СССР производилось по НРБ-76/87, где предусматривался расчет доз для критической группы населения.

Для оценки доз внешнего облучения населения РФ и проведения санитарного контроля согласно нормативным документам была необходима научно обоснованная методика, позволяющая рассчитывать дозы представителей любой социальной группы.

В этих условиях была запланирована и проведена представляемая работа.

1.2 Цель работы.

Целью настоящей работы является определение доз внешнего облучения, получаемых в различные периоды времени разными социальными и профессиональными группами населения на территории, загрязненной в результате аварии ЧАЭС, а также оценка медицинских последствий внешнего облучения и эффективности защитных мер.

Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи:

1.Провести измерения мощности дозы в различных типовых участках населенного пункта, а также в его окрестностях (на целине), установить закономерности изменения мощности дозы со временем для каждого участка.

2.Путем анкетирования населения установить время пребывания людей, принадлежащих к различным социальным и профессиональным группам, в различных типовых участках населенного пункта.

3.Используя собранные данные, выделить и обосновать набор факторов, влияющих на дозу внешнего облучения человека.

4.Построить методику расчета доз внешнего облучения населения, проживающего на территории, загрязненной в результате аварии ЧАЭС. Рассчитать дозы, полученные в течение 1986-1996 гг. (10 лет после аварии) и сделать дозиметрический прогноз до 2056 года, т.е. на 70 лет после аварии. Представить результаты расчета в удобной для практического ферме.

5.Сравнить полученные результаты расчета с опубликованными данными индивидуальной ТЛ-дозиметрии внешнего облучения.

6.По имеющимся коэффициентам радиационного риска (60 публикация МКРЗ) провести количественную оценку медицинских последствий облучения населения.

7.В качестве примера практического применения методики рассчитать эффективность защитных мероприятий: инженерной дезактивации и вывоза беременных женщин и женщин с детьми до 1 года в чистую зону на первые 2-3 месяца после аварии.

1.3 Научная новизна.

Впервые на основании более чем из 120000 результатов измерения мощности дозы, опроса 840 человек о режиме поведения и анализа 632 профилей глубинного распределения цезия создана методика расчета доз внешнего облучения человека, учитывающая факторы, влияющие на формирование дозы:

•миграция и распад радиоактивных веществ;

•антропогенный фактор, в том числе проводимые защитные мероприятия;

•защитные свойства зданий, инженерных сооружений и техники;

•социальное положение и поведение человека; •тип населенного пункта.

Версия методики, предлагаемой в настоящей работе (Ponomarev, 1991), появилась первой среди публикаций на эту тему (Бархударов и др., 1991; Лихтарев и др., 1993; Питкевич и др., 1994; Jacob et al, 1996).

Впервые на основании большого фактического материала сделана количественная оценка влияния миграции цезия в среде обитания человека на дозу внешнего облучения. Показано, что радиоактивные вещества интенсивнее мигрируют на участках населенного пункта, активно посещаемых человеком. На основании имеющихся данных сделан вывод о том, что миграция радиоактивных веществ на территории, загрязненной в результате аварии ЧАЭС, к настоящему времени (1997 г.) значительно замедлилась, и в дальнейшем изменение мощности дозы внутри населенных пунктов пойдет преимущественно за счет распада. Характер и параметры миграции радионуклидов в среде обитания человека, определенные в ходе работы, позволяют сделать корректный прогноз получаемых доз.

1.4 Теоретическое и практическое значение

Полученные результаты можно использовать для выполнения Закона «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на ЧАЭС» № 179-ФЗ от 24.11.95, в котором принятие решений должно быть основано на получаемых дозах облучения.

Разработанная методика расчета доз внешнего облучения может быть использована как руководство для сотрудников Санэпиднадзора при прогнозировании последствий облучения по известным коэффициентам радиационного риска (60 публикация МКРЗ) и обеспечения адекватной медицинской помощи населению, а также в практике мировой радиационной защиты при уточнении коэффициентов риска, исходя из имеющихся эпидемиологических данных.

Организациям, выполняющим дезактивационные работы, для наиболее эффективного вложения денежных средств подробное знание структуры дозовых нагрузок позволит выполнить соответствующий cost-benefit анализ и выбрать оптимальную стратегию проведения защитных мероприятий.

Значения доз внешнего облучения населения представлены в приложении в виде пакета таблиц и номограмм. Для

удобства пользования методикой расчета . создана компьютерная программа Е0С2.О.

1.5 Основные положения, выносимые на защиту

1.Методика расчета доз внешнего облучения населения РФ, проживающего на территориях, загрязненных после аварии ЧАЭС и обоснование выбора факторов, влияющих на формирование дозы.

2.Результаты расчета доз внешнего облучения различных социальных групп городского и сельского населения.

3.Оценка медицинских последствий облучения.

4.Оценка эффективности защитных мероприятий.

1.6 Условия проведения работы

Дозиметрическое обеспечение радиационной защиты населения Брянской области после Чернобыльской аварии проводилось большим коллективом специалистов ЛенНИИРГ (директор - проф. Рамзаев П.В.) и его филиала в г. Новозыбкове (директор - В.И. Пархоменко с 1987 по 1991гг., Н.Е. Карлин с 1991 по 1993гг., В.П. Рамзаев с 1993 по 1997гг., В.И. Коваленко с 1997 года). Материал для диссертации получен при выполнении научно-

исследовательских и прикладных работ: «Подготовка и проведение крупномасштабной инженерной дезактивации населенных пунктов юго-западных районов Брянской области силами войск ГО» в 1989 году, «Комплексное радиационно-гигиеническое обследование населения загрязненных районов Брянской, Тульской и Орловской областей» в 1991-1993гг. , «Реабилитация территорий, загрязненных после аварии ЧАЭС» в 1994-1995гт' и ттп Бпттктпр колиирптво (100 тысяч) результатов измерений мощности экспозиционной дозы были получены в сотрудничестве с дозиметрической группой НПО «Тайфун», руководитель В.П. Сныков. В Своей работе автор наиболее тесно сотрудничал с в.н.с. Голиковым В.Ю., с которым опубликовал ряд совместных работ. Все эти работы выполнялись под научным руководством д.б.н. М.И. Балонова.

