CN107526095A - 核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法 - Google Patents

核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法 Download PDF

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CN107526095A CN201610453757.5A CN201610453757A CN107526095A CN 107526095 A CN107526095 A CN 107526095A CN 201610453757 A CN201610453757 A CN 201610453757A CN 107526095 A CN107526095 A CN 107526095A
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李继祥
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张俊芳
吕明华
徐向军
胡继民
张芳
高卫华
韩旻晨
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Abstract

本发明公开了一种核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,属于核设施事故后果评价技术领域。该估算方法包括:以核设施为中心确定评估区范围;对于评估区范围内的区域,计算核设施事故期间所释放的污染物烟羽经过时所造成的核素沉积量;根据所述核素沉积量,计算植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度;根据植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度,计算人体通过食入途径对核素的摄入速率。通过该方法,能够估算出一个可供参考的人体放射性核素摄入率,为放射性物质向大气释放的事故情况下为决策者提供辐射状况对人体造成的潜在影响信息。

Description

核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法
技术领域
本发明涉及核设施事故后果评价技术领域,具体涉及核设施事故场外后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法。
背景技术
核设施或其他核设施在严重偏离正常运行工况、发生事故时,放射性物质的释放可能或已经失去应有的控制,达到不可接受的水平,将会造成严重的后果。因此,对核设施事故危害的防范控制及分析,具有重要的战略意义。
核设施事故后果评价系统通过将区域气象数据和放射性污染物迁移模式和后果评价集成为一体的评价系统,用于估计、评价和显示在特定范围内的事故后果,该系统是核设施或其他核设施应急准备和应急防护行动决策的重要组成部分。其中,事故发生后所释放的放射性核素的辐射情况对人体所造成的潜在影响信息是该系统中不可缺少的一部分,本发明正是针对该部分而提出的一种核设施事故场外后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,通过该方法能够估算出一个可供参考的人体放射性核素摄入率,为放射性物质向大气释放的事故情况下为决策者提供辐射状况对人体造成的潜在影响信息。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,包括以下步骤:
(1)以核设施为中心确定评估区范围;
(2)对于评估区范围内的区域,计算核设施事故期间所释放的污染物烟羽经过时所造成的核素沉积量;对于某一区域,核设施事故期间所释放的污染物烟羽经过时所造成的核素沉积量包括污染物烟羽经过该区域上方所造成的植物上的核素的干沉积量和湿沉积量、以及土壤表面核素的总沉积量;
(3)根据所述核素沉积量,计算植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度;
(4)根据植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度,计算人体通过食入途径对核素的摄入速率。
进一步,如上所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,步骤(2)中,对于所述某一区域,污染物烟羽经过该区域上方所造成的j类植物上i核素的干沉积量和湿沉积量、以及土壤表面的i核素的总沉积量的计算方式为:
a、污染物烟羽经过该区域上方所造成的j类植物上i核素的干沉积量Adij(te)的计算公式为:
Vdij=Vdij,maxLAIj(te)/LAIj,max
其中,te为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻,Vdij为i核素向j类植物的干沉积速度,xi为核设施事故发生后该区域地面空气中i核素的浓度,λi为i核素的放射性衰减常数,Δt为污染物烟羽经过该区域的时间长度;
Vdij,max为i核素向j类植物的最大沉积速度,LAIj(te)为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻j类植物的植物叶面积指数,LAIj,max为j类植物的最大叶面积指数;植物的叶面积指数是指单位面积土壤上的植物叶子面积,最大沉积速度是指植物叶面积指数最大时的沉积速度;
