戈壁滩环境中非人类生物辐射剂量评估技术研究

The non-human creatures radiation dose assessment method assumes that the several standard environment medium type, and environment can have plenty of biological samples sampling analysis. Our country has many important nuclear enterprise is located in the gobi desert, do not belong to the current commonly used type of environment, especially when calculating the external beam radiation dose rate, the error is too big. In this environment, biological sample rare (especially), using the current American or European radiation dose assessment method (such as GRADED, ERICA) and to evaluate parameters will bring a lot of uncertainty and even lead to wrong conclusions. For this kind of situation, based on existing data and the necessary supplement data through correlation analysis (decodes Spearman correlation analysis method) to calculate the environment the same nuclides in the correlation between different biological (8kinds) and nuclide concentration in living organisms and the environment medium nuclide concentration (two kinds) is proposed to the correlation coefficient between,can be required to obtain a little creatures and limited nuclide concentration on the basis of the assessment of the gobi other organisms in the environment of the nuclide concentration, radiation dose of quantitative and qualitative evaluation results. Calculating the external exposure dose conversion factor for the environment complement necessary With Monte - Carlo simulation (Monte Carlo) .

目前的非人类生物辐射剂量评估方法是假定了几种标准环境介质类型，假定环境中有足够多的生物样品可以进行取样分析。我国有很多重要的核企业地处戈壁滩，不属于目前常用的环境类型，尤其是在计算外照射辐射剂量率时，误差太大。在这种环境中，生物样品（尤其是动物）稀少，使用目前美国或欧盟的生物辐射剂量评估方法（如GRADED，ERICA）及参数进行评估就会带来很大的不确定性甚至导致错误的结论。针对这种情况，基于已有数据和必要的补充数据经过相关性分析（拟用Spearman相关分析方法）计算出该环境中同种核素在不同生物（拟8种）之间的相关性和生物体中核素浓度与环境介质中核素浓度（拟2种）之间的相关性系数，就能在需要时在获得少许生物和有限的核素浓度的基础上评估戈壁环境中其它生物体中的相关核素浓度，得出定性和定量的辐射剂量评估结果。用Monte-Carlo模拟（蒙特卡罗）计算该环境外照射剂量转换因子,补充必要数据。

根据研究组多年工作的相关经验和数据，结合国际上一些组织和机构的研究动向，根据戈壁滩生态环境特点，收集相关数据包括动物、植物种类在直径80公里范围分布及数量等信息，在此基础上，对生物进行分类，选定6种有代表性的动物（赤麻鸭、骨顶鸡、鶺鴒、蜻蜓、放养小鱼、牧羊）的14种样品（骨、肉、内脏等）和两种植物（清草、芦苇）以及3种介质（土壤、水、沉积物），总体分为五种情况即：生态环境中的所有介质和生物都受到污染：只考虑土壤（除掉水和沉积物）；只考虑水（除掉土壤和沉积物）；只考虑沉积物（除掉水和土壤）；只考虑样品之间（除掉水、土壤和沉积物）。对数据进行了适当的处理并使用Spearman偏秩相关分析方法研究了有代表性的6种放射性核素在该相对稳定的环境中体内达到近似平衡后（长期居留）（如Co-60,Zn-65, Sr-90(Y), Cs-134,137, Pu-239, 等）在选定动物、植物器官组织内的放射性核素平均浓度值相互之间的相关性等级关系并根据相关性大小依序列出。.本课题确立了6种重点核素： Co-60, Sr-90(Y), I-131, Cs-137 and Am-241。在此基础上对六种参考生物（柳杉树、柽柳、芦苇、羊、赤麻鸭、大鼠）建立了相应的简化解剖学模型并使用MCNP4C进行了蒙卡模拟计算，对这些有代表性的核素按照各辐射类型γ，β的各分支比例和各种粒子的不同能量进行了模拟计算，得到了戈壁滩表层均匀分布和指数分布两种源项状态对参考生物各器官和整体的能量吸收分数。进而用辐射剂量学模型计算得到各生物对应不同核素的辐射剂量转换系数（50cm厚度内源项均匀分布和指数分布）与ERICA相近的环境中（50cm厚度内均匀分布）得到的计算结果的比较。从5种核素的结果比较可以看出，在数值大小上存在一定差异但大致相近，对数值上存在差异的原因进行了分析。