1.7 Личный вклад

В работе проанализировано более 120 тысяч результатов измерений мощности дозы в различных типовых участках населенных пунктов, из которых 20 тысяч результатов измерений получены лично автором в течение 1987-1997гг.

Лично автором отобраны и проанализированы 632 пробы почвы.

Опрос 840 человек для выяснения времени пребывания в различных типовых участках населенного пункта проводился

сотрудниками С-ПбНШРГа с использованием разработанной автором анкеты. Лично автором опрошен 91 человек.

На основании собранного материала автором разработана методика расчета доз внешнего облучения населения, проживающего на территории, загрязненной радиоактивными веществами после аварии ЧАЭС.

С помощью разработанной методики автором рассчитаны дозы внешнего облучения населения, оценены медицинские последствия внешнего облучения, рассчитана эффективность проведенных защитных мероприятий, а также проведена оценка характера миграции радионуклидов цезия на основании результатов измерения мощности дозы.

1.8 Благодарность

Автор выражает благодарность Пархоменко В.И., Сныкову В.П., Кислову М.В., Барковскому А.Н., Шутову В.Н., Бруку Г.Я. за проявленное внимание и высказанные замечания и советы при подготовке и оформлении диссертации.

Автор выражает глубокую благодарность своим учителям Балонову М.И. и Голикову В.Ю., которые затратили большое количество времени и сил, обстоятельно отвечая на множество вопросов, возникавших в ходе выполнения работы.

1.9 Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований представлены на конференциях: "Conference on Intervention Levels and Countermeasures for Nuclear Accidents" 7-11 October 1991, Cadarache; "The radiological consequences of the Chernobyi accident", The first international conference, Minsk, 1822 of March 1996; Work-shop on "Decontamination of cities, villages and agricultural land after the accident at Chernobyl power plant", Rastoborg, 22-24 April 1991; Международный семинар "Опыт работ по реабилитации территорий, пострадавших от Чернобыльской катастрофы", Новозыбков, 30 ноября- 2 декабря 1993; 3~я республиканской конференции "Научно-практические аспекты сохранения здоровья людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии ЧАЭС", Гомель, 15-17 апреля 1992; Всероссийская конференция "Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения", Голицыно, 21-25 мая 1995 г.; SRA annual conference: "Risk Analysis and Management in a Global Economy", Forum Ludwigsburg, 22-23 of May, 1995; Конференция "Радиоэкологическая безопасность России", Санкт-Петербург (Старый Петергоф), 20-22 июня 1995. По теме диссертации

опубликовано 2 5 работ. Диссертация апробирована на межлабораторном совещании в С.-ПбНИИРГе 28.08.1996 г.

1.10 Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста, включает общую характеристику работы, обзор литературы, объекты, методы и результаты экспериментальных исследований, построение методики расчета доз внешнего облучения, применение результатов расчета доз, заключение, список литературы из 168 наименований, в том числе 43 иностранных. Работа иллюстрирована 14 рисунками и 43 таблицами.

2. Содержание работы

2.1 Характеристика района исследований

Исследования проводились в течение 1986-1996 годов в шести юго-западных районах Брянской области, наиболее загрязненных радиоактивными продуктами Чернобыльского выброса: Гордеевском, Злынковском, Климовском,

Клинцовском, Красногорском и Новозыбковском. Плотность

137 "

загрязнения почвы Сэ на указанной территории варьирует от уровня глобальных выпадений после испытания ядерного оружия до 4 МБк/м2.

Всего за период с апреля 198 6 г. по август 1995 г. в различных типовых участках более чем 400 населенных пунктов Брянской области сделано около 120 тыс. измерений мощности экспозиционной дозы у-излучения, отобрано 632 пробы почвы и опрошено 840 человек о времени пребывания в различных типовых участках населенного пункта.

2.2 Методика измерений

Измерения мощности экспозиционной дозы производили дозиметрами ДРГЦ, ДРГ-01Т, ДРГ-01-Т1. Как в одноэтажных, так и в многоэтажных домах измерения проводили в центре комнаты на высоте 1м от пола. Мощность дозы в других типовых участках населенного пункта и его -окрестностей (двор, огород, асфальтовое покрытие, грунтовая дорога, целина) также измеряли на высоте 1м от поверхности.

Из показаний всех приборов, используемых в полевых измерениях, были вычтены собственный фон, мощность дозы, создаваемой естественными радионуклидами, а также отклик на космическое излучение. В таблице 1 приведены средние значения мощности дозы в воздухе в различных типовых участках населенного пункта, нормированные на плотность поверхностного загрязнения почвы 137Сэ. По времени

>езультаты измерения сгруппированы в интервалах, равных >дному году.

Таблица 1.

Лощность дозы, обусловленная 7-излучением продуктов Чернобыльского выброса в типовых участках населенного пункта, юрмированная на плотность загрязнения почвы '37Сз.

