[发明专利]水生生物剂量转换因子的计算方法

说明书

本发明涉及一种水生生物剂量转换因子的计算方法，包括如下步骤：根据对剂量转换因子分析，确定水生生物相关参数与剂量转换因子的关系；利用蒙特卡罗方法，计算相关参数在不同照射条件下的剂量转换因子值；对上述剂量转换因子值利用拟合公式进行数据拟合；对拟合公式进行误差分析；获得水生生物剂量转换因子。采用本发明的方法，无需考虑水生生物类型，只需考虑生物体尺寸、生物体密度、入射粒子能量以及照射途径，便能快速、准确的计算出剂量转换因子；该方法不需要依靠大量的数据库，简便易行。

技术领域

本发明属于辐射剂量计算领域，具体涉及一种水生生物剂量转换因子的计算方法。

背景技术

对于水生生物外(内)照射剂量率的计算，利用源粒子在生物体中所沉积的能量计算出外(内)照射剂量转换因子DCC((μGy·h^-1)/(Bq·kg^-1))，结合水生生物所处环境介质(生物体内)中的放射性核素浓度C(Bq·kg^-1)，即得出水生生物的外(内)照射剂量率D(μGy·h^-1)。就目前而言，国内外对于水生生物外(内)照射剂量转换因子DCC的计算，绝大部分来自于蒙特卡罗模拟或能量吸收分数经验公式计算所得，而放射性核素浓度C则取自于实测值。

如今，国际上对于生物剂量转换因子的计算一部分基于大量的MCNP计算结果插值而来，例如有欧共体的ERICA工具及美国能源部的RESRAD-BIOTA程序；一部分采用能量吸收分数的半经验公式而来，例如有英格兰和威尔士环境当局的RD 128模型及IAEA的SUJB方法。我国对非人类物种辐射评估的研究还处于起步阶段，目前主要借鉴欧共体的ERICA工具以及美国能源部的RESRAD-BIOTA程序，而国际上大部分非人类物种辐射剂量评估软件所计算的剂量转换因子DCC值均不一致，其中相差最大的可达6-7倍。我国作为一个核大国，在核设施环境管理中，要求对放射性流出物所致的生态环境影响进行评估，但目前尚未建立有效的评价方法和导则。本方法的建立，对快速准确的评估放射性流出物对水生生物的辐射影响，保护生态环境，为核环境影响评价提供依据，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种水生生物剂量转换因子的计算方法，能够快速准确的计算放射性流出物对水生生物的影响，便于生态环境的保护。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种水生生物剂量转换因子的计算方法，包括如下步骤：

1)根据对剂量转换因子分析，确定水生生物相关参数与剂量转换因子的关系，所述相关参数包括生物体体积、生物体密度以及粒子入射能量；

2)利用蒙特卡罗方法，计算水生生物相关参数在不同照射条件下的剂量转换因子值；

3)对步骤2)中获得的剂量转换因子值利用拟合公式进行数据拟合，拟合度达到99％以上；

4)对拟合公式进行误差分析；

5)获得水生生物剂量转换因子。

进一步，在步骤1)中，所述剂量转换因子分析，是根据剂量转换因子的计算公式得出剂量转换因子DCC_k与沉积能量E_k、介质质量与生物体质量比M/m有关。

进一步，所述沉积能量E_k，从能量衰减公式中，得出沉积能量E_k与入射粒子能量E成正比关系；其中：E₀是入射粒子初始能量；u是入射粒子在介质中的线衰减系数；d是入射粒子在介质中穿行的距离，ρ是介质密度，e是自然指数。

进一步，在步骤2)中，四种照射条件包括γ外照射、γ内照射、β外照射、β内照射。