一种后处理厂食品和饮用水操作干预水平计算方法与流程

1.本发明属于核事故应急响应领域，涉及一种使用i-129判断后处理厂事故条件下食品和饮用水限制的操作干预水平计算方法。


背景技术：

2.操作干预水平是核事故情况下以环境监测数据为基础实施响应行动的准则，可利用监测结果迅速比对确定人员的防护行动，因此在福岛核事故之后，iaea出版的“安全标准丛书”第gsr part 7号《核或辐射应急的准备与响应》中，明确要求使用操作干预水平作为核与辐射应急战略的依据之一。
3.我国已建成了后处理中试厂，后处理示范工程已经被批准建设，之后还将建造大型商用后处理厂。2016年6月环保部发布了《民用核燃料循环设施分类原则和基本要求(试行)》，把后处理设施归为一类设施，即高度风险，具有显著的潜在厂外辐射后果。因此公众防护行动成为后处理厂应急响应必须考虑的问题。
4.我国核电厂已经使用操作干预水平，用于核事故情况下人员的防护行动的指导。而乏燃料后处理设施在事故类型、释放方式、持续时间以及释放的放射性物质与核电厂有所不同，与核电厂相比，后处理厂事故释放的主要放射性核素以长寿命核素为主，一旦释放到环境，将长期存在。
5.目前对于核电厂食品、牛奶和饮用水限制的防护行动制定操作干预水平时，主要使用了标志性放射性核素碘-131(i-131)的活度浓度作为限值，原因是核电厂事故释放到环境放射性物质有i-131，其中甲状腺剂量主要来源于放射性碘，而且i-131易于识别。因此，将它们作为标志性放射性核素便于测量分析并具有代表性。
6.然而后处理厂所处理的乏燃料已经放置几年，由于i-131的半衰期只有8.04天，因此严重事故下释放的放射性碘主要是i-129。
7.目前国内也缺少应急照射下，对于食品、牛奶和饮用水中i-129的限值。因此，很有必要开发一种基于i-129判断后处理厂事故条件下食品、牛奶和饮用水限制的操作干预水平(operational intervention level，简称oil7)计算方法，可以在后处理厂事故发生后，确定应急情况下得出基于i-129的食品、牛奶和饮用水操作干预水平。


