автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.02, диссертация на тему:Методы и средства ретроспективной оценки дозы внутреннего облучения щитовидной железы человека по результатам определения активности интегральных выпадений йода-131, цезия-137 и йода-129

На правах рукописи

Гаврилин Юрий Иванович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РЕТРОСПЕКТИВНОЙ ОЦЕНКИ ДОЗЫ ВНУТРЕННЕГО ОБЛУЧЕНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ВЫПАДЕНИЙ ЙОДА-131, ЦЕЗИЯ-137 И ЙОДА-129

05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (ядерный топливно-энергетический комплекс)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

13 НДР 2014

Москва - 2014

005545977

005545977

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Вакуловский Сергей Мстиславович.

Официальные оппоненты:

Акулиничев Сергей Всеволодович, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией «Медицинская физика» Института ядерных исследований РАН (г. Троицк).

Кураченко Юрий Александрович, доктор физико-математических наук, доцент, заведующий кафедрой ядерной физики Института атомной энергетики Научно-исследовательского ядерного университета «МИФИ» (г.Обнинск).

Мокров Юрий Геннадиевич, доктор технических наук, заместитель технического директора по науке и экологии Федерального государственного унитарного предприятия «Производственное объединение «МАЯК» (г. Озёрск).

Ведущая организация:

Федеральное Государственное бюджетное учреждение «Медицинский радиологический научный центр» Минздрава России (г.Обнинск).

Защита диссертации состоится 21.05.2014г. в 11:00 на заседании диссертационного совета Д 462.001.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Государственный научный центр Российской Федерации - Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» по адресу: 123182, Москва, ул. Живописная, д. 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России по адресу: 123182, Москва, ул. Живописная, д. 46.

Автореферат диссертации разослан

2014г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

Молоканов Андрей Алексеевич.

В диссертации принята терминология в соответствии с СП 2.6.1 -2523-09 и СП 2.61 -2612-10.

Используемые в диссертации сокращения, термины и обозначения приведены в Глоссарии.

Сокращения, термины и обозначения Пояснения, значения и размерности

ЩЖ Щитовидная железа

мэд Мощность эквивалентной дозы

Доза (Б) внутреннего облучения ЩЖ Поглощенная доза излучения, создаваемая радиоактивными изотопами йода, поступившими в ЩЖ, Гр

Ретроспективная оценка дозы облучения ЩЖ Оценка средних и индивидуальных значений дозы «О» в отдалённый период после аварии на основе модельных представлений и результатов определения содержания '"I, '"Се, |291 в почве

Индивидуальная (инструментальная) доза Доза «Л», полученная индивидом по результатам измерения МЭД над ЩЖ, Гр

Индивидуализированная доза Доза «О» для индивида, полученная путём её ретроспективной оценки, Гр

НП Населённый пункт

РВ Радиоактивное вещество

«Эталонная» территория Территория, на которой расположены 40 населённых пунктов Брагинского (20 НП) и Хойникского (20 НП) районов Гомельской области Беларуси

Ф(1311) Активность суточных выпадений ,3|1 на почву в день «1» после аварии, Бк/м2

Условная почва Данный термин характеризует переход от активности суточных выпадений Ш1 на планшеты к активности его гипотетических суточных выпадений на почву в месте установки планшета

Опорные НПо Опорные (индекс «о») НП по которым имеются представительные результаты определения суточных выпадений |3|1 на планшеты

ш Коэффициент перехода от активности суточных выпадений ш1 (Я1(13|1)о) на планшеты к его выпадениям ql(шI) на почву. с]1(13,1) = Ц[(,311)о / о

Интегральные выпадения «ц» радионуклида Суммарные выпадения радионуклида на единицу поверхности, Бк/м2

Сухие выпадения радионуклида Выпадения радионуклида на единицу поверхности в отсутствии дождевых осадков, туманов и рос, Бк/м2

Мокрые выпадения радионуклида Выпадения радионуклида на единицу поверхности в составе дождевых осадков, туманов и рос, Бк/м2

ч(,3,1) Активность интегральных выпадений 13Ч на условную почву за значимый период его выпадений (например, за 56 дней после аварии), Бк/м2

ч.(137Сз) Активность суточных выпадений '"СБ на почву в день «1» после аварии, Бк/м2

Активность интегральных выпадений 137Сз на почву за значимый период выпадений 1311 после аварии (например, за 56 дней после аварии), Бк/м2

Территория «р> Территория, занимаемая одним НП] вместе с пастбищами

Территория «х» Территория, на которой расположено «п» населённых пунктов (НП)х-)

Территория «2» Территория, на которой расположено «п» территорий «х» с населёнными пунктами (НП)гч

ОЕК,511) Накопленная активность 13'1 в почве на день (у, обусловленная его накоплением и распадом с Тт = 8,04 суток, Бк/м2

Кумулятивная активность ,3|1 в почве, определяемая по сумме значений 01г(1). Бк/м2

п Коэффициент перехода от кумулятивной активности 13|1 к активности его интегральных выпадений за 56 дней после аварии, П = Сгг(1)(Уя(1)о.

п Коэффициент перехода от накопленной активности 13'1 (Сп{1)о) в условной почве в любой день (1) к его кумулятивной активности Си([)о, например, за 56 дней после аварии. О = Сп.(1)о / Си(1)о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Формулировка проблемы

Относительно малый период полураспада 1311 (Тш = 8,04 сут.) ограничивает сроки радиометрического обследования большей части населения (« 40 дней после аварии на ЧАЭС) и радиационных исследований на местности на предмет определения содержания |3|1 в почве (а 80 дней после аварии). На данный объективный фактор накладывается субъективный фактор, обусловленный градацией территорий с ориентацией на выпадения '"Се. В результате обследование населения и исследования на местности проводились, в основном, по территориям с выпадениями '"Се > 3,7><104 Бк/м2. Это при вело к тому, что:

- результаты радиометрического обследования щитовидной железы отсутствуют у большого числа жителей территорий с выпадениями 137Сз > 3,7><104, Бк/м2, а также у миллионов жителей территорий с выпадениями '"Сэ < 3,7х 104 Бк/м2,

- лишь в немногочисленных случаях были получены результаты определения содержания 1311 в почве по территориям с выпадениями '"Сб < 3,7><104, Бк/м2

Ещё одним важнейшим фактором являлось отсутствие физического обоснования, а также методического и аппаратурного обеспечения ретроспективной оценки значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы (с учётом роли сухих и мокрых выпадений 13 'I) для жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных, а также необследованных в значимый период формирования дозы территорий.

Сочетание трёх указанных факторов породило проблему ретроспективной оценки значений дозы внутреннего облучения ЩЖ для жителей частично обследованных и необследованных территорий.

Актуальность

До 26.04.1986г., несмотря на аварии реакторов в Уиндскейле (1957г.) и в Три Майл Айленд (1979г.) предполагалось, что никаких серьёзных радиационных аварий типа аварии, произошедшей на Чернобыльской АЭС, не может быть в принципе. Но такая авария случилась. В результате радиоактивно - загрязнёнными оказались обширные территории бывшего СССР и территории многих стран. Радиометрическое обследование щитовидной железы было организовано, в первую очередь для жителей наиболее загрязнённых территорий Украины, Белоруссии и России с выпадениями '"Се > 3,7><104, Бк/м2 (обследовано около 300 тыс. сельских жителей). Массовое обследование жителей менее загрязнённых территорий не проводилось. Результаты определения выпадений |311 также относительно малочисленны (773 пробы по Беларуси и менее 30 проб по России) и получены, в подавляющем большинстве, только по территориям с выпадениями '"Се > 3,7х 104, Бк/м2.

В марте 2011г., спустя 25 лет после аварии на ЧАЭС близкая по типу авария произошла в Японии на станции Фукусима-1. Радиометрическое обследование щитовидной железы было проведено менее чем у 1600 человек, что в 200 раз меньше, чем в бывшем СССР. С определением выпадений 1311 дела обстоят не намного лучше. Поэтому проблема ретроспективной оценки выпадений 1311 по территориям Японии важна также, как и для территорий, загрязнённых в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

Разработка обоснованного методического обеспечения ретроспективной оценки средних значений дозы для взрослых жителей сельских НП (с учётом роли сухих и мокрых выпадений 13|1) имеет первостепенное значение. Успешное решение данной задачи предоставит возможность получения достоверных оценок дозы по результатам определения активности

средних для населённых пунктов значений интегральных выпадений |311. Но, в этом случае, для населённых пунктов с отсутствующими результатами определения активности интегральных выпадений 13'I, расположенных на частично обследованных территориях, необходимо реализовать ретроспективное восстановление его интегральных выпадений, ориентируясь на зависимость известных по представительному числу НП значений активности интегральных выпадений 13Ч от соответствующих значений активности интегральных выпадений "'Се. Прямое использование интегральных выпадений '"Сб для оценки значений дозы внутреннего облучения ЩЖ недопустимо.

Для населённых пунктов, расположенных на необследованных (по |311) территориях с известными значениями активности интегральных выпадений '"Сэ, оценка активности интегральных выпадений 13|1 возможна по результатам определения активности интегральных выпадений 1291 с последующим определением зависимости оценочных значений активности интегральных выпадений 1311 от значений активности интегральных выпадений '"Сэ.