b、污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的j类植物上i核素的湿沉积量Awij(te)的计算公式为:
Awij(te)=fwjAwi(te)
R=IkΔtk/3600
其中,fwj为j类植物的截获份额,Awi(te)污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的i核素的湿沉积量;
k为污染物烟羽经过该区域上方期间发生的降雨过程的次数,Λik为第k次降雨过程所对应的i核素的冲洗系数,Qi为i核素源强,u为该区域地面的平均风速,x为该区域距事故源项的下风距离,λi为i核素的放射性衰减常数,Δtk为第k次降雨过程的持续时间,te为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻,tk为第k次降雨过程的结束时间;
LAIj为由于降雨过程发生湿沉积时j类植物叶面积指数,Sj为j类植物有效贮水能力,R为污染物烟羽经过该区域上方期间的降雨总量,Ik为第k次降雨的降雨强度,Δtk为第k次降雨过程的持续时间;
c、计算污染物烟羽经过所述某一区域时造成的土壤表面的i核素的总沉积量Asij(te),计算公式为:
其中,Vd表示土壤表面i核素的沉降速度,fa表示沉积核素中未被叶面截获而到达土壤的份额。
进一步,如上所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,步骤(3)中,对于所述某一区域,收割时j类植物可食部位中的i核素的浓度Aij(tp)的计算方式为:
仅考虑核素易位原因时,浓度Aij(tp)的计算公式为:
Tr(δt)=Tr,max·exp[-b(δt-tmax)2]
其中,tp为j类植物的收割时间,δt为核素沉积结束至收割的时间间隔,δt=tp-teTr(δt)为i核素收割前δt时间发生的沉积相应的易位因子,Tr,max为易位因子最大值,Yj为j类植物的单产量,tmax为具有最大易位因子的时刻距收割的时间,b为表征实测曲线的斜率,实测曲线指的是距离收割的不同时间点测得的易位因子值与对应时间形成的曲线;
同时考虑核素易位及核素衰减作用时,浓度Aij(tp)的计算公式为:
其中,λw为环境衰减常数;
对于所述某一区域,T时刻m类动物的K类动物产品中的i核素的浓度CmKi(T)的计算公式为:
其中,FmKi表示m类动物食入含i核素的食物后转移到K类动物产品的转移系数,aKn为K类动物产品中发生n类生物转移的份额 中的0表示动物食入含i核素的实物的开始时间,Aami(t)表示t时刻m类动物对i核素的的摄入速度,λbkn为相应于K类动物产品发生n类生物转移时对应的转移速率常数,λi为i核素的放射性衰减常数;
AijT、AigT、AiH分别表示t时刻j类植物、牧草与干草中i核素的浓度,Ijm(t)、Igm(t)、IHm(t)分别表示m类动物t时刻对j类植物、牧草与干草三类的干重摄入率。
进一步,如上所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,步骤(4)中,对于所述某一区域,t时刻人体通过食入途径对i核素的摄入速率的计算公式为:
其中,Aij(tp)为收割时第j类植物中i核素的浓度;Vj(t)和Vk(t)为不同年龄组居民对j类植物制品与k类动物产品的日消费量,Frj和Frk分别为j类植物与K类动物产品中的食品加工滞留因子,Pej和PeK分别为j类植物与K类动物产品的加工效率,CmKi(ts)为m类动物宰割时K类动物产品中i核素的浓度,ts为m类动物的宰割时刻。
进一步,如上所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,fa=0.5。
进一步,如上所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,所述易位因子是指1㎡土壤上在农作物可食部分中发现的核素质量占同一面积上农作物叶面滞留核素质量的份额,或者是指农作物收获时可食部分中的放射性活度占沉积时在1㎡叶面上滞留的放射性活度的份额。
进一步,如上所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,所述食品加工滞留因子是指食品加工后仍滞留在食品中的放射性核素的份额;所述加工效率是指加工后食品的重量与原初食品的重量之比。
本发明的有益效果在于:本发明所提供的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,考虑了放射性物质在食物链中的转移,包括植物的干湿沉积、植物的吸收、放射性核素的易位、动物的食入及吸入、向动物产品中的转移、人体食入等,提供了一个可供参考的人体放射性活度值,为放射性物质向大气释放的事故情况下为决策者提供辐射状况对人体造成的潜在影响信息。
附图说明
图1为具体实施方式中提供的一种核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法的流程图;
图2为具体实施方式中放射性核素由释放到人体食入的转移示意图;
图3为具体实施方式中放射性烟羽到达至离开某一区域的示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1示出了本发明实施方式中提供的一种核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法的流程图,图2示出了放射性核素由释放到人体食入的转移示意图,图1中所示的估算方法主要包括以下步骤:
步骤S100:以核设施为中心确定评估区范围;