技术实现要素：

8.针对现有技术中所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种使用i-129判断后处理厂事故条件下食品和饮用水限制的操作干预水平计算方法，可以得出基于i-129的食品、牛奶和饮用水操作干预水平，提高后处理厂事故条件下的管理效率。
9.为实现此目的，本发明提供一种使用i-129判断后处理厂事故条件下食品和饮用水限制的操作干预水平计算方法，所述方法包括如下步骤：
10.s1、根据后处理厂事故条件下照射情景和各类公众代表人，计算应急情况下各类公众代表人的食品和饮用水中活度浓度剂量限值；
11.s2、确定应急情况下公众剂量限值；
12.s3、通过所述公众剂量限值计算食品和饮用水中i-129的活度浓度剂量限值，即得出基于i-129的食品和饮用水操作干预水平。
13.进一步，所述各类公众代表人包括但不限于成人、儿童、胎儿。
14.进一步，所述公众剂量限值为应急情况下各类公众代表人的食品和饮用水中活度浓度剂量限值的最小值。
15.进一步，所述各类公众代表人的食品和饮用水中活度浓度剂量限值包括但不限于成人和婴儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值、胎儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值；所述成人和婴儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值根据式(1)计算；
[0016][0017]
式中：
[0018]
t——事故发生后的时间，单位为秒；
[0019]
——是食品或饮用水的活度浓度；对于释放到环境中放射性核素混合物，使公众食入待积有效剂量的量满足gc(ingestion,e
ing
,1a)，单位为贝可/千克；
[0020]
gc(ingestion,e
ing
,1a)——是通用准则，用于限制非必要的食品和饮用水，其根据是公众在第一年食入的待积有效剂量，为0.01sv；
[0021]eing,food-post-analysis-scenario,i
——是由成人和婴儿剂量转换因子得到的公众一年食入的待积有效剂量，是食品或饮用水中放射性核素i的单位放射性活度，单位为sv/(bq/kg)；
[0022]
rai(t,mix)——在事故发生t时间后，放射性核素i对释放到环境中放射性核素混合物的相对活度，无量纲。
[0023]
进一步，所述胎儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值根据式(2)计算；
[0024][0025]
式中：
[0026]
——是食品或饮用水的活度浓度；对于“食品分析后’，的情景，对于释放到环境中放射性核素混合物，使胎儿食入的待积有效剂量的量满足gc(ingestion,h
fetus，ing
,9mo)，单位为贝可/千克；
[0027]
gc(ingestion,h
fetus,ing
,9mo)——是通用准则，用于限制非必要的食品和饮用水，其根据是胎儿在子宫发育期的待积当量剂量，为0.01sv；
[0028]hfetus,ing，food-post-analysis-scenario，i
——是胎儿由于孕妇在一年中摄入食品和饮用水获得的待积当量剂量，是食品或饮用水中放射性核素i的单位放射性活度，单位为sv/(bq/kg)；
[0029]
rai(t，mix)——在事故发生t时间后，放射性核素i对释放到环境中放射性核素混合物的相对活度，无量纲。
[0030]
进一步，所述公众剂量限值的确定方法为：根据式(3)比较所述成人和婴儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值与所述胎儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值，取其中的最小值作为应急情况下公众剂量限值；
[0031][0032]
式中：
[0033]
da
oil7
(t，mix)——是在事故发生后的时间t时，食品或饮用水的活度浓度，对环境中放射性核素混合物来说，满足关于oil7的通用准则，单位为贝可/千克。
[0034]
进一步，根据所述公众剂量限值，采用式(4)计算得到食品和饮用水中i-129的活度浓度剂量限值，即得出基于i-129的食品和饮用水操作干预水平；
[0035]
oil7
i-129
(t，mix)＝ra
i-129
(t，mix)
×
wf
oil7
×
da
oil7
(t，mix)
ꢀꢀꢀ
(4)
[0036]
式中：
[0037]
t——事故发生后的时间，单位为秒；
[0038]
ra
i-129
(t，mix)——在事故发生t时间后，放射性核素i-129对释放到环境中放射性核素混合物的相对活度，无量纲；
[0039]
wf
oil7
——权重因子，用于避免按oil7默认值实施不正当的响应行动，其中wf
oil7
为5；
[0040]
da
oil7
(t，mix)——是在事故发生后的时间t时，食品或饮用水的活度浓度，对环境中放射性核素混合物来说，满足关于oil7的通用准则，单位为贝可/千克。
[0041]
本发明的有益效果在于，采用本发明所提供的使用i-129判断后处理厂事故条件下食品和饮用水限制的操作干预水平计算方法，可以根据后处理厂事故条件下照射情景和包括成人、儿童、胎儿等敏感人群在内的各类公众代表人，计算应急情况下各类公众代表人的剂量限值，然后确定应急情况下公众剂量限值，再通过公众剂量限值推算i-129的限值，即得出基于i-129的食品、牛奶和饮用水操作干预水平。采用本发明所提供的方法，以标志性核素i-129的活度浓度作为限值，来控制食品、牛奶和饮用水的安全，节约了样本分析时间，能更早实施公众食品、牛奶和饮用水的限制，使得公众接受的剂量更低；解决了后处理厂事故后大量放射性物质释放的条件下，快速使用标志性核素识别食品、牛奶和饮用水是否超出在应急情况下为降低随机风险效应所采取的防护行动的准则，防止放射性超标食品、牛奶和饮用水被误食的问题。本发明所提供的方法适用于后处理厂事故条件下的应急准备与响应，以及指导公众停止对受影响的食品、牛奶和饮用水的食用、销售和配送，提高后处理厂事故条件下的管理效率，具有重要的经济价值和社会价值。