Год Мощность дозы, (мкГр/час)/(МБк/м2)

Вне помещения Виутри помещения

Целина Трава (целинные участки внутри н.п.) Пашня Двор Грунта вые дорог? Асфальт Деревян ный дом Многоэта жный дом

1987 3.012.3 2.3±0.5 1.8+0.5 1. 5+04 0.89М.35

(60)* (34) (Ю) (35) (34)

1988 2.Ш.9 1.5Ю.5 0.91±0.14 0.95М.З 1.0+0.4 0.39Ю.13 0.18Ю.06 0.043+0.02

(159) (46) (44) (45) (76) (28) (55) (30)

1989 1.5±0.7 0.83±0.2 0.75±0.14 0.78±0.26 0.88±0.36 0.2+0.07

(149) (698) (1089) (1864) (73) (419)

199 0 1.2±1.0 0.98Ю.2 0.68±0.12 0.69+0.2 0.43Ю.12 0.18+0.05 0.12+0.03

(20) (24679) (24666) (25008) (21085) (11) (24882)

1991 1. 5+1.4 0.58±0.3 0.59+0.2 0.65+0.18 0.35+0.16 0.19+0.13 0.091+0.02

(114) (68) (189) (366) (486) (51) (246)

1992 1.2±0.6 0.61+028 0.61+0.18 0.62±0.18 0.34+0.18 0.2210.11 0.025+0.01

(41) (43) (39) (12) (40) (41) (30)

1993 1.1+0.3 0.36+0.16 0.5510.16 0.24Ю.16 0.14Ю.07 0.07Ю.02

(Ю) (86) (50) (36) (38) (50)

1994 1.0±0.3 0.4Ю.2 0.41+0.14 0.4+0.14 0.29+0.16 0.14Ю.07 0.1110.02

(32) (47) (43) (12) (41) (43) (50)

1995 0.3±0.15 0.4Ю.13 0.23+0.11 0.13Ю.07 0.06+0 02 0.017Ю.01

(50) (50) (50) (50) (40) (30)

* В таблице приведены средние ± стандартное отклонение значения мощности дозы. В скобках указано количество результатов измерений.

Мощность дозы в каждом из указанны* типовых участков изменяется за счет распада и миграции радионуклидов. Эти процессы независимые, и аналитически функцию изменения мощности дозы со временем можно представить в виде:

где У(1) - функция изменения, мощности дозы за счет распада радионуклидов, (отн.ед); М,{/) - функция изменения мощности дозы, обусловленного миграцией радиоактивных веществ. Фактически, функция выражает мощность дозы в

воздухе, обусловленной излучением только 137Сб,

скорректированную по распаду на 2 6.04.86,

(мкГр/час)/(МБк/м2) .

В качестве опорного нуклида для расчета значений функции, описывающей изменение мощности дозы за счет радиоактивного распада, был выбран 237Сз. Представленная в виде:

у^ХО"/0)'^ Х} 1 , (отн. ед.) (2),

^ 137 О 1370

функция выражает убывающее со временем отношение

мощности дозы, создаваемой всеми радионуклидами, к

137

мощности дозы, создаваемой излучением Сэ. Здесь оу— начальная плотность загрязнения почвы у~м радионуклидом, (МБк/м2) ; Ку коэффициент перехода от радиоактивного загрязнения почвы в виде плоского бесконечного источника с эффективным заглублением 0.5 см ниже границы раздела «земля-воздух» к мощности дозы в воздухе, (мкГр/час) / (МБк/м2) ; /¡.^-постоянная распада _/' г° изотопа. Значения параметров уравнения даны в работе (СоИкоу еЪ а1., 1993).

Такой способ нормировки на распад справедлив как для начального, так и для более позднего периода времени. В диссертации показано, что отношение К/Ки7а для основных дозообразующих нуклидов можно принять постоянным в пределах изменения наблюдаемого глубинного распределения радиоактивных веществ.

Функция М(1) вида

I

--. ....._ , 2 .

+М •в ' ( (мир/чаи) / (гши/м /

адекватно описывает изменения мощности дозы, связанные с миграцией радиоактивных веществ практически для всех типовых участков населенного пункта. Исключение составляет пашня, где

[13 для /<01.05.87

м( о=

[053 для />01.05.87

т.е. изменение мощности дозы со временем носит ступенчатый характер. Распределение радионуклидов в почве на полях и огородах, близкое к распределению на целинном участке после выпадения радиоактивных веществ, меняется на относительно равномерное распределение в слое почвы 0-20

см в результате первой же вспашки. Значения Мду М/ и г для различных типовых участков приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Значение параметров уравнения (3) для учета миграции радионуклидов_

Типовой участок Мо М! Г ,

(мкГр/час)/(МБк/м'| лет

Целина 0.74 0.92 9.26

Асфальт 0.16 1.09 0.74

Грунтовые дороги 0.24 0.77 2.38

Трава 0.32 1.11 3.14

Двор 0.56 0.74 0.72

Деревянный дом 0.068 0.142 2.44

Многоэтажный дом 0.02 0.02 2.74

Здесь мы в качестве миграции рассматриваем не только шффузию радионуклидов в более глубокие слои почвы, но и тюбое другое их перемещение, вызывающее изменение мощности юзы. Характер миграции радионуклидов различен для эазличных типовых участков населенного пункта. Так, на 1ере п а хив аемых участках радиоактивные вещества

финудительно заглубляются (лопатой или плугом), во дворах эни втаптываются в землю и засыпаются сверху слоем "чистого" грунта. Внутри помещения никаких миграционных фоцессов не происходит. Изменение там мощности дозы за ;чет миграции радионуклидов обусловлено изменением аощности дозы вокруг здания. Это же относится к городским длинным участкам ограниченного размера.