步骤S200:对于评估区范围内的区域,计算核设施事故期间所释放的污染物烟羽经过时所造成的核素沉积量;
对于评估区范围内的某一区域,核设施事故期间所释放的污染物经过时所造成的核素沉积量包括:污染物烟羽经过该区域上方所造成的j类植物上i核素的干沉积量和湿沉积量(植物对干湿沉积的截获)、以及土壤表面的i核素的总沉积量。
本实施方式中,上述各沉积量的计算方式具体如下:
a、计算污染物烟羽经过该区域上方所造成的j类植物上i核素的干沉积量Adij(te)(单位Bq·m-2),计算公式为:
Vdij=Vdij,maxLAIj(te)/LAIj,max
其中,te为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻,Vdij为i核素向j类植物的干沉积速度(单位m·s-1),xi为核设施事故发生后该区域地面空气中i核素的浓度(单位Bq·m-3),λi为i核素的放射性衰减常数(单位s-1),Δt为污染物烟羽经过该区域的时间长度(单位s),该事件长度往往取事故持续释放时间。
Vdij,max为i核素向j类植物的最大沉积速度,LAIj(te)为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻j类植物的植物叶面积指数,LAIj,max为j类植物的最大叶面积指数;植物的叶面积指数是指单位面积土壤上的植物叶子面积,最大沉积速度是指植物叶面积指数最大时的沉积速度。
b、计算污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的i核素的湿沉积量Awi(te)(单位Bq·m-2),计算公式为:
其中,k为污染物烟羽经过该区域上方期间发生降雨的次数,Λik为第k次降雨过程所对应的i核素的冲洗系数(单位s-1),Qi为i核素源强(单位Bq·s-1),u为该区域地面的平均风速,x为该区域距事故源项的下风距离(单位m),λi为i核素的放射性衰减常数;如图3所示,t0表示放射性烟羽到达该区域的时间(某月某日某时某分),te表示放射性烟羽离开该区域的时刻,tk为第k次降雨过程的结束时间,Δtk为第k次降雨过程的持续时间(单位s);
计算污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的j类植物上i核素的湿沉积量Awij(te),计算公式为:
Awij(te)=fwjAwi(te)
R=IkΔtk/3600
其中,fwj为j类植物的截获份额,即j类植物对污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的i核素的湿沉积量Awi(te)的截获份额;
LAIj为由于降雨过程发生湿沉积时j类植物叶面积指数,Sj为j类植物有效贮水能力(单位mm),R为污染物烟羽经过该区域上方期间的降雨总量(mm),Ik为第k次降雨的降雨强度(单位mmh-1),Δtk为第k次降雨过程的持续时间。
c、计算污染物烟羽经过所述某一区域时造成的土壤表面的i核素的总沉积量Asij(te)(单位Bq·m-2),计算公式为:
其中,Vd表示土壤表面i核素的沉降速度,fa表示沉积核素中未被叶面截获而到达土壤的份额,实际应用中,fa可以取值0.5。
步骤S300:对于所述某一区域,根据所述核素沉积量,计算收割时植物可食部位中的核素的浓度以及动物产品中核素的浓度;
在植物生长期间,事故释入大气中的放射性核素沉积于作物叶面与农田后,叶面沉积将是导致食物与饲料污染的主要途径。在不同的生长期,叶面污染后的核素转移至植物可食部位的份额即易位是不大相同的,因为易位因子与植物在沉积时的生理状态有关。易位因子可以定义为1m2土壤上在农作物可食部位中发现的核素质量占同一面积上农作物叶面滞留核素质量的份额。其中,易位因子基于放射性活度的表达式为:
基于农作物产量的表达式为:
研究表明,Cs,I,Mn,Te和Zn属易动元素,Sr,Ba,Zr,Nb,Ru,Ce和Pu属稳定元素。鉴于目前主要是Cs和Sr的易位实测值较丰富与可信,因而,当不能获得更可信的易位实测数据时,Cs与Sr的易位因子值可分别作为易动元素组和稳定元素组的易位因子参考值使用。
关于Cs元素在谷类中的易位因子Tr可以由下述高斯型函数估算
Tr(δt)=Tr,max·exp[-b(δt-tmax)2]
式中,Tr(δt)表示收割前δt时间发生的沉积相应的易位因子(单位为m2·m-2或m2·kg-1);Tr,max为易位因子最大值;b为表征实测曲线斜率的参数;δt为核素城店结束至收割的时间间隔(单位d);tmax表示具有最大易位因子的时刻距收割的时间(单位d)。其中,实测曲线指的是距离收割的不同时间点测得的易位因子值与对应时间形成的曲线,参数b根据曲线进行拟合,通常针对特定的植物类型,Tr,max在不同时刻取不同的默认值。
如果仅考虑核素易位的原因,对于所述某一区域,收割时j类植物可食部位中的i核素的浓度Aij(tp)(单位Bq·kg-1)的计算方式为:
其中,tp为j类植物的收割时间(某月某日),δt为核素沉积结束至收割的时间间隔(d),δt=tp-te,Yj为j类植物的单产量(单位kg·m-2)。
如果同时考虑核素易位及核素衰减的原因,对于所述某一区域,收割时j类植物可食部位中的i核素的浓度Aij(tp)(单位Bq·kg-1)的计算方式为:
式中,λw为环境衰减常数(d-1)(考虑了风的清除,降水(或雾、露水)的清洗、浸出及作物生长稀释等作用),λi为i核素的放射性衰减常数(d-1)。
关于动物产品中核素的浓度:对于所述某一区域,计算T时刻m类动物的K类动物产品中的i核素的浓度CmKi(T)(单位Bq·kg-1),计算公式为:
式中,FmKi表示m类动物食入含i核素的食物后转移到K类动物产品的转移系数,aKn为K类动物产品中发生n类生物转移的份额,中的0表示动物食入含i核素的实物的开始时间,Aami(t)表示t时刻m类动物对i核素的的摄入速度(单位Bq·d-1),λbkn为相应于K类动物产品发生n类生物转移时对应的转移速率常数,λi为i核素的放射性衰减常数;
AijT、AigT、AiH分别表示t时刻j类植物(除牧草外)、牧草与干草中i核素的浓度,Ijm(t)、Igm(t)、IHm(t)分别表示m类动物t时刻对j类植物、牧草与干草三类的干重摄入率(kg·d-1)。
步骤S400:根据植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度,计算人体通过食入途径对核素的摄入速率。
在食品加工例如清洗、去皮、磨研、煮沸等过程中,食品中的放射性核素浓度会有不同程度的减少。通常用食品加工滞留因子Fr来描述食品加工过程中污染核素的转移。Fr定义为加工后食品中放射性核素的总量与原初粗食品中放射性核素的总量之比,即食品加工后仍滞留在食品中的放射性核素的份额。另一有关参数是“加工效率”Pe,Pe定义为加工后食品的重量与原初食品的重之比(kg/kg)。
考虑到食品加工过程总放射性核素的损失,本实施方式中,对于所述某一区域,计算t时刻人体通过食入途径对i核素的摄入速率AHi(t)(单位Bq·d-1,一天所摄入的核素i的质量),AHi(t)的计算公式为:
其中,Aij(tp)为收割时第j类植物中i核素的浓度;Vj(t)和VK(t)为不同年龄组居民对j类植物制品与K类动物产品的日消费量,Frj和Frk分别为j类植物与K类动物产品中的食品加工滞留因子,Pej和PeK分别为j类植物与K类动物产品的加工效率,CmKi(ts)为m类动物宰割时K类动物产品中i核素的浓度,ts为m类动物的宰割时刻。
显然,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同等技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,包括以下步骤:
(1)以核设施为中心确定评估区范围;
(2)对于评估区范围内的区域,计算核设施事故期间所释放的污染物烟羽经过时所造成的核素沉积量;对于某一区域,核设施事故期间所释放的污染物烟羽经过时所造成的核素沉积量包括污染物烟羽经过该区域上方所造成的植物上的核素的干沉积量和湿沉积量、以及土壤表面核素的总沉积量;
(3)根据所述核素沉积量,计算植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度;
(4)根据植物收割时植物可食部分中核素的浓度以及动物产品中核素的浓度,计算人体通过食入途径对核素的摄入速率。
2.根据权利要求1所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,其特征在于:步骤(2)中,对于所述某一区域,污染物烟羽经过该区域上方所造成的j类植物上i核素的干沉积量和湿沉积量、以及土壤表面的i核素的总沉积量的计算方式为:
a、污染物烟羽经过该区域上方所造成的j类植物上i核素的干沉积量Adij(te)的计算公式为:
<mrow> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msup> </mrow> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
Vdij=Vdij,maxLAIj(te)/LAIj,max
其中,te为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻,Vdij为i核素向j类植物的干沉积速度,xi为核设施事故发生后该区域地面空气中i核素的浓度,λi为i核素的放射性衰减常数,Δt为污染物烟羽经过该区域的时间长度;
Vdij,max为i核素向j类植物的最大沉积速度,LAIj(te)为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻j类植物的植物叶面积指数,LAIj,max为j类植物的最大叶面积指数;植物的叶面积指数是指单位面积土壤上的植物叶子面积,最大沉积速度是指植物叶面积指数最大时的沉积速度;
b、污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的j类植物上i核素的湿沉积量Awij(te)的计算公式为:
Awij(te)=fwjAwi(te)
<mrow> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munder> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>k</mi> </munder> <mfrac> <mrow> <mn>8</mn> <msub> <mi>&amp;Lambda;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>Q</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>u</mi> <mi>x</mi> </mrow> </mfrac> <msub> <mi>&amp;Delta;t</mi> <mi>k</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;Delta;t</mi> <mi>k</mi> </msub> </mrow> </msup> </mrow> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>k</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> </mrow>