Определение средних по населённым пунктам и далее индивидуализированных значений дозы играет большую роль при проведении эпидемиологических исследований, направленных на оценку риска заболеваний в результате облучения щитовидной железы радиоактивными изотопами йода. Поэтому адекватное восстановление доз внутреннего облучения ЩЖ для жителей, не охваченных радиометрическим обследованием в значимый период формирования дозы, является важной научно-практической задачей.

Степень разработанности проблемы

Полученные результаты предоставляют возможность оценивать средние значения дозы внутреннего облучения щитовидной железы для взрослых жителей сельских НП, включая жителей частично обследованных и необследованных (в значимый период формирования дозы) территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 1311, '"Се, 1291. По результатам оценки средних по населённым пунктам значений дозы для взрослых лиц оценивают (по разработанной схеме) её индивидуализированные значения для взрослых лиц, детей и подростков.

Цель исследования заключается в разработке обоснованного методического и инструментального обеспечения ретроспективной оценки средних значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы для жителей сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 13|1, '"Се, 1291.

Задачи исследования

1. Обоснование процедуры ретроспективной оценки средних по населённым пунктам значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы с использованием полуэмпирической модели её формирования, на основе результатов определения индивидуальных значений дозы, содержащихся в сформированном банке данных, а также результатов радиационных исследований на местности выполненных различными группами исследователей.

2. Обоснование процедуры ретроспективной оценки интегральных выпадений 1311 при однократном и пролонгированном загрязнении территорий.

3. Разработка аппаратурного обеспечения для выделения |291 из проб почвы, его перевода в счётный образец и определения его активности в счётном образце.

4. Разработка методики учёта распада 1311 при ретроспективной оценке его интегральных выпадений по результатам определения содержания П91 в почве (с учётом вертикальной миграции |291).

5. Оценка активности интегральных выпадений 1311 по результатам определения содержания ,291 в пробах почвы по территориям Брянской области России.

6. Проведение выборочной ретроспективной оценки значений средней дозы облучения ЩЖ для жителей НП, по которым известны только выпадения 137Cs.

Предмет исследования: Средние по населённым пунктам и индивидуализированные значения дозы внутреннего облучения ЩЖ. Выпадения l3lI, l37Cs и 1291.

Объект исследования: Территории Гомельской, Брестской и Могилёвской областей Республики Беларусь и Брянской области России, Научные результаты, выносимые на защиту

1. Выявленная закономерность формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы, характеризующаяся стабильностью соотношения (qrj(131lm) / qrj(131Ic) = 6,8 — const) мокрых и сухих выпадений 1311, (являющегося критерием выделения территорий (х)) и соотношения граничных значений дозы (Dr¡m / Dije = 2,4 - const). На базе выявленной закономерности решена проблема методического обеспечения процедуры оценки средних значений дозы (Гр) по соотношениям [D = 3,0x10"4 х q(mI)0,45] и [Dq* = Сс х qjx(Ic) + См х q¡x(lm)] для взрослых жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных в значимый период формирования дозы территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений ,3II, 137Cs, 1291.

2. Разработаны методические подходы к разложению значений интегральных выпадений 1311 на его сухие и мокрые выпадения.

3. Методика ретроспективной оценки интегральных выпадений 13Ч в предположении однократного и пролонгированного загрязнения местности с учётом критериев выделения территорий (Z), включающая в себя:

- процедуру выделения территорий (Z) на базе сформулированных критериев;

- процедуру оценки интегральных пролонгированных выпадений |311 по результатам определения его содержания в пробах почвы, отобранных в день «t» после аварии, с учётом установленного факта, свидетельствующего о том, что отношение кумулятивной активности |311 за 56 дней после аварии к активности его интегральных выпадений за эти дни равно £ 12.

4. Разработаное аппаратурное обеспечение для выделения |291 из почвы, его концентрирования в заданном объёме и определения активности в счётных образцах, включающее в себя:

- устройство для выделения 1291 из грунта и его концентрирования в заданном объёме (патент 2215685 с приоритетом № 2001131584/12.);

- способ и реализующее его устройство для перевода 1291 с сорбционного фильтроматериала в счетный образец, заключённый в тонкостенную прозрачную кювету (патент 2209766 с приоритетом № 2002106163/12 и патент 2209765 с приоритетом № 2002106162/12);

- измерительная установка для определения активности 1291 в счётном образце, работающая по схеме бета- икс совпадений в геометрии 4л.

5. Методика оценки выпадений 1311 по результатам определения содержания 1291 и I37Cs в почве в отдалённый период после аварии, включающие в себя:

- использование реакторного соотношения 1311/1291 на начало аварии;

- оценку коэффициента вертикальной миграции 1291 и 137Cs от начала аварии до даты отбора пробы;

- методические подходы к учёту распада 1311 при оценке активности его интегральных выпадений по результатам определения активности интегральных выпадений 1291.

- методические подходы к учёту распада 13|1 при оценке активности его интегральных выпадений по результатам определения активности интегральных выпадений 1291.

- определение зависимости реконструированных по 1291 значений активности интегральных выпадений13|1 от значений активности интегральных выпадений 137Cs.

Научная новизна

1. Выявлена закономерность формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы, характеризующаяся постоянством соотношения (Яд(1311м) / Чч(ш1с) = 6,8 - const) мокрых и сухих выпадений 1311, (являющегося критерием выделения территорий (х)) и соотношения граничных значений дозы (DijM / Drjc = 2,4 — const).

2. На базе выявленной закономерности решена проблема оценки средних по НП значений дозы (Гр) по соотношениям [D = 3,0x1o"4 х q(l31I)0'45] и [Dsjx = Ce х q¡x(Ic) + См х q¡x(lM)] для взрослых жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных (в значимый период формирования дозы) территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 13II, 137Cs, 1291.

3. Разработаны методические подходы к разложению значений интегральных выпадений 13|1 на его сухие и мокрые выпадения.

4. Сформулированы критерии выделения территорий (Z) в соответствии с которыми, каждая из территорий характеризуется своей функциональной зависимостью выпадений 1311 от выпадений l37Cs, а также максимально возможным отклонением значений интегральных выпадений 13|1 от линии аппроксимации не более, чем в 2,6 раза на всём её протяжении.

5. Разработана процедура оценки интегральных пролонгированных выпадений 1311 по результатам определения его содержания в пробах почвы, отобранных в день «t» после аварии, с учётом установленного факта, свидетельствующего о том, что отношение кумулятивной активности 1311 за 56 дней после аварии к активности его интегральных выпадений за эти дни равно s 12.

6. Разработано аппаратурное обеспечение для высокоэффективного выделения 1291 из проб почвы, его перевода в счётный образец и определения его активности в счётном образце.

7. Разработаны методические подходы к учёту распада |3Ч при ретроспективной оценке его выпадений по результатам определения содержания 1291 в почве (с учётом вертикальной миграции 1291).

Теоретическая и практическая значимость

1. Выявленная закономерность формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы, предоставляет возможность наиболее простым способом получать оценки средних значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы для взрослых жителей сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 1311,137Cs, l29I.

2. Разработанные методические подходы к разложению значений интегральных выпадений 13'1 на его сухие и мокрые выпадения расширяет возможности научных исследований, связанных с оценкой значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы.

3. Разработанное аппаратурное обеспечение для высокоэффективного выделения 1291 из проб почвы, его перевода в счётный образец и определения его активности в счётном образце, позволяет с минимизированными затратами оценивать интегральные выпадения |3|1 в течение многих десятилетий после аварии.

4. Разработанные методические подходы к учёту распада 1311 при ретроспективной оценке его выпадений по результатам определения содержания 1291 предоставляет возможность повышения достоверности оценок значений активности интегральных выпадений 1311 по территориям, не обследованным в значимый период формирования дозы,.

5. Результаты исследований могут быть использованы как при оценке рисков для потреблявших молоко жителей территорий, загрязнённых в результате гипотетической радиационной аварии, так и при обосновании норм допустимых выбросов радиоизотопов йода в период нормальной работы АЭС и предприятий ядерного топливно-энергетического комплекса.

Достоверность.

Результаты сопоставления ретроспективных оценок средних значений дозы для взрослых жителей сельских НП Хойникского и Брагинского районов Гомельской области и Луненецкого и Столинского районов Брестской области Беларуси с соответствующими средними значениями, полученными по результатам радиометрического обследования щитовидной железы в 1986г. у жителей тех же НП, свидетельствуют об удовлетворительном согласовании рассматриваемых групп данных (расхождение не более, чем в 2 раза).

Оценки средних значений дозы по полуэмпирической модели были использованы при проведении кейс - контрольных (случай-контроль) и когортных исследований специалистами из Беларуси, США, Германии и Франции (представлены в публикациях).

Разработанная «Методика выполнения измерений активности 1291 в пробах почвы», аттестована в соответствии с требованиями ГОСТ Р8.594-2002. Свидетельство № 40090.8Н001 об аттестации методики выполнения измерений выдано «ФГУП ВНИИ Физико-технических и радиотехнических измерений» «Центр метрологии ионизирующих излучений». Дата аттестации 01 ноября 2008г.

Способ и два устройства, позволяющие выделять 1291 из проб почвы большой массы и переводить его в спиртовой раствор щёлочи с суммарной эффективностью не менее 95% защищены тремя патентами РФ.