Значения коэффициентов Мо, М{ и г для каждого типового 'частка были получены из результатов измерений методом шименьших квадратов. Сумму (Мо+М,) можно

штерпретировать как значение мощности дозы (мкГр/час), :оздаваемой излучением 137Сб вскоре после выпадения )адиоактивных осадков на высоте 1 м над типовым участком с шотностью загрязнения 1 МБк/м2.

Как видно из таблицы 2, для всех типовых участков вне юмещения значения (М0+М¡) близки к 1,3

;мкГр/час)/(МБк/м2) . Сказанное справедливо и для огорода, 'де М(0)=1, 3 (мкГр/час) / (МБк/м2) . Это говорит о том, что ю-первых, в момент выпадений мощность дозы над различными типовыми участками (исключая помещения) была близкой по ¡еличине, а во-вторых, обработка независимых серий данных фивела к одинаковым результатам, что свидетельствует о [адежности сделанных оценок.

Отношение значения (Мц+М^ внутри помещения к значению ;М0+М1) вне помещения составляет 0.2 и 0.04 для (еревянного и многоэтажного домов, соответственно. Такое

соотношение полностью соответствует принятой в НКДАР-82 кратности ослабления излучения жилыми зданиями и защитными сооружениями.

Время релаксации для процессов миграции радиоактивных веществ в населенном пункте лежит в пределах от 0.7 до 2.5 лет. Как видно из таблицы 2, в наиболее посещаемых человеком местах (типовые участки: Двор, Асфальт) миграция идет особенно интенсивно (время релаксации 0.7 года) по сравнению с газонами (3 года) и грунтовыми дорогами (2.4 года). Более медленно радиоактивные вещества мигрируют на целинных участках вне населенного пункта (время релаксации около 9 лет).

Предполагается, что радиоактивные вещества,

сорбированные на частицах пыли, поднимаются в воздух колесами автотранспорта и подошвами пешеходов и постепенно вымываются дождями в канавы, реки и городскую канализацию.

1.65 —

-7

б 1.45

1 1.25

о> -

1Л5

£ I

£ 0.85

Р. -

О <Ш

& 0.45

к

0.25 -

1986

1988

1990 1992

Время, гады

1994

1996

Рисунок 1. Изменения со временем параметра заглубления Сь в почве (а)

Для верификации характера миграции цезия на целинных участках было проведено долговременное наблюдение за изменением распределения цезия по глубине методом отбора и послойного анализа проб почвы. Обработку результатов анализа проб почвы проводили, предполагая экспоненциальное распределение цезия по глубине:

С(х) = С0 -е~ал

(5)

Изменение среднего значения величины а со временем представлено на рисунке 1.

Значения a (t) в начале наблюдений (1986 г.) и через 10 1ет (1996 г.) соответствуют глубине релаксации 0.76 и 3.44 ;м, что хорошо согласуется с оценкой НКДАР-88, где глубина релаксации была принята равной 1 см в 1986 году и 3 см в дальнейшем.

Расчет значений мощности дозы над целинными площадками ю измеренному глубинному распределению 137Cs проводился с использованием данных работы (Балонов и др., 198 9) для каждой точки пробоотбора. При расчете мощности дозы по результатам анализа профилей почвы, целинную площадку моделировали набором плоских источников, заглубление и юверхностная активность которых бьши равны измеренным зеличинам в соответствующих слоях почвы.

Усредненные для каждого года значения мощности дозы, рассчитанные по профилям заглубления и нормированные на плотность поверхностного загрязнения почвы 137Cs, приведены яа рисунке 2. Для сравнения на этом же рисунке приведены измеренные дозиметром средние значения мощности дозы в воздухе над целиной, также нормированные на плотность поверхностного загрязнения почвы 137Cs.

1986

1988

199В Время, голы

1992

1994

1996

Рисунок 2. Значения нормированной мощности дозы в воздухе над целинной почвой, измеренп распределению 137Сх по глубине

целиннои почвой, измеренные и рассчитанные по известному

. 137,-

Как видно из рисунка 2, значения мощности дозы, полученные различными способами, не различаются на величину, большую, чем погрешность измерения.

2.3 Методика расчета доз внешнего облучения населения

Для расчета дозы, получаемой человеком, населенный пункт и его окрестности были разделены на 8 относительно однородных по дозиметрическим характеристикам типовых участков: 1.Многоэтажный дом; 2.Деревянный одноэтажный дом; 3.Асфальт (асфальтированные дороги и площадки); 4.Грунт (грунтовые дороги, площадки без твердого покрытия); 5.Двор (двор частного хозяйства); б.Пашня (ежегодно вспахиваемый участок - огород или поле); 7.Трава (целинные участки внутри населенного пункта - лужайки, пустыри ограниченного размера, заросшие травой; газоны и т.п.); 8.Целина (лес, луг, пастбище вне населенного пункта).

Мощность эффективной дозы внешнего облучения представителей п-й социальной группы жителей загрязненной территории, нормированная на плотность загрязнения почвы 131Сз, спустя время t после аварии описывается следующей формулой:

<мк3в/сут)/(МБк/м2) (6)

1-1

Здесь суммирование ведется по 8 типовым участкам населенного пункта; 51п(0- время пребывания представителя п-й социальной группы в пределах 1-го типового участка; 8(0— коэффициент экранирования излучения снежным покровом, который принимает значения 0.86 весной и осенью, 0.69 зимой и 1 летом; ц- коэффициент перехода от дозы, поглощенной в воздухе к эффективной дозе, равный 0.85.

