[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明属于核辐射环境影响评价技术，具体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。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于提供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，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。

本发明的技术方案如下：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。

进一步，如上所述的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，步骤(1)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。

本发明的有益效果如下：本发明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，本发明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