Личный вклад автора

1. Организован сбор результатов радиометрического обследования щитовидной железы у жителей Республики Беларусь. Параллельно был проведён персональный опрос 150 тыс. жителей в соответствии с разработанной анкетой. Собранный массив данных был верифицирован и обобщён. В 1991г. была сформирована база данных на ~ 130 тыс. человек с оценками (в первой итерации) значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы. На основе этих данных были рассчитаны индивидуальные и средние по населённым пунктам значения дозы.

2. В 1993г. в первой итерации была сформулирована эмпирическая модель (в последующем - полуэмпирическая модель) формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы с последующим участием В.Т. Хруща, ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, С.М. Шинкарёва, и В.Ф. Степаненко, МРНЦ РАМН г. Обнинск. В 2004г, совместно с С.М. Шинкарёвым, были оценены средние значения дозы облучения ЩЖ для взрослых жителей населённых пунктов двух районов Брестской области Беларуси.

3. Разработано «Устройство для выделения йода из грунта и его концентрирования в заданном объеме». Патент 2215685. Опубликовано 10.11.2003. Бюл. № 31.

4. Разработан «Способ перевода йода-129 с сорбционного фильтроматериала в счётный образец». Патент 2209766. Опубликовано 10.08.2003. Бюл. № 22.

5. Разработано реализующее способ «Устройство для перевода йода с углеродной ткани в счётный образец». Патент 2209765. Опубликовано 10.08.2003. Бюл. № 22.

6. Разработана установка для измерения активности 1291 в счётных образцах, работающая по схеме бета- икс совпадений в геометрии 4л.

7. В рамках развития полуэмпирической модели выявлена закономерность формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы.

8. На базе выявленной закономерности решена проблема ретроспективной оценки средних значений дозы для взрослых жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных в значимый период формирования дозы территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 13|1, '"Се, 1291.

9. Разработаны методические подходы к разложению интегральных выпадений |311 на две составляющие части - сухие и мокрые выпадения.

10. Разработана методика оценки интегральных выпадений 1311 в предположении однократного и пролонгированного загрязнения местности.

11. Сформулированы критерии выделения территорий (X), в соответствии с которыми, каждая из них характеризуется своей функциональной зависимостью выпадений 1311 от выпадений '"Сэ, а также максимально возможным отклонением значений интегральных выпадений |3|1 от линии аппроксимации не более, чем в 2,6 раза на всём её протяжении

12. Разработаны методические подходы к оценке интегральных пролонгированных выпадений 1311 по результатам определения его содержания в пробах почвы, отобранных в день «I» после аварии.

13. Организованы и проведены исследования по Брянской области России, связанные с оценкой интегральных выпадений |291 и '"Се. На базе интегральных выпадений 1291 оценены значения интегральных выпадений 1311, использованные для определения их зависимости от выпадений |37Сз.

14. Разработаны методические подходы к учёту распада |3|1 при ретроспективной оценке его выпадений по результатам определения содержания 1291 в почве (с учётом вертикальной миграции |291).

15. Перевод |291 в счётные образцы проводили совместно И.И. Макаренковой, а оценку активности 1291 в счётных образцах - с В. Я. Волковым. Свидетельство № 40090.8Н001 об аттестации методики выполнения измерений выдано «ФГУП ВНИИ Физико-технических и радиотехнических измерений» «Центр метрологии ионизирующих излучений». Дата аттестации 01 ноября 2008г.

16. Реализован весь комплекс работ, связанный с переходом от активности 1291 в счётных образцах к активности |3,1 в интегральных выпадениях и обработкой всей совокупности данных.

Реализация и апробация результатов диссертации

Промежуточные результаты разработки полуэмпирической модели формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы были использованы при проведении кейс -контрольных исследований (случай - контроль) в рамках Белорусско-Американской программы исследований, а также в рамках аналогичных программ, инициированных французскими и немецкими исследователями. Посредством использования перечисленных аппаратурных разработок были проведены исследования по Брянской области России, направленные на оценку интегральных выпадений 1311 по результатам определения интегральных выпадений |291 (с учётом распада 1311 в период формирования дозы). Основные результаты исследований доложены на различных международных и отечественных конференциях, симпозиумах и семинарах:

- Workshops "Dose reconstruction" (Бад Хоннеф, Германия, 1995 и 1996);

- "First international conference of the European Commission, Belarus, Russian Federation and Ukraine on the radiological consequences of the Chernobyl accident" (Минск, 1996);

- Международная конференция в Японии. Chernobyl: A Decade, 14-15 October 1996.

- International seminar "Radiation and thyroid cancer" (Кембридж, Англия, 1998);

- Международная конференция "Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях" (Москва, 2000);

- Sixth Chernobyl Sasakawa Medical Cooperation Symposium "Chernobyl: Message for the 21st century" (Москва, 2001);

- Workshops on the project "Thyroid exposures of Belarusian and Ukrainian children after the Chernobyl accident and resulting thyroid risk" (Мюнхен, Германия, 2000-2004);

- Международная конференция "Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях" (Москва, 2005г.);

- Совещания с участием российских, белорусских, украинских и американских специалистов (Минск, Москва, Киев, Вашингтон 1992-2009 гг.);

- Международная научно-практическая конференция. Чернобыль. Брянск, 14-15 апреля 2009г.

- Международная научно-практическая конференция. Чернобыльские чтения-2010. Гомель, 16-17 апреля 2010г.

- Международная научно-практическая конференция. Чернобыльские чтения-2012. Гомель, 19-20 апреля 2012г.

Публикации

Основные материалы изложены в 48 опубликованных работах. Из них 15 статей опубликованы в отечественных журналах списка ВАК и 13 статей в системе цитирования Web of Science: Science Citation Index Expanded (все выделены жирным шрифтом). Представлены: 2 методических указания, 1 руководство, материалы 9 конференций и симпозиумов, а также 8 работ в книгах и в сборниках трудов отечественных и иностранных изданий.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, двух Приложений (А и Б) и списка использованной литературы. Диссертация изложена на 206 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц и 43 рисунка основного текста и 52 рисунка в приложениях А и Б. Список литературы включает 121 библиографическую ссылку, в том числе 84 - в отечественных и 37 - в зарубежных изданиях.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Глава 1. Полуэмпирическая модель формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы

Представлены исходные данные для разработки модели, содержащие:

- результаты определения значений индивидуальной дозы (D) для взрослых жителей сельских населённых пунктов (НП) Гомельской области Беларуси;

- значения средней дозы, рассчитанные по результатам определения значений индивидуальной дозы для взрослых жителей 40 сельских населённых пунктов (20 НП Хойникского и 20 НП Брагинского района);

- результаты определения средних значений интегральных выпадений 1311 (ц(|3|1)) по тем же 40 НП.

Результаты радиометрического обследования ЩЖ у жителей Республики Беларусь получены, в основном, сотрудниками министерства здравоохранения и гражданской обороны. Значения индивидуальных и средних значений дозы рассчитаны сотрудниками Института биофизики МЗ СССР.

Результаты оценки активности интегральных выпадений |311 и '"Се (по измеренному содержанию в почве) получены в основном, сотрудниками Института ядерной энергетики (ИЯЭ) Академии наук БССР и другими организациями.

Основной задачей аналитического обоснования полуэмпирической модели формирования дозы являлось представление суммарного поступления 1311 (С)х) в организм животного (и далее в организм человека) через значения основных, измеряемых на практике, параметров, характеризующих загрязнение травы и почвы. Такими параметрами являются величины (цк), (Чс), (ям), характеризующие, соответственно:

цк = Ч - комбинированные выпадения 13|1 на траву и почву (сухие плюс мокрые - индекс «к»), Бк/м2;

Цс — сухие выпадения 13'1, на траву и почву, Бк/м2;

цм - мокрые выпадения 1311, на траву и почву вместе с дождевыми осадками туманами и росами, Бк/м2.

Показано, что оценка значений дозы может быть реализована по соотношению:

Ох=СсхЧс(13|1) + См х Чм(1311) (1)

До аналитического обоснования модели, точно такое же соотношение было получено соискателем в 1993г. эмпирическим путём по результатам анализа зависимости отношения ПЛ)е(13|1) отце (13|1) с использованием результатов определения средних значений дозы и средних значений интегральных выпадений 13|1 по НП «эталонной» территории Брагинского и Хойникского районов Гомельской области Беларуси (за вычетом 30км. зоны). Аналог указанной зависимости (с иными значениями параметров аппроксимирующего соотношения) представлен на графике рисунка 1.

Важно, что при пропорциональной зависимости дозы от выпадений 1311, линия, аппроксимирующая зависимость отношения ОЛ}(|311) от я(|311), шла бы параллельно оси абсцисс. Однако ход аппроксимирующей линии на графике рисунка 1 противоречит этому положению. Он наглядно свидетельствует о значимой роли сухих и мокрых выпадений 1311 на формирование дозы.