Суточные дозы, получаемые в летний и зимний периоды, различны. Это объясняется как повсеместным уменьшением мощности дозы за счет экранирования излучения снегом и льдом, так и перераспределением времени пребывания человека. Зимой человек проводит внутри помещения больше времени, чем летом. Для учета сезонных колебаний мощности дозы, значения и 3(1) подставляют в формулу (6) в

соответствии с рассматриваемым сезоном.

В работе рассчитаны значения доз внешнего облучения представителей 11 социальных групп, проживающих как в городском, так и в сельском населенном пункте в период с момента аварии по настоящее время (1997 год), а также сделан дозовый прогноз до 2056 года (70 лет после аварии ЧАЭС). Для долгосрочного прогноза изменение мощности дозы на местности учитывали с помощью функции М,-(I) по формуле (3) с параметрами, приведенными в таблице 2. Накопленную представителем п-й социальной группы дозу за любой промежуток времени от Ы до t2 рассчитывали как

Результаты расчета доз внешнего облучения, получаемых «селением территории, загрязненной в результате аварии 1АЭС, представлены в виде пакета номограмм.

2.4 Верификация полученных результатов

1986 1988 1990 1592

Время, календарный год

1994

1996

1а графике приведены значения мощности эффективной дозы. Линиями - рассчитанные ю методикам: 1-предлагаемая автором; 2-.1асоЬ, 1996, ОоИкоу, 1993; З-Лихтарев, 1993; 4-ЖДАР, 1988; 5-Питкевич, 1994; 6-Бархударов, 1991. Точками показаны результаты □мерения мощности дозы методом ТЛД-

'нсунок 3. Сравнение нормированной мощности дозы внешнего облучения ■аселения, рассчитанной по методике автора, с опубликованными данными

В работе проведен подробный анализ опубликованных 1етодик расчета доз внешнего облучения населения [рисунок 3). Выявлены достоинства и недостатки >ассмотренных расчетных методик. Значения доз внешнего >блучения, получаемые с помощью предлагаемой автором 1етодики, дают хорошее соответствие с результатами >ыборочных измерений индивидуальной дозы методом ТЛД.

Существовавшие к моменту начала работ по теме дассертации, а также разработанные к настоящему времени >течественные и международные методики расчета доз шешнего населения, проживающего на территории, ¡агрязненной в результате аварии ЧАЭС, не отвечают в юлной мере требованиям Госсанэпиднадзора для проведения :анитарного контроля согласно нормативным документам.

2.5 Применение результатов расчета

В работе рассмотрено несколько аспектов практического применения методики расчета доз внешнего облучения населения территорий, загрязненных в результате аварии ЧАЭС. Это включает расчет среднегодовых эффективных доз облучения человека в населенном пункте (НП), расчет коллективных доз для населенных пунктов Брянской области и прогноз радиационных последствий. Кроме того, с помощью разработанной методики оценена эффективность защитных мероприятий, которые были проведены или могли быть проведены на загрязненной территории.

2.6 Среднегодовые эффективные дозы.

Исходя из данных номограмм и социального состава населения, была рассчитана среднегодовая эффективная доза (СГЭД), получаемая жителями населенных пунктов различных типов. Численные значения СГЭД приведены на рисунке 4.

Время, годы

Рисунок 4 Среднегодовые нормированные эффективные дозы внешнего облучения

2.7 Распределение доз по профессиональным группам внутри населенного пункта

Отношения дозы у представителей разных социальных группы к СГЭД были рассчитаны для населенных пунктов городского и сельского типов (рисунок 5).

о

г

»ч

К * гкО 1.5 о

Пастуж и

Ф 3

3 «

о

Полеводы • Неюалиф. рабочие : Пенсионеры

X

1

ркипл«(.|

Служгадо И Шоферы Служащие Школьники

о

=* 0.5

1986

2000

2В14

2028

2042

2856

Время, годы

'ясунок 5. Отношения доз внешнего облучения различных групп сельских кителей к средней дозе у всего населения данного НП.

Как видно из рисунка 5, при принятом подробном делении 1аселения на 12 социально - профессиональных групп, :редние дозы во многих группах близки между собой. Средние Юзы у сельского населения приблизительно равны дозам, юлучаемым квалифицированными рабочими или животноводами. Зная соотношение дозы у различных социальных групп, можно зценить среднюю дозу в населенном пункте, измерив дозу шетрументально у представителей любой социальной группы.

По уровню индивидуальной дозы внешнего облучения, юлученной за любой период после аварии ЧАЭС, критическую 1рофессиональную группу населения составляют лесники и шетухи, которые проводят рабочее время на открытой местности, на целинной почве (лес, луг). На рисунке б 1редставлены наши данные о распределении средних доз знешнего облучения жителей населенного пункта по :оциальным группам. Как следует из рисунка 6, критическая группа вносит весьма малый вклад в коллективную дозу шееленного пункта (0.6-1%). Для целей инструментального «ониторинга, дозы, получаемые населением, можно и даже удобно оценивать по дозам, получаемым лесниками и гастухами, т. к. дозы эти большие, и их легко измерять детодами ТЛ-дозиметрии. После этого для оценки СГЭД у всех штелей населенного пункта необходимо вносить поправку, а 1менно разделить полученные результаты на 2.7 для тселенного пункта городского типа и на 1.7 для сельского, :огласно нашим данным по Брянской области.