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R=IkΔtk/3600
其中,fwj为j类植物的截获份额,Awi(te)污染物烟羽经过该区域上方期间由于降雨过程的湿沉积所造成的i核素的湿沉积量;
k为污染物烟羽经过该区域上方期间发生的降雨过程的次数,Λik为第k次降雨过程所对应的i核素的冲洗系数,Qi为i核素源强,u为该区域地面的平均风速,x为该区域距事故源项的下风距离,λi为i核素的放射性衰减常数,Δtk为第k次降雨过程的持续时间,te为污染物烟羽尾部离开该区域的时刻,tk为第k次降雨过程的结束时间;
LAIj为j类植物叶面积指数,Sj为j类植物有效贮水能力,R为污染物烟羽经过该区域上方期间的降雨总量,Ik为第k次降雨的降雨强度,Δtk为第k次降雨过程的持续时间;
c、计算污染物烟羽经过所述某一区域时造成的土壤表面的i核素的总沉积量Asij(te),计算公式为:
<mrow> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>V</mi> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>f</mi> <mi>a</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>LAI</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>LAI</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msup> </mrow> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>f</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中,Vd表示i核素的沉降速度,fa表示沉积核素中未被叶面截获而到达土壤的份额。
3.根据权利要求2所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,其特征在于:步骤(3)中,对于所述某一区域,收割时j类植物可食部位中的i核素的浓度Aij(tp)的计算方式为:
仅考虑核素易位原因时,浓度Aij(tp)的计算公式为:
<mrow> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <msub> <mi>T</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;delta;</mi> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>Y</mi> <mi>j</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
Tr(δt)=Tr,max·exp[-b(δt-tmax)2]
其中,tp为j类植物的收割时间,δt为核素沉积结束至收割的时间间隔,δt=tp-te Tr(δt)为i核素收割前δt时间发生的沉积相应的易位因子,Tr,max为易位因子最大值,Yj为j类植物的单产量,tmax为具有最大易位因子的时刻距收割的时间,b为表征实测曲线的斜率,实测曲线指的是距离收割的不同时间点测得的易位因子值与对应时间形成的曲线;
同时考虑核素易位及核素衰减作用时,浓度Aij(tp)的计算公式为:
<mrow> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>w</mi> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <msub> <mi>Y</mi> <mi>j</mi> </msub> </mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;delta;</mi> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>exp</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mi>&amp;delta;</mi> <mi>t</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow>
其中,λw为环境衰减常数;
对于所述某一区域,T时刻m类动物的K类动物产品中的i核素的浓度CmKi(T)的计算公式为:
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>K</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>F</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>K</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>2</mn> </munderover> <mo>{</mo> <msub> <mi>a</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mo>&amp;Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>a</mi> <mi>m</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>exp</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>K</mi> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> <mo>}</mo> </mrow>
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其中,FmKi表示m类动物食入含i核素的食物后转移到K类动物产品的转移系数,aKn为K类动物产品中发生n类生物转移的份额,Aami(t)表示t时刻m类动物对i核素的的摄入速度,λbkn为相应于K类动物产品发生n类生物转移时对应的转移速率常数,λi为i核素的放射性衰减常数;
AijT、AigT、AiH分别表示t时刻j类植物、牧草与干草中i核素的浓度,Ijm(t)、Igm(t)、IHm(t)分别表示m类动物t时刻对j类植物、牧草与干草三类的干重摄入率。
4.根据权利要求3所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,其特征在于:步骤(4)中,对于所述某一区域,t时刻人体通过食入途径对i核素的摄入速率的计算公式为:
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>H</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mrow> <mo>{</mo> <mrow> <munder> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>j</mi> </munder> <msub> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>p</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mi>j</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>F</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>}</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>+</mo> <mrow> <mo>{</mo> <mrow> <munder> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>K</mi> </munder> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>K</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mi>exp</mi> <mrow> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow> <msub> <mi>V</mi> <mi>K</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>F</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>K</mi> </mrow> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>K</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mo>}</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
其中,Aij(tp)为收割时第j类植物中i核素的浓度;Vj(t)和Vk(t)为不同年龄组居民对j类植物制品与k类动物产品的日消费量,Frj和Frk分别为j类植物与K类动物产品中的食品加工滞留因子,Pej和PeK分别为j类植物与K类动物产品的加工效率,CmKi(ts)为m类动物宰割时K类动物产品中i核素的浓度,ts为m类动物的宰割时刻。
5.根据权利要求1至4之一核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,其特征在于:fa=0.5。
6.根据权利要求3所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,其特征在于:所述易位因子是指1㎡土壤上在农作物可食部分中发现的核素质量占同一面积上农作物叶面滞留核素质量的份额,或者是指农作物收获时可食部分中的放射性活度占沉积时在1㎡叶面上滞留的放射性活度的份额。
7.根据权利要求4所述的核事故后果评价中气载途径食物链放射性活度估算方法,其特征在于:所述食品加工滞留因子是指食品加工后仍滞留在食品中的放射性核素的份额;所述加工效率是指加工后食品的重量与原初食品的重量之比。
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