В 1993г. в качестве граничного значения Сс = (Ш}(|3|1))с было принято наибольшее значение данного отношения (при минимальных выпадениях 13|1), а в качестве граничного значения См = (0/ц(13Ч))м было принято наименьшее значение данного отношения (при максимальных выпадениях 1311 по «эталонной» территории). В таком случае, реальная вариабельность выпадений |311, обусловленная его сухими и мокрыми выпадениями, была существенно завышена. Данная проблема была решена путём анализа совокупности результатов определения интегральных выпадений 1311 и '"Се по 224 НП 7 южных районов Гомельской области Беларуси. На рисунке 2 представлен график зависимости интегральных выпадений Ш1 от интегральных выпадений '"Ся, из которого следует, что максимальное

1.0Е-07 9.0E-08 8.0Б-08 7.0E-08 «,0Е-08 5.0E-08 4.0E-08 3.0E-08 2.0Е-08 1.0Е-08 0,0Е+00

У = 1,0 ;б> 04 -0 ; 55 17

i 1. 0, ¡8

♦

♦ К

ь. * <

* »

0,ОЕ+00 1,0Е+07 2.0Е+07 3.0Е+07 Выпадения йода-131, Бк/м2

Рисунок 1. Зависимость значений отношения Dj^qj3(131I) от q(131I) по «эталонной» территории_

1,0е+08

1.0е+03 1,0е+04 1.0ею5 1,0е+06 1,0е+07 Выпадения цсзня-137, Бк/м2

Рисунок 2. Зависимость выпадений Ш1 от выпадений '"Се по НП 7 южных районов Гомельской области Беларуси_

отклонение значений qjx(I) от аппроксимирующей линии (без учёта обведенных овалами выпадающих из ряда 4 точек) составляет, в среднем:

ср0 - 2,4 ± 0,2 (2)

В нижней правой части графика расположено аппроксимирующее соотношение включающее в себя выпадающие значения.

Распределение 220 точек, резко ограниченное и сверху и снизу от аппроксимирующей линии, на всём её протяжении, свидетельствуют о том, что эти границы обусловлены, сухими и мокрыми выпадениями йода, а не погрешностями определения его выпадений

Далее будет использоваться расширенное значение <pi = 2,6, включающее верхнюю границу доверительного интервала. В таком случае критерием выделения территории (х) является выполнение условия:

(ФО2 = q(131I)max /q(13lI) min = 6,76 - const (3)

Выполнение данного условия влечёт за собой выполнение ещё двух условий:

[D/q(131I)]max / [D/q(,3'I)]min= 2,85 - const (4)

Dmax / Dmin = 2,37 - const (5)

На графике рисунка 1 граничные значения выпадений 1311 соответствуют сформулированному критерию (3). Следовательно, представленное на нём аппроксимирующее соотношение отражает влияние сухих и мокрых выпадений 1311 на формирование дозы и, соответственно, на ход аппроксимирующей линии. Соответствующая степенная зависимость значений средней дозы от интегральных выпадений 1311 по «эталонной» территории представлена на графике рисунка 3. Из неё следует:

D = 3,0x10"4 х q(l31I)"°-55 х q(131I) = 3,0x10-" х q("4)°.« (6)

По соотношению (6) были реконструированы (индекс «р») средние значения дозы для взрослых жителей 40 населённых пунктов «эталонной» территории. Полученные результаты сопоставлены с соответствующими инструментальными (базовыми - индекс «б») значениями дозы. Результаты сопоставления представлены на графике рисунка 4. Из них следует удовлетворительное согласование двух представленных групп данных.

0,7

0,6

0,5

а. и 0,4

а 0,3

<=г

0,2

0,1

0,0

у = 0,0003] м5

*

У

4

О.ОЕ+ОО 1,0Е+07 2.0Е+07 3.0Е+07 Выпадения йода-131, Бк/м2

Рис. 3. Зависимость реконструированных средних значений дозы от интегральных выпадений йода-131 по НП эталонной территории_

2 о.

15 а

§ А

& ®

* 2

3 §

а в

& «

о т

а я

V Н

Он м

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Базовые значения дозы О, Гр

Рис. 4. Зависимость реконструированных значений Ор]э от инструментальных базовых значений Об]э

Важнейшим являлся вопрос о допустимости использования соотношения (6), по другим территориям. Показано, что учётом соотношений (3) и (5), на данный вопрос можно ответить утвердительно. Соотношение (6) является «универсальным» при типовом поведении населения после аварии (среднее потребление молока, миграция и т.д.), характерным для жителей «эталонной» территории. В противном случае необходимо вводить соответствующий поправочный коэффициент.

Относительная погрешность средних по НП значений дозы по результатам определения выпадений |3|1, в период её основного формирования, составляет 47%.

Показано, что в соответствии с критерием выделения территории (х), в соотношении (1) необходимо изменить ранее принятые значения Сс = [Р^(1311)]с и См = [Ш}(1311)]м по «эталонной» территории. Их новые значения составляют:

Сс = [ОЛ}(1)]с = 7,2х 10"8, Гр/(Бк/м ) и См = [0/Ч(1)]м = 2,5х 10"8, Гр/(Бк/м2) Ранее- Сс= 13,7хЮЛ Гр/(Бк/м2) и См= 1,3 х10"8, Гр/(Бк/м2)

Значения величин цс(|311) и qм(lзlI), фигурирующих в соотношении (1), для каждого населённого пункта оценивают путём определения их долевого вклада в соответствующее значение интегральных выпадений 1311 (по разработанному способу).

Переход от средних значений дозы для взрослых лиц сельских населённых пунктов к его индивидуализированным значениям осуществляют по соотношению:

Иц = ^ К (7)

где:

Од - среднее значение дозы для взрослых (индекс «в») сельских жителей (НЩх, обусловленное суммарным пероральным и ингаляционным поступлением 1311 в организм жителей данного (НЩх, Гр;

К[ - безразмерный коэффициент, зависящий от возраста индивида.

Основные подходы к оценке индивидуализированной дозы были опубликованы в МУ 2.6.1.082-96. Госкомсанэпиднадзор России. М. 1996г. Наибольший вклад в разработку

процедуры перехода от средних значений дозы к её индивидуализированным значениям для лиц различного возраста внёс Валерий Тихонович Хрущ.

Зависящие от возраста значения параметров, характеризующих: среднее потребление молока лицами разного возраста, среднюю скорость дыхания, пероральный дозовый фактор, ингаляционный дозовый фактор, в диссертации представлены в табличном виде. В таблице 1 представлен фрагмент таблицы с результатами определения зависящих от возраста значений коэффициентов Кшь Kim К и.

Таблица 1. Результаты определения зависящих от возраста значений коэффициентов Кип, Кщг Кщ_

Возраст индивида лет Ингаляция Кш Кш Потребление молока Vi, л/сутки Неизвестное потребление молока Kni

0,1 0,2 0,3 2,0 3,0 4,0

0-1 0,06 1,6 3,2 4,8 32 48 64 3,8

1-2 0,10 1,6 3,1 4,7 31 47 62 4,7

2-3 0,10 1,3 2,6 3,9 25 39 52 3,9

3-4 0,10 1,1 2,2 3,4 22 34 45 3,4

4-5 0,10 0,1 2,0 2,9 20 29 39 2,9

14-15 0,07 0,3 0,6 0,9 6,1 9,2 12 1,6

15-16 0,07 0,3 0,6 0,9 5,7 8,5 11 1,5

16-17 0,06 0,3 0,5 0,8 5,3 7,9 11 1,3

17-18 0,06 од 0,5 0,7 4,8 7Д 9,7 1.2

Взрослые 0,05 од 0,4 0,6 4Д 6,3 7,6 0,95

Если средние по НП значения дозы представлены в виде среднеарифметических значений, то их необходимо перевести в среднегеометрические значения и оценивать геометрическое стандартное отклонение. Оценка значений индивидуализированной дозы проводится на базе результатов персонального опроса жителей (количество потребляемого молока, дата прекращения его потребления, даты пребывания в разных НП после аварии, сроки начала выпаса молочного скота и др.).

Глава 2. Ретроспективная оценка интегральных выпадений 1311 в предположении однократного загрязнения местности. Выделение территорий (2,)

Процедура оценки интегральных выпадений 1311 по населённым пунктам частично обследованных территорий, для которых можно условно принять однократное загрязнение местности (при малой значимости пролонгированных выпадений |3Ч), является важной составной частью ретроспективной оценки средних и далее индивидуализированных значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы для жителей наиболее загрязнённых территорий. К ним относятся, например, территории 15 наиболее загрязнённых районов Гомельской и 5 районов Могилёвской областей Беларуси. По ним имеются НП с отсутствующими результатами определения (до середины июля 1986г.) выпадений 1311 в ареале их расположения.

Для указанных территорий восстановление интегральных выпадений |311 по необследованным НП может быть проведено путём определения зависимости его известных значений интегральных выпадений (по представительному числу обследованных НП) от соответствующих интегральных выпадений '"Се. Но для реализации такого, вполне

очевидного, подхода было необходимо сформулировать критерий выделения территорий (далее территории <7Л). Это обусловлено изменением, например, с юга на север значений отношения 1311/137Сз при одних и тех же значениях выпадений 137Сб.

Естественно, что при этом было обращено внимание на критерий выделения территорий (х), сформулированный в первой главе диссертации (3) по результатам анализа зависимости выпадений 13|1 от выпадений 137Сб, представленной на графике рисунка 2. В соответствии с данным критерием интегральные выпадения 13Ч в результате реализации его сухих и мокрых выпадений могут изменяться в 6,76 раза. При этом максимально возможное отклонение значений выпадений 1311 от линии аппроксимации (вверх и вниз от неё относительно оси ординат) не должно превышать значения ф1 = 2,6. При выделении территории (¿) данное требования сохраняется. Но она может включать в себя энное количество территорий (х). Совокупность данных по сумме территорий (х), входящих в территорию должна быть аппроксимирована одной (общей) функциональной

зависимостью интегральных выпадений 13|1 от интегральных выпадений |37Сб.