в б 10 15 гв

Доза, полученная >а 10 пет (1986-1996),

. 20

Деревня

Доза, лоп;ченная за 10 лет (1936-1996),

иЗв МБк/н?

МБк/м2

Рисунок 6. Распределение городского и сельского населения по накопленной дозе внешнего облучения за 10 лет

2.8 Эффективность крупномасштабной дезактивации

Летом 1989 года была проведена инженерная дезактивация наиболее загрязненных населенных пунктов Брянской области. Штаб Гражданской обороны РСФСР выделил для этой работы полк в составе 700 человек и 300 машин (бульдозеры, грейдеры и др.). Специалистам нашего института было поручено определить объекты дезактивации и вести контроль

За 4 летних месяца работы в Брянской области военнослужащие полка Гражданской обороны дезактивировали 93 населенных пункта с населением около 90 тыс. человек (включая г. Новозыбков с населением 46 тыс. человек), но наиболее тщательно - 39 сел с высоким уровнем радиоактивного загрязнения. Основные виды работ: снятие бульдозерами и удаление за пределы населенного пункта слоя целинной почвы с площадей, тротуаров улиц, дворов школ, детских садов, больниц и церквей, площадок для отдыха и спорта, участков вкруг производственных и жилых зданий; засыпка очищенных и неочищенных участков слоем чистого грунта, песка; асфальтирование отдельных площадок и дорог; ремонт дорог и колодцев. В индивидуальных дворах, где работа бульдозера невозможна, военнослужащие и местные жители удаляли слой грунта лопатами. Особое внимание уделяли детским учреждениям, где, как правило, очищали не только саму территорию, но и полосу шириной 5 - 10 м

округ нее. Удаленный грунт вывозили за пределы сел и ахоранивали в малопосещаемых оврагах на расстоянии 2-5 м от сел. Мощность дозы над складированным грунтом не ревышала значительно таковую в селе вследствие амоэкранирования источника. Тем не менее, места ахоронения маркировали знаком «радиационная опасность», езактивацию строений не проводили.

Снижение мощности дозы в воздухе после удаления или асыпки чистым грунтом источника - загрязненной почвы -аблюдалось повсеместно и было тем сильнее, чем больше азмер дезактивированного участка. На больших участках округ школ и детских садов в крупных селах Яловке и

137

вятске, где поверхностная активность Сэ на почве ревышает 1,5 МБк/м2, а мощность дозы в воздухе составляла т 1,5 до 3,5 мкГр/ч, после дезактивации мощность дозы низилась в 3-5 раз до уровня ниже 1 мкГр/час. Личные одворья в этих же селах военнослужащие и жители езактивировали вручную, что привело к снижению мощности озы в среднем в 2 раза. Через год после дезактивации была роведена серия из 400 повторных измерений, которые оказали дальнейшее снижение мощности дозы на езактивированных участках в среднем на 10-15%.

Для определения дозовой эффективности дезактивации множили ранее установленное с помощью опроса среднее ремя пребывания человека в течение года в отдельных естах на уменьшенную после дезактивации и измеренную ощность дозы. Просуммировав эти произведения по местам ребывания, получили оценку годовой дозы внешнего блучения после дезактивации для всех упомянутых категорий ителей. Уменьшение расчетной годовой дозы в процентах к режнему значению рассматривали как показатель ффективности дезактивации (таблица 3) . Различия в ффективности дезактивации, достигнутой в трех крупных елах, невелики в пределах каждой категории жителей, аименьшая эффективность защиты (7%) получена для шоферов пастухов, чье производственное время протекает вне езактивированных сел. Несколько выше (11%) показатель у ругих лиц, работающих вне помещений и часто вне села полеводы, механизаторы и др.). Средний эффект езактивации (14-17%) достигнут у работающих в помещениях служащие, доярки и др.), пенсионеров и школьников. Высший оказатель (29%) относится к детям дошкольного возраста, ольшинство из которых посещает детский сад. На территории етского сада и многих индивидуальных домов, где проводят ремя дети, мощность дозы снижена дезактивацией адикально. Средняя в селах эффективность дезактивации, звешенная по социально-прфессиональному составу, который

указан первом столбце таблицы 3 в процентах, составляет по расчету 15%. Этот показатель относится как к текущей годовой дозе, так и к ожидаемой в будущем.

Таблица

Эффективность дезактивационных мероприятий (уменьшение

годовой дозы облучения, в процентах)

Социальные группы Святск, Яловка Николаевка Сред!

640 чел. 1400 чел. 470 чел.

Пастухи, водители (10%) 5.9 8.3 7.2 7.1

Работающие вне помещений (30%) 9.7 12.5 9.6 10.6

Работающие в помещение (20%) 12.7 16.7 12.2 13.9

Пенсионеры(15%) 15.2 19.7 15.2 16.7

Школьники (20%) 15.2 17.2 - 16.2

Дети (10%) 29.3 28.6 - 29.С

15

2.9 Эффективность вывоза женщин и детей в «чистую» зону

В качестве одного из - защитных мероприятий на территориях, загрязненных радиоактивными веществами, беременных женщин и женщин с детьми до 3-х лет вывозили на 2-3 месяца с момента аварии в "чистую" зону.

В результате такого мероприятия предотвращенная доза внешнего облучения как для женщин, так и для детей приблизительно одинакова и составила 10-15% от пожизненной дозы.

2.10 Коллективные дозы и последствия облучения.

Для 1/ии населенных пунктов ьрянской области были рассчитаны коллективные дозы внешнего облучения. Значения коллективных доз, сгруппированные по административным районам, приведены в тексте диссертации. За 7 0 лет проживания на территории, загрязненной радиоактивными веществами Чернобыльского выброса, население Брянской области получит коллективную дозу внешнего облучения 7800 чел*3в, что может привести к 500 случаям фатального радиогенного рака, исходя из коэффициента радиационногс риска 6*10"' Зв'1. Согласно демографическим данным, за этот же период (70 лет) можно ожидать около 300 тысяч случаег смерти от онкологических заболеваний, не связанных с техногенным облучением. Повышение онкологической смертности на 0.2% не может быть выявлено статистическими методами.

Выводы.

1.На основании собранного материала (120000 >езультатов измерения мощности дозы, 632 профилей ■лубинного распределения радиоактивных веществ и опроса 140 человек о режиме поведения) построена модель внешнего >блучения населения, проживающего на территории, 1агрязненной в результате аварии ЧАЭС. Сравнение >езультатов расчета по модели с данными индивидуальной ТЛ-юзиметрии подтверждает, что разработанная модель щекватно описывает формирование дозы внешнего облучения сителей зоны Чернобыльской аварии.

2.Снижение дозы внешнего облучения населения ;агрязненных территорий со временем происходит за счет >аспада и миграции радиоактивных веществ. Радиоактивные ¡ещества наиболее интенсивно мигрируют на урбанизированной ■ерритории. Так, за счет смыва радиоактивных веществ с юверхности асфальта мощность дозы на заасфальтированных 'частках за первые 2 года после аварии уменьшилась на 60%.

: течением времени миграционные процессы имеют тенденцию к ;амедлению. По материалам исследований, время релаксации гиграционных процессов составляет 1-3 года в пределах [вселенного пункта и около 10 лет в естественных условиях. ! настоящему времени (1997 г.) миграционные процессы ;амедлились настолько, что уменьшение мощности эффективной [озы внешнего облучения населения со временем пойдет ;реимущественно за счет радиоактивного распада.

3.Средние дозы жителей сельской местности в 4-5 раз юльше, чем дозы городских жителей при равной плотности >адиоактивного загрязнения территории. Значения СГЭД в 997 году, составляют 1,2 и 0,25 мЗв/(МБк/мг) , ^ответственно для населенных пунктов сельского и ■ородского типов. В пределах одного населенного пункта :ндивидуальные дозы внешнего облучения представителей 'азличных социальных групп могут отличаться до 7 раз.

4.СГЭД у всех городских жителей приблизительно равны ;озам у школьников или служащих, а СГЭД у сельского аселения соответствуют дозам, полученным :валифицированными рабочими или животноводами. Зная оотношение доз внешнего облучения различных социальных рупп жителей, можно оценивать СГЭД населенного пункта, пределив дозу в одной или нескольких социальных группах.

5.Эффективность крупномасштабной инженерной

;езактивации территории наиболее загрязненных в результате варии ЧАЭС населенных пунктов составила от 5 до 15% в ависимости от типа населенного пункта и качества роведения дезактивационных работ.

6.Предотвращенная доза у женщин и детей, вывезенных : чистую зону на первые 3 месяца после аварии, составила 1015% от пожизненной дозы внешнего облучения.

7.Коллективная доза внешнего облучения Брянско! области, полученная в 1986-1996 г.г., составляет 360 чел*3в, а коллективная доза, прогнозируемая с 1986 по 205 гг. достигнет 7800 чел*3в, т.е. к настоящему времен: получено около половины дозы внешнего облучения. Пр: принятых коэффициентах радиационного риска 6*10_/ Зв~1 эт может привести к возникновению около 500 случае фатального радиогенного рака у жителей области за 70 лет.

8.Вклад в дозу, полученную населением загрязненны территорий от внешнего и внутреннего облучени радиоактивными продуктами Чернобыльской аварии, соизмери по величине, и ни тем ни другим нельзя пренебречь.

4. Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. АнисимоваЛИ., Чесноков A.B., Говорун А.П. и др. Заборьс: радиологическ« характеристика и анализ контрмер. Пример расследования случая Международный семинар "Опыт работ по реабилитации территории пострадавших от Чернобыльской катастрофы'1, Новозыбков, 30 ноября-декабря 1993 г, стр. 5-7.

2. Балонов М.И., Брук 1 .Я., Голики« Б.IG и др. Расчет эффективной дозы работников сельского хозяйства, обусловленной радиоактивным выпадениями Чернобыльской аварии/ Методические рекомендации, ]VJ 1992.

3. Балоиов М.И., Голиков В.Ю., Пархоменко В.И. и др. Методика определен! индивидуальных доз внешнего облучения от продуктов Чернобыльскот выброса// Тезисы докладов 3-й республиканской конференции "Научм практические аспекты сохранения здоровья людей, подвергших! радиационному воздействию в результате аварии ЧАЭС", Гомель, 15-1 апреля 1992.

4. Борковский А.Н., Воробьев Б.Ф., Мишин A.C., и др. Перспектив дезактивации подворий с. Яловка Красногорского района Брянской облает через 9 лет после аварии на ЧАЭС// Всероссийская конференщ "Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последств] аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения Гошщыно, 21-25 мая 1995, стр. 131.

5 Врук 1 Я.. Кчдуки 111.. Пархоменко Л П., и др Роль ингаляционного фактора в формировании дозы внуфсннего облучения населения территорий, загрязненных радионуклидами цезия в результате аварии на ЧАЭС7/ Всесоюзное совещание "Актуальные вопросы дозиметрии внутреннего облучения". Гомель, 1989.

6. Брук ¡'.Я.. Пархоменко ВН.. Пономарев А.В Роль радиоактивного загрязнения воздуха в формировании дозы внутреннего облучения населения дальней зоны Чернобыльской аварии// 8 межреспубликанский семинар-школа по прикладной дозиметрии сотрудников служб РБ АН СССР и АН союзных республик (СРБ АН-8), Одесса, 1989.

7 Коваленко В.И.. Пономарев A.B., Борисова В.В. и др. Радиационно -гигиеническая оценка размещения зон отдыха в Карховке и Красухе/ Отчет по договору N 1 в администрацию г. Новозыбкова. Новозыбков, 1994.

S. Коваленко В.И., Рамзаев В П., Кривоносое С П., и др. Радиационно-гигиеннческая обстановка в юго-западных районах Брянской области// Всероссийская конференция "Радиоэкологические. медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения", Голицыно. 21 -25 мая 1995. стр. 98.

9. Пархоменко ВН., Коваленко В.И.. Сиволап А.И., и др. Методологические принципы создания региональной системы комплексного радиационно-дозиметрического и экологического мониторинга территорий н населения, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС/' Всероссийская конференция "Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения", Голицыно. 21-25 мая 1995. стр.32.

10 Пономарев A.B., Голиков В.Ю., Пархоменко В.И. и др. Миграция цезия// Конференция "Радиоэкологическая безопасность России". Санкт-Петербург (Старый Петергоф), 20-22 июня 1995 г., стр. 52-54.

11. Пономарев A.B., Кадука Н.Г., Пономарева E.H.. Разработка правил обеспечения санитарно-гигиенического режима строительства и эксплуатации объектов топливно-энергетического комплекса в условиях радиоактивно-загрязненной местности/ Отчет по договору УДК N 22/51 Д-рг-МЦПЗ от 24 июня 1993.

12. Пономарев A.B., Пономарева E.H.. Сезонные изменения доз внешнего облучения населения.// Всероссийская конференция "Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения". Голицыно, 2125 мая 1995, стр. 33.

13. Пономарев A.B., Макушников Е.В., Пархоменко В.И. и др. Миграция цезия в лесной экосистеме// Международный семинар "Опыт работ по реабилитации территорий, пострадавших от Чернобыльской катастрофы". Новозыбков, 30 ноября- 2 декабря 1993, стр.54-56.

14. Попов Д.К.. Пономарев А.В.. Пыль и радиационный фактор/ Международный семинар "Опыт работ по реабилитации территорий пострадавших от Чернобыльской катастрофы", Новозыбков. 30 ноября- '. декабря 1993, стр. 16-17.

15. Рамзаев В.П., Кислое М.В., Коваленко В.И. и др. Сравнительная оценк различных мер защиты населения на основе анализа "польза-вред"/ Всероссийская конференция "Радиоэкологические, медицинские i социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС Реабилитация территорий и населения", Голицыне, 21-25 мая 1995. стр.219.

16. Рамзаев В.П., Пархоменко В.И., Карлин Н.Е., и др. Формирование до облучения персонала при тушении лесного пожара в условия радиоактивного загрязнения местности// Международный семинар "Опы работ по реабилитации территорий, пострадавших от Чернобыльско катастрофы", Новозыбков, 30 ноября- 2 декабря 1993, стр.57-58.

17. Anisimova L.I. Ramzaev V.P., Kovalenko V.I,et al. Zaborie: nonstop relocation. ECP-4. A Russian case study. Novozybkov, 1995.

18. Balonov M.I, Golikov V.Ytt., Erkin V.G., et al. The theory and praktice aspects с large-scale deccontamination in settlements of Bryansk region, Russia after th Chernobyl accident// Conference on Intervention Levels and Countermeasures fc Nuclear Accidents. 7-11 Octoberl991, Cadarache.

19. Gw'iVv Y.Yu, Balcr.cv MI. and Ponomarev A.V.. Estimation of external garam radiation doses to the population after the Chernobyl accident// The Lhcrnc&j papers. Richland, Washington 99352,1993, vol.1 -p. 247-288.

20. Jackob P., Prohl R, Likhtarev l, et al. Pathway analyses and dose distributions JSP-5, Final report EUR 16541 EN ISBN 92-827-5207-0 ©ECSC-EC-EAEC Brussels*Luxemburg, 1996.

21. Ponomarev A. V., Makushnikov E.V., Parhomenko V.I., et al. Caesium migration i forest ecosystem.// Journal of environmental radioactivity revised 18/8-95 Dej EH/64.

22. Ponomarev A. Dosimetric aspects of the large-scale decontamination in th Brjansk region// Work-shop on "Decontamination of cities, villages an agricultural land after the accident at Chernobyl power plant", Rastoborg, 22-2 April 1991.

23. Ponomarev A., Golikov V., Balonov M., et al. External Dose Calculation// SR, annual conference: "Risk Analysis and Management in a Global Economy" Forum Ludwigsburg, 22-23 of May, 1995.

24. Ramzaev V.P., Kovalenko V.I., Ponomarev A.V., et al. Recreation zom Karchovka// ECP-4 A Russian case study, Novozybkov, 1995.

25. Roed J., Lauge C., Andersson K.G., et al. Decontamination in a russia settlement// report Riso National Laboratory, Denmark, March, 1996, ISBN8' 550-2152-2, ISSN 0106-2840.