附图说明
[0042]
图1为本发明提供的使用i-129判断后处理厂事故条件下食品和饮用水限制的操作干预水平计算方法流程示意图。
具体实施方式
[0043]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
如图1所示，本发明提供的使用i-129判断后处理厂事故条件下食品、牛奶和饮用水限制的操作干预水平(operational intervention level，简称oil7)计算方法的一个实施例的主流程示意图，在该实施例中，主要包括如下步骤：
[0045]
s1、根据后处理厂事故条件下照射情景和各类公众代表人，计算应急情况下各类公众代表人的食品和饮用水中活度浓度剂量限值；所述公众代表人包括成人、儿童、胎儿等敏感人群，本实施方式中以应急情况下成人、婴儿、胎儿的食品和饮用水中活度浓度剂量限值为例分别进行计算。
[0046]
①
根据式(1)计算成人和婴儿的食品和饮用水中活度浓度的剂量限值
[0047][0048]
式中：
[0049]
t——事故发生后的时间，单位为秒(s)；
[0050]
——是食品、牛奶或饮用水的活度浓度；对于释放到环境中放射性核素混合物，使公众食入待积有效剂量的量满足gc(ingestion,e
ing
,1a)，单位为贝可/千克(bq/kg)；
[0051]
gc(ingestion,e
ing
,1a)——是通用准则，用于限制非必要的食品、牛奶和饮用水，其根据是公众在第一年食入的待积有效剂量，为0.01sv；
[0052]eing,food-post-analysis-scenario,i
——是对公众(由成人和婴儿剂量转换因子定义)来自一年食入的待积有效剂量，是食品、牛奶或饮用水中放射性核素i的单位放射性活度，单位为[sv/(bq/kg)]，取值见表1；
[0053]
rai(t，mix)——在事故发生t时间后，放射性核素i对释放到环境中放射性核素混合物的相对活度，无量纲。
[0054]
②
根据式(2)计算胎儿的食品和饮用水中活度浓度的剂量限值
[0055][0056]
式中：
[0057]
——是食品、牛奶或饮用水的活度浓度；对于“食品分析后”的情景，对于释放到环境中放射性核素混合物，使胎儿食入的待积有效剂量的量满足gc(ingestion，h
fe
t
us，ing
,9mo)，单位为贝可/千克(bq/kg)；
[0058]
gc(ingestion，h
fetus，ing
，9mo)——是通用准则，用于限制非必要的食品、牛奶和饮用水，其根据是胎儿在子宫发育期的待积当量剂量，0.01sv；
[0059]hfetus，ing，food-post-analysis-scenario,i
——是胎儿由于孕妇在一年中摄入食品、牛奶和饮用水获得的待积当量剂量，是食品、牛奶或饮用水中放射性核素i的单位放射性活度，单位为[sv/(bq/kg)]，取值见的表1；
[0060]
rai(t，mix)——在事故发生t时间后，放射性核素i对释放到环境中放射性核素混
合物的相对活度，无量纲。
[0061]
s2、确定应急情况下公众剂量限值；取步骤s1中计算得到的应急情况下各类公众代表人的食品和饮用水中活度浓度剂量限值中的最小值，作为应急情况下公众剂量限值；本实施方式中对根据式(1)计算得到的成人和婴儿的食品和饮用水中活度浓度的剂量限值与根据式(2)计算得到的胎儿的食品和饮用水中活度浓度的剂量限值进行比较，取其中的较小值作为应急情况下公众剂量限值，以降低随机风险效应。
[0062][0063]
式中：
[0064]
da
oil7
(t，mix)——是在事故发生后的时间t时，食品、牛奶或饮用水的活度浓度，对环境中放射性核素混合物来说，满足关于oil7的通用准则，单位为贝可/千克(bq/kg)。
[0065]
s3、通过所述公众剂量限值计算标志性核素i-129的限值，即得出基于i-129的食品、牛奶和饮用水操作干预水平；本实施方式中，根据步骤s2中所确定的应急情况下公众剂量限值，采用式(4)计算得到食品、牛奶和饮用水中i-129的活度浓度限值，即得出基于标志性核素i-129的食品、牛奶和饮用水操作干预水平。
[0066]
oil7
i-129
(t，mix)＝ra
i-129
(t，mix)
×
wf
oil7
×
da
oil7
(t，mix)
ꢀꢀꢀ
(4)
[0067]
式中：
[0068]
t——事故发生后的时间，单位为秒(s)；
[0069]
ra
i-129
(t，mix)——在事故发生t时间后，放射性核素i-129对释放到环境中放射性核素混合物的相对活度，无量纲；
[0070]
wf
oil7
——权重因子，用于避免按oil7默认值实施不正当的响应行动，其中wf
oil7
为5；
[0071]
da
oil7
(t，mix)——是在事故发生后的时间t时，食品、牛奶或饮用水的活度浓度，对环境中放射性核素混合物来说，满足关于oil7的通用准则，单位为贝可/千克(bq/kg)。
[0072]
表1“食品分析后”情景的剂量转换因子
[0073]
[0074]
[0075][0076]
上述实施例只是对本发明的举例说明，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。