Из этого следует, что критерием выделения территорий (£) является одновременное выполнение двух условий:

1) Реализация единой функциональной зависимости выпадений |311 от выпадений 137Сз по всем населённым пунктам выделенной территорий (г).

2) Максимально возможное отклонение значений выпадений 1311 (точек на графиках) от линии аппроксимации (вверх и вниз от неё), на всём её протяжении, не должно превышать значения Ф1 = ,/6,76 = 2,6 (после удаления данных, выпадающих из ряда).

В соответствии с данным критерием, методом последовательных приближений, сумма территорий 20 наиболее загрязнённых районов Гомельской области Беларуси была разделена на 3 территории Территория (2|) - 9 южных районов Гомельской области (£1). Территория - 6 северных районов Гомельской области. Территория (Хз) - 5 южных районов Могилёвской области. Формированию указанных территорий предшествовал анализ зависимости выпадений 1311 от выпадений 137Сб по каждому из 20 районов. Соответствующие графики представлены в Приложении А диссертации.

На графиках рисунков 5 и 6, в качестве примера, представлены зависимости выпадений |311 от выпадений 137Сб по территориям (¿¿.\) и ^2). Из них следует, что по этим двум территориям только 7 (ограниченных овалами) точек (из 289) не соответствуют сформулированному критерию. По территории (70-6 точек из 224 и по территории -одна точка из 65. По не представленной территории (¿з) - одна точка из 132. Для каждой из них характерно своё аппроксимирующее соотношение, которое может быть использовано при оценке значений средней по НП дозы:

Территория Ъ\ я(13 Ч) = 2140 * (Ч(137Сб))0-629 (8)

Территория Ъ1 q(lзlI) = 1480 х (я(|37С5))°-Я0 (9)

Территория Ъз ч(1311> = 220 * (Ч(,37С5))0'751 (10)

Соответствующие аппроксимирующие соотношения представлены также в левом верхнем углу каждого графика (за вычетом выпадающих точек), а в правом нижнем углу - без удаления выпадающих точек.

В таблице 2 представлены в сопоставлении оценочные значений отношения |311/|37Сз по территориям (20, (2г), (¿з), полученные с ориентацией на выпадения я(Сб) = З,7х103 Бк/м2

Данные таблицы 2 подтверждают факт уменьшения значений отношения (13|1/137Св) в 3,3 раза от южных территорий Гомельской области (1/Св = 100) до, расположенных севернее, южных территорий Могилёвской области (1311/137Сз = 30).

1.0Е+08

<ч Е 12 и

Д1,0Е+07 «

ч о >8 К

®1,0Е+06

И

1.0Е+05

1,0Е+03 1.0Е+04 1,0Е+О5 1,0Е+06 1,0Е+07 Выпадения цезия-137, Бк/м2

1,0Е+07

1.0Е+06

» 1.0Е+05

1,0Е+04 1.0Е+05 1.0Е+06 1.0Е+07 Выпадения цезия-137, Бк/м2

Рисунок 5. зависимость выпадений 1311 от выпадений 137С5 по НП 9 южных районов Гомельской области (территория

Рисунок 6. Зависимость выпадений 13|1 от выпадений 137Сз по НП 6 северных районов Гомельской области (территория ^2))

Таблица 2. Результаты сопоставления оценочных значений отношения |311/|37С8 по территориям (22), (Ъъ), полученные с ориентацией на выпадения д(Св) = 3,7х103 Бк/м2

№ п/п Территории Зависимость интегральных выпадений <1к(13|1) от выпадений ,37Сз = я

Без удаления выпадающих значений 1/С С удалением выпадающих значений 1/Св

1 Сумма по 9 южным районам Гомельской области. сьх(1311)= 1200хЧ°'6739 Я2 = 0,61 82 сцх(13|1) = 2140xq0•6293 Я2 = 0,60 Выпад-е 4 из 246 102

2 Сумма по 6 северным районам Гомельской области С1)Х(1311) = 1920хц°.6107 Я2 = 0,65 78 Ч)х(|3,1) = 1480хц0'6303 Я2 = 0,68 Выпад-е 1 из 65 71

3 Сумма 5 южных районов Могилёвской области С^х(1311) = 260хц0'7384 Я2 = 0,81 31 С^х(1311) =220хц°-7514 Я2 = 0,82 Выпад-е 1 из 132 29

Относительная погрешность средних по каждому НП, определяемых значений интегральных выпадений 1311 с ориентацией на его зависимость от интегральных выпадений 137Сз, составляет 75%.

Глава 3. Ретроспективная оценка интегральных выпадений 1311 с учётом пролонгированного загрязнения местности

Задача, связанная с восстановлением интегральных выпадений 13'I (цх) на почву наиболее актуальна для населённых пунктов с относительно малыми первоначальными выпадениями радионуклидов. Число таких пунктов исчисляется многими тысячами. Как правило, после

аварии на ЧАЭС целенаправленные радиационные исследования, направленные на определение содержания |311 в почве, на таких территориях не проводились. Исключение составляет относительно небольшое число результатов определения активности 13|1 в почве и на траве.

Однако по 43 городам имеются опубликованные результаты определения суточных выпадений 1311 на планшеты, устанавливаемые сотрудниками метеостанций и пунктов наблюдения с 8Ш текущего дня до 8® следующего дня. Упакованный материал отправляли в НПО «ТАЙФУН» г. Обнинск, где спектрометрическим методом измеряли суточную активность выпадений |3|1 на планшеты. Естественно, что в этом случае интегральные выпадения 1311 могут быть получены путём суммирования его суточных выпадений на планшеты. Как видно, число таких пунктов также невелико, но велико их значение.

Важно, что коэффициент (со) осаждения |3|1 на планшеты, по отношению к его выпадениям на почву был принят равным 0,7 ± 0,3 (по результатам проведённых экспериментов - К.П. Махонько НПО «ТАЙФУН). Все значения активности суточных выпадений на планшеты, представленные в журнале «Радиация и риск» К.П. Махонько и др. 1996г. Вып. 7, были умножены на значение данного коэффициента для перехода к суточным выпадениям 13|1 на почву (далее — условная почва). В данной работе представлены: динамика суточных выпадений 1311 (Ц1(1)) в течение 36 суток после аварии, и динамика накопленной активности |3'1 (Охг(1)), в течение 36 суток после аварии. В Приложении Б диссертации для 8 городов Беларуси и 2 городов России построены аналогичные графики с динамикой суточных выпадений 1311 (41(1)) и суточной накопленной активности 13|1 (Охг(1)) в течение 56 дней. Обоснование данного шага представлено далее.

Основной задачей данной главы является разработка способа учёта пролонгированных выпадений 13'1 по результатам определения его накопленной активности на единицу поверхности почвы в день «Ь>. Данная задача решается путём определения зависимости, значений интегральных выпадений |3'1 от значений представленных далее параметров.

- Активность суточных выпадений ,311 на почву, Бк/м2; ц - Активность интегральных выпадений 1311 на почву, Бк/м2;

йЕП - Накопленная активность 1311 в почве на день (I), обусловленная его накоплением и физическим распадом с Тш = 8,04 суток, Бк/м2;

вхв! - Накопленная активность |311 в почве, включающая в себя активность его выпадений на почву в день I, а также сумму активностей в последующие дни без учёта последующих выпадений (суммирование по вертикали), Бк/м2; йхх - Кумулятивная активность 1311, Бк/м2.

В таблице 3 представлен фрагмент матрицы использованной для определения значений параметров: я(1311), Оег(13|1) и Охе('3|1) на базе данных о суточных выпадениях 13Ч (я1(ш1)) в ареале расположения г. Гомеля с 26.04 по 20.06.1986г. (56 дней после аварии).

Подобные матрицы сформированы по 8 городам Беларуси: - Гомель, Пинск, Барановичи, Брест, Гродно, Могилёв, Минск, Витебск, а также по 2 городам России: - Москва и Обнинск. Данные города далее будут фигурировать в качестве опорных пунктов. По каждому опорному пункту были определены значения величин ч(1311), Охг('3'1) и Охх(1311).

По результатам анализа зависимости отношения Оех(13|1)Л}(1311) от времени было установлено, что его значения по разным НП достигают общего максимума через 56 дней после аварии. Данная зависимость представлена на графике рисунка 7 для 8 опорных пунктов

Беларуси и 2 — России. Из неё следует, что для 9 пунктов активность интегральных выпадений д(1311) может быть определена по соотношению:

Таблица 3. Фрагмент матрицы, демонстрирующий процедуру определения значений параметров: я(1311), 01г(1311), Оег(13|1) и Оег(1311) на базе данных о суточных выпадениях 1311 (д^!)) в ареале расположения г. Гомеля._

Дата 1986г 41(1) Бк/м2 г Активность 1311, обусловленная законом радиоактивного распада А = Ао х е"х,а, где в качестве Ао фигурируют суточные выпадения йода д!® (выделены жирным шрифтом) Схг,(1) Бк/м2

^ и 1з 14 15 и ь 18 Ь, Ьо

26.апр 8,25Е+01 1 83 8.25Е+01

27.апр ЗД6Е+02 2 76 326 4.02Е+02

28.апр 9,43Е+03 3 69 299 9430 9.80Е+03

29.апр 2,43Е+06 4 64 274 8651 2427659 2,44Е+06

ЗО.апр 1,61Е+05 5 58 252 7937 2227160 161098 2.40Е+06

01 .май 1,30Е+04 6 54 231 7281 2043221 147793 12982 2,21 Е+06

02.май 6,12Е+03 7 49 212 6680 1874473 135587 11910 6121 2,04Е+06

03 .май 1,77Е+03 8 45 194 6128 1719661 124389 10926 5615 1770 1,87Е+06

04.май 5,40Е+03 9 41 178 5622 1577636 114116 10024 5152 1624 5400 1.72Е+06

05 .май 1,89Е+03 10 38 164 5158 1447340 104691 9196 4726 1490 4954 1892 1.58Е+06

4(1) = 2,63Е+0б (тт —> 5,77 Е+02 2,13 Е+03 5,16 Е+04 1,ЗЗЕ+ Е+07 7,88 Е+06 5,50 Е+04 2,16 Е+04 4,7 Е+04 2,88 Е+03 1,89 Е+03 Сех = 1,43Е+7

Рисунок 7. Зависимость значений отношения Ог:2:(13|1)Л}(1311) от времени по опорным населённым пунктам Беларуси (8 НП) и России (2 НП)

Ч(1М1) = Сн(|3Ч)/П= 12 (11.1)

Для одного опорного пункта (г. Обнинск - Россия) с наименьшими выпадениями 1311:

Я(1311) = С£1(|3Ч)/П= 11 (11.2)

Значение кумулятивной активности Се1(1311) может быть получено не только путём суммирования накопленных за каждый день активностей. В данном случае для обеспечения перехода от единичных значений накопленной активности выпадений я(|311) в день «Ь> к кумулятивной активности Си;(|3'1) целесообразно использовать соотношение:

П = ОК:(13'1)ЛЗбг(ш') (12.1)

Откуда следует: 0^(1) = Оц-(13,1)х П (12.2)

Зависимость значений отношения (12.1) от даты отбора пробы после аварии представлена на рисунках 8 и 9, соответственно, по 6 городам Беларуси с наибольшими интегральными выпадениями 1311 (рисунок 8) и по 4 городам с наименьшими интегральными выпадениями 1311 (рисунок 9).

Гомель, Пинск, Барановичи,Брест. Гродно, Могилёв 1200

1100 1000 _ 900 ТГ 800 (Д 700 600 ~ 500 400 & 300 200 100 0

0 )84х

11.67«

У: 11,13«

У = 11,89« ,0704л

V = 11.93«'

У = 11,92«

10 20 30 40 50 Дни после аварии

700 600 500 О 400

В зоо

и

О 200 100 0

М инск, Витебск, Москва, Обнинск

у = 12,91е >,0658х

у = 0,37е ,0691X 1

У- к48е"' >736х ё

у" 11,15е 1.0е66х

10 20 30 40 60 Дни после аварии

Рисунок 8 - Зависимость значений отношения Оее(|3'1)ЛЗ::г(|3|1) = П от даты отбора пробы после аварии по 6 городам Беларуси с наибольшими выпадениями 13|1

Рисунок 9 - Зависимость значений отношения Оее(1311)/Ои-(1311) = £1 от даты отбора пробы после аварии по 2 городам Беларуси и 2 городам России с наименьшими выпадениями 1311_

Подставляя в соотношение (11.1) выражение для определения величины Оп:(13|1) (12.2), получаем:

Ч(13|1) = С1К13'1)хО/П (13)

Таким образом, получено рабочее соотношение для определения интегральных выпадений Ч(,3|1) по результатам определения его накопленной активности С^г(1311) на единицу поверхности почвы в день «I». При этом значения коэффициента С1 можно оценивать или по соотношениям, представленным на графиках рисунков 8 и 9, или использовать представленные в диссертации табличные данные. В них для каждого опорного пункта, каждому значению величины Сег(1311) на день «I» соответствует значение коэффициента П. Второй вариант предпочтительней в том случае, когда значение величины Сег(1311) не ложится строго ни на один из рядов, соответствующих данных.

Разработанный метод оценки интегральных выпадений 13|1 с учётом его пролонгированных выпадений апробирован на примере наиболее загрязнённых территорий

Брестской области Беларуси (Лунинецкий и Столинский районы с выпадениями 1311 от 7,53><105 до 4,44х106 Бк/м2 - 1986г.). Значения интегральных выпадений 1311, оценённые с учётом его пролонгированных выпадений, в 1,1 раза меньше значений, полученных в 1986г. в предположении однократного загрязнения территорий Лунинецкого и Столинского районов Брестской области.

По данным НПО «ТАЙФУН» оценено, что для территорий с выпадениями "'Се < 3,7x104 Бк/м2 процентный вклад его выпадений в период с 31 июля 1986г. по 2007г. в интегральные выпадения составляет 15%. Для более загрязнённых территорий соответствующий процентный вклад предлагается не учитывать ввиду его относительно малой значимости. Распадом 137Сз за период с 26.04 по 31.07.1986г. можно пренебречь ввиду малой значимости данного фактора (Тш г 30 лет).

На базе 14 реконструированных (по значениям величины Сег(1310) значений интегральных выпадений |311 по Лунинецкому и Столинскому районам и соответствующих значений выпадений 137Св была построена зависимость значений величины ц(13|1) от значений величины q(137Cs) наилучшим образом, аппроксимированная линейным соотношением.:

q(l31I) = 16,7 х ч(|37Сз) + 15479 (14)

Следует заметить, что ввиду малочисленности использованных значений величины Сц-(13|1) и, соответственно, значений величины q(,37Cs), для последующей оценки значений средней дозы более предпочтительным представляется использование соотношения (8) -q(131I) = 2140x(q(^37Cs))0'6293

справедливое для 9 районов территории «21», включающей в себя Лунинецкий и Столинский районы Брестской области Беларуси (глава 2).

По представленным соотношениям (8) и (14) оценены средние значения интегральных выпадений 1311 по 27 населённым пунктам Лунинецкого и Столинского районов, по которым были известны результаты определения интегральных выпадений '"Се и результаты радиометрического обследования ЩЖ для взрослых сельских жителей в количестве не менее 25чел. по каждому НП.

Оценочные средние по НП значения интегральных выпадений 13|1 й(13|1)) по указанным 27 населённым пунктам были использованы для определения средних значений дозы внутреннего облучения щитовидной железы для взрослых жителей соответствующих НП по соотношению (6).

Полученные в 2013г. (в двух вариантах) средние по каждому НП значения дозы (Рз) и (Р4) сопоставлены с её соответствующими инструментальными значениями (Р|), полученными в 1995г.по результатам обследования ЩЖ в 1986г., и с реконструированными в 2004г. значениями (Рг).

Представленные далее в таблице 4 усреднённые по сумме 27 НП значения дозы Оср1, Берг, Рсрз, Рср4 свидетельствуют об их приемлемом согласовании.

Таблица 4. Результаты сопоставления рассчитанных в 1995 г. усреднённых по сумме 27 НП инструментальных значений тироидной дозы (Р0 для взрослых лиц сельских НП Лунинецкого и Столинского районов, с её соответствующими ретроспективными оценками (Р2), (Рз), (Р4) в 2004, 2013 годах_

Данные 1995г. Измерение в 1986г. Данные 2004г. Реконструкция Данные 2013г. (14), (6) Реконструкция Данные 2013г. (8), (6) Реконструкция

Рсрь мГр Рср2, мГр Осрз, мГр Рср4, мГр

102 81 158 216

Значение дозы Осрз больше значения Оср], полученного по результатам измерения МЭД над ЩЖ в 1986г. для взрослых жителей Лунинецкого и Столинского районов, в 1,6 раза, а значение (без поправки) Оср4 в 2,1 раза. Значение Осрг, полученное в 2004г. меньше значения Бср1 в 0,8 раза. Причины установленных расхождений могут быть обусловлены как погрешностями оценки значений дозы Осрг, Осрз, Иср^ в 2004 и 2013 годах, так и погрешностями определения значений Эср1 в 1995.

В соответствии с изложенными в диссертации новыми подходами к оценке средних по НП значений дозы, наиболее обоснованными являются результаты оценки значений дозы 04, полученные пут ём использования соотношений (8), (6).

Относительная погрешность ДО/О средних по населённым пунктам значений дозы О составляет:

ДО / О = 0,79 (15)

Глава 4. Разработка аппаратурного обеспечения для выделения 1291 из проб почвы, его перевода в счётный образец и определения его активности в счётном образце.

В данной главе представлены результаты разработки аппаратурного обеспечения процедуры определения интегральных выпадений |291, использованного для ретроспективного восстановления интегральных выпадений |311 по Брянской области России, прежде всего, по территориям с неизвестными интегральными выпадениями 1311.

Выбор 1291 в качестве индикатора интегральных выпадений 1311 обусловлен его большим периодом полураспада (Тш = 1,6 х 107 лет). По отношению к кумулятивному выходу |311 соответствующий выход 1291 меньше в 3,7 раза. Каких-либо временных ограничений для получения информации о выпадениях 1291 практически не существует.

До 1996г. для определения содержания 1291 в пробах почвы использовались масс-спектрометрический и нейтронно-активационный методы анализа. Использование наиболее высокочувствительного ускорительного масс-спектрометрического метода необходимо наличие дорогостоящего ускорительного масс-спектрометра, обслуживание которого требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Кроме того, анализ малых количеств почвы может приводить к большим ошибкам при наличии в выпадениях топливных частиц с различным составом радионуклидов и, соответственно, невозможности в таких случаях обеспечения гомогенного состава анализируемых проб почвы.

При использовании нейтронно-активационного метода необходимо наличие ядерного реактора и высокой степени очистки препарата в счётном образце от элементов с большим сечением активации. Измерения активности необходимо проводить в сжатые сроки, вследствие небольшого периода полураспада 1301 (Тш ~ 12,4 часа), являющего продуктом активации 1291.

После аварии на ЧАЭС, были предприняты усилия, направленные на разработку наиболее простого и дешёвого способа определения содержания 1291 в пробах почвы. В результате был разработан новый способ определения содержания ,291 в почве свободный от указанных недостатков. На практике он реализуется с помощью двух устройств и измерительной установки (три патента РФ). Наибольшее значение имеет первый этап, связанный с выделением йода из почвы и обеспечением его высокоэффективного осаждения на сорбционном элементе. Начиная с 1997г. разработаны три соответствующих устройства.

На рисунке 10 представлено модифицированное в 2007 году устройство для выделения 1291 из почвы и его фиксации на сорбционном элементе типа АУТ - Д.

Рисунок 10. Устройство для выделения |291 из почвы и его фиксации сорбционно-фильтрующем элементе (углеродная ткань типа АУТ-Д)

Где:

1. Вертикальная труба. 2. Электропечь. 3. Электронагревательный элемент. 4. Металлическая подкладка. 5. Изолирующий материал (каолиновое волокно). 6. Окно для выемки отработанной почвы. 7. Заглушка для закрытия окна 6 (открывается во время выемки отработанной почвы). 8. Шнек для подачи почвы в вертикальную трубу. 9. Электродвигатель с редуктором. 10. Загрузочная ёмкость. 11. Ударный элемент. 12. Охранный фильтр для задержки аэрозоля и пропускания 1291. 13. Сорбционный фильтр для фиксации 1291 (изготовлен из углеродной ткани типа АУТ-Д). 14. Уплотняющая крышка. 15. Боковой патрубок. 16. Вытяжной насос. 17. Регулятор напряжения.

Устройство предназначено для высокоэффективного извлечения |291 из почвы. При этом в зависимости от типа почвы её непрерывная подача осуществляется со скоростью от 0,8 до 2,0 кг/час при температуре около 850°С. Путём проведения серии экспериментов установлено, что эффективность выделения 1291 из почвы достигает 100%. Эффективность фиксации на сорбционном элементе выделенного из почвы йода составляет не менее 98%. Потери связаны с фиксацией на стенках газовода (до 0,5%) и на отсечном аэрозольном фильтре до (0,5%). Потери за счет прохода йода через фильтрующий материал составляют около 1%.

На «Устройство для выделения йода из грунта и его концентрирования в заданном объеме» получен патент РФ № 2215685. Опубликовано 10.11.2003. Бюл. №31.

Устройство работает следующим образом:

Измельчённую и высушенную пробу почвы (её часть) с 1291, высыпают в загрузочную ёмкость 10, и с помощью шнековой подачи 8 с заданной скоростью подают в вертикально расположенную трубу 1, нижняя часть которой введена в электропечь 2 и разогревается до температуры ~ 850°С. Падающие на дно печи под действием силы тяжести частицы почвы обдуваются встречным потоком разогретого воздуха. В результате 1291 выделяется из частиц

почвы, проходит через охранный фильтр 12 и осаждается на сорбционном фильтре 13, в качестве которого используют углеродную ткань типа АУТ-Д. По мере освобождения ёмкости 10 её заполняют новыми порциями почвы. Отработанную почву удаляют через окно 6.

На рисунке 11 представлено устройство для перевода йода с углеродной ткани в раствор.

УСТРОЙСТВО ДШ ПЕРЕВОДА. ЙОДА. О УГЛЕРОДНОЙ ТКАНИ В РАСТВОР

Рисунок 11. Устройство для перевода йода с углеродной ткани в спиртовой раствор щёлочи Где:

1. - Углеродная ткань с органическим наполнителем и с зафиксированным на ней 1291. 2. и 3. -Чистая углеродная ткань без наполнителя и 1291. 4. - Падающая ампула, в которую загружается углеродная ткань (позиции 1, 2, 3). 5. - Центральная газоводная трубка, на которую насаживается падающая ампула 4. 6. - Уплотнительная пробка. 7. - Приёмная колба, охлаждаемая жидким азотом. 8. - Нижний торец центральной трубки 5. 9. — Уровень жидкого азота, выше которого расположен нижний торец 8 центральной трубки 5. 10. - Емкость с жидким азотом. 11. - Наружная газоводная трубка 11. 11. - Наружная газоводная трубка 11. 12. - Блок подачи кислорода. 13. - Поджигающие электроды. 14. - Защитная сетка. Спиртовой раствор щёлочи размещают в приёмной колбе 7.

Устройство обеспечивает непрерывное фронтальное горение в атмосфере кислорода углеродной ткани 2, 1, 3 (после ей поджога 13), размещённой в ампуле 4 , падающей на центральную трубку 5 по мере сгорания ткани. Газообразные продукты сгорания ткани вместе с 1291 переходят в охлаждаемую жидким азотом приёмную колбу 7 под действием криогенного насоса. После полного сгорания углеродной ткани 2, 1, 3, содержащуюся в колбе 7 криогенную жидкость, а также СО и СОг, испаряют. При этом в колбе остаётся спиртовой раствор щёлочи с |291.

На «Способ перевода йода-129 с сорбционного фильтроматериала в счётный образец» получен патент РФ № 2209766. Опубликовано 10.08.2003. Бюл. № 22.

На «Устройство для перевода йода с углеродной ткани в счётный образец» получен патент РФ № 2209765. Опубликовано 10.08.2003. Бюл. № 22.

Перевод йода с углеродной ткани в спиртовой раствор щёлочи реализуется с эффективностью не менее 99% (с учётом смывов с центральной трубки 5). Суммарная эффективность перевода йода из проб почвы в счётный образец не менее 95%.

Подготовка счётного образца начинается с фильтрации спиртового раствора щёлочи.

Основными требованиями к процедуре подготовки счётного образца, является исключение потерь йода и обеспечение наибольшей эффективности регистрации бета-частиц и рентгеновского излучения, возникающих при распаде 1291 в растворе (ЖС, щёлочь, вода и пр.)

Важно обеспечить прозрачность раствора, заключаемого в прозрачную кювету, предоставляющую возможность с высокой эффективностью осуществлять регистрацию бета и рентгеновского излучения в геометрии 4я. Процедура обесцвечивания раствора с |291 разработана к.х.н. И.И.Макаренковой.

Для определения активности 1291 в счётном образце разработана спектрометрическая установка, представленная на рисунке 12.

Рисунок 12. Модернизированная спектрометрическая установка для измерения активности 1291 в счётном образце, работающая по схеме бета-гамма совпадений в геометрии 4л.

В процессе подготовки к проведению соответствующих исследований была разработана «Методика выполнения измерений активности |291 в пробах почвы», изложенная в одноимённом документе и аттестованная в соответствии с требованиями ГОСТ Р8.594-2002.

Свидетельство № 40090.8Н001 об аттестации методики выполнения измерений выдано «ФГУП ВНИИ Физико-технических и радиотехнических измерений» «Центр метрологии ионизирующих излучений».

Методика включает в себя две части: «Методика выделения 1291 из почвы и подготовки счётного образца» и «Методика измерений активности 1291 в счётном образце».

Неопределенность оценки активности |291 в счётном образце составляет 40% за 30 часов измерений при скорости счёта от счётного образца равной скорости счёта фона (5,8 х10'4 имп/с) и эффективности - 16,5%.

В процессе подготовки к проведению соответствующих исследований была разработана «Методика выполнения измерений активности 1291 в пробах почвы», изложенная в одноимённом документе и аттестованная в соответствии с требованиями ГОСТ Р8.594-2002.

Глава 5. Ретроспективная оценка выпадений 1311 по результатам определения содержания 12'1 и ШС5 в пробах почвы,

В соответствии с поставленной задачей № 4 по Брянской области России были проведены исследования на предмет оценки интегральных выпадений 1311 по результатам определения содержания 1291 в пробах почвы, полученных с помощью разработанного аппаратурного обеспечения.

В 2007г. в Брянской области были отобраны пробы почвы в 31 НП:

- 13 проб по НП наиболее загрязнённых территорий (12 из них в тех НП, где в 1986г. определены выпадения 1311); к ним была добавлена ещё одна проба, отобранная ранее;

- 18 проб по относительно слабо загрязнённым территориям, в основном, с уровнями выпадений '"Сэ менее 3,7x10" Бк/м2.

Пробы отбирали на глубину 10см. Их обработку осуществляли в 2007-5- 2008 гг. Точки отбора проб были равномерно распределены по территории области, в ареалах расположения НП с различными уровнями выпадений РВ. Отбор 12 проб в ареалах расположения НП, по которым определёны выпадения |311 в 1986г, обусловлен необходимостью определения значений коэффициента вертикальной миграции йода и цезия из анализируемого слоя почвы толщиной 10см за 21 год после загрязнения территорий.

Общая масса обработанной почвы (сухой вес) составила около 800кг. Масса отдельных проб варьировала от 7 до 45кг.

На первом этапе работ по 32 пробам было определено содержание в них 1291 (Бк/кг) и 137Св (Бк/кг), а также активность их интегральных выпадений в Бк/м2, без учёта их вертикальной миграции за 21 год после аварии. Данные по '"Сэ, приведёны к 28 апреля 1986г. (начало основных выпадений).

Активность ,291 в его интегральных выпадениях по Брянской области России изменяется от 0,0042 до 0,23 Бк/м2, то есть в 55 раз, а активность '"Се - от 4,30х103 до 2,92хЮб Бк/м2, то есть в 680 раз.

В общем случае выпадения 1311 (ц(1311)п) на почву (индекс «п») оценивают по результатам определения содержания в ней 1291 (ч(1291)п), используя соотношение:

Ч(134)„ = Ч0)„ х [ч(|3Ч) / д(1291)]Р х К(1291) х у (16)

где:

Ч(|291)п - выпадения129! на почву (индекс «п»);

q(13II / q129I)p - значение реакторного (индекс «р») соотношения активностей 1311 и |291 на момент начала их выхода из тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) (принято равным 6,25x107) [115];

К(1291) - коэффициент вертикальной миграции йода из 10 сантиметрового слоя почвы за 21 год после аварии, безразмерная величина;

Y - коэффициент учёта распада 1311 после его выхода из ТВЭЛов (Y < 1,0).

Оценка усреднённых значений коэффициентов вертикальной миграции К(1291) и K(137Cs) из 10 сантиметрового слоя почвы за 21 год после аварии на ЧАЭС реализована путём сопоставления результатов определения активности выпадений 137Cs и 1311, полученных 22 и 23 мая 1986г по 12 НП Брянской области России, с соответствующими результатами, полученными в 2008г. по территориям тех же НП. При этом переход от измеренных в 2008г. значений выпадения 1291 к выпадениям 1311 осуществляли, на первом этапе, по соотношению:

q(131I)n = q(,29I)nx[q(134)/q(129I)]P, (17)

получая заниженные значения выпадений 13|1 в результате вертикальной миграции 1291 (но завышенные по параметру Y).

В результате получено, что усреднённые значения коэффициентов вертикальной миграции К(1291) и K(137Cs) за 21 год после аварии на ЧАЭС составляют:

К(1291)= 1,8 ±0,28 (18)

K(137Cs) = 1,5 ± 0,28 (19)

Принято, что суточные выпадения 13|1 и 1291 на почву за любой период времени реализуются синхронно. При оценке значений коэффициента Y можно ориентироваться на первые 3 25 дней основного загрязнения местности в зависимости от величины и сроков первоначальных выпадений |311. Принято, что вклад последующих пролонгированных выпадений 1311 не должен превышать 5% от интегральных выпадений за 56 суток после аварии. Для оценки значений коэффициента Y использованы результаты определения значений активности выпадений qt(131I) на почву за каждые сутки от начала аварии и по 20.06.1986г. («t56» - 56 день после аварии) по 8 городам Беларуси и 2 городам России.

Из обозначенного массива данных по каждому НП были выделены результаты определения суточных выпадений qt(l3'I) от дня t, начала аварии до дня «t„». так, чтобы долевой (индекс «д») вклад суммы суточных выпадений 13II (q,;i(I)) от дня «t„» до дня «t56» не превышал 5% от значений его интегральных выпадений q(I) за 56 дней после начала аварии:

Ч.д(1311) - £ч, (13Ч) < 0,05 X q(131I) (20)

tn

При этом даты измерения суточных выпадений |311 от дня t4 до дня tn используются для определения значений коэффициента Y при t„ -14 = At:

Y = 1/e0-0862 x (21) В таблице 5 представлены результаты определения значений коэффициента Y по

соотношению (21).

В соответствии с данными таблицы 5 зависимость значений коэффициента Y от интегральных выпадений 1311 аппроксимирована соотношением:

Y = 0,0144* q(131I)0'264 (22) Полученное соотношение (22) использовано при переходе от интегральных выпадений 1291

к интегральным выпадениям 1311 по НЦ Брянской области России. Для этого сначала умножают правую часть соотношения (17) на значение коэффициента К129, получая

завышенное (индекс «з») значение величины я(1311)з. Значение величины У определяют подставляя в соотношение (22) значение величины q(131I)з.

Уточнённые значения интегральных выпадений 1311 й(13")) получены по соотношению:

Ч(13Ч) = (Ч(|3|1)з)хУ (23)

Таблица 5. - Результаты определения значений коэффициента У по 8 опорным (индекс «о») населённым пунктам (Беларусь 8, Россия 2).__

№ Название q(13lI)o At Долевой Коэффициент

п/п населённого вклад (%) учёта распада

пункта Бк/м2 сутки Я,д(1) в Ч(1) йода-131, Y

1 2 3 4 5 б

1 Гомель 2,66x10е 4 2,4 0.71

2 Пинск 9,59x10= 5 4,4 0.67

3 Барановичи 4,70x10s 6 2,8 0,63

4 Брест 2,00x10= 10 4.7 0,42

5 Гродно 1,84x10s 14 3,7 0,30

6 Могилёв 8,17х10< 17 4.1 0,23

7 Москва 6.40X103 22 4.0 0.15

8 Обнинск 4,29x10s 22 4,3 0.15

Уточнённые значения интегральных выпадений 1311 Й(13")) получены по соотношению:

Ч(|3Ч) = (Ч(13Ч)з)хУ (23)

С учётом коэффициента вертикальной миграции К(1291) = 1,8 и значений коэффициента У, по соотношению (16) оценены значения активности интегральных выпадений 1311; а с учётом коэффициента вертикальной миграции К(|37Сз) = 1,5 определены значения активности интегральных выпадений '"Сэ по 32 населённым пунктам Брянской области России.

Относительная среднеквадратическая погрешность определения интегральных выпадений 1291 при изменении Яч(1291) от 4,7хЮ"5 до 1,ЗхЮ"3 Бк/м2 изменяется от 0,87 до 0,45.

Относительная среднеквадратическая погрешность определения интегральных выпадений '"Се при изменении чч(|37Сз) от 1,1хЮ4 до 2,3х10б Бк/м2 изменяется от 0,6 до 0,43.

Относительная среднеквадратическая погрешность определения интегральных выпадений ,311 при изменении Чч(1291) от4,7хЮ"5 до 1,3х10"3 Бк/м2 изменяется от0,91до 0,53.

Проведённые исследования показали необходимость деления территории Брянской области на две части.

На рисунке 13 представлено деление территории Брянской области на две части - южную - (территория 1, расположенная ниже разделительной линии) и северную - (территория 2, расположенная выше разделительной линии).

На рисунке 14 представлены «траектории переноса воздушных частиц» после аварии на ЧАЭС в направлении расположения Брянской области России.

Из сопоставления данных, представленных на рисунках 13 и 14, следует, что показанный на рисунке 13 ход линии раздела территории Брянской области на две части, в целом, удовлетворительно согласуется с траекториями 2, 3, 4, 5 распространения РВ.

Попытки обособленного выделения наиболее загрязнённых западных территорий Брянской области, простирающихся с юга на север, показали низкую достоверность аппроксимации зависимости реконструированных выпадений |3|1 от выпадений 137Сз (Я2 < 0,3).

Наблюдаемая картина может быть объяснена тем, что на начальном этапе из разогретого топлива наиболее интенсивно выходили радиоактивные инертные газы и изотопы йода. После разрушения крыши центрального зала, обогащенные йодом продукты деления распространялись на относительно небольшой высоте (запад, северо-запад с последующим поворотом части облаков на восток).

. лшУбРОшЦ?^ \ ^ \

Г4

а 1 поЧ^п и

0 ЧН&

X \ ,5 ¡~> %*"г

Рисунок 13 - Деление территории Брянской области России на две части (южная территория 1 и северная территория 2)

27.04.1986г. - 03ч (1), 06ч (2), 09ч (3), 15ч (4), 21ч (5)

После взрыва часть обеднённых йодом продуктов деления, распространявшихся в разных направлениях на разных высотах, достигла верхних слоев тропосферы и, по крайней мере, нижних слоёв стратосферы. Это привело к продолжительным глобальным выпадениям РВ, в том числе 1311 и '"Сб, и обеспечило существенное изменение значений отношения |3|1/137Сз, с юга на север.

На графиках рисунков 15 и 16 представлены зависимости выпадений 13Ч от выпадений '"Се, соответственно, по территориям 1 и 2 (далее территории Ъа, и Ъь).

Итоговые результаты восстановления интегральных выпадений 1311 по населённым пунктам территорий 1 и 2 Брянской области России, для которых имеется только информация о выпадениях |37С5, могут быть получены по соотношениям:

для территории (г4) я(13Ч) = 1,58х104 х я(137С8)0-4566 (24)

для территории (г5) я(|311) = 1,43*103 х ч([37Сз)0-6237 (25)

Значение относительной среднеквадратической погрешности оценки активности интегральных выпадений 1311 составляет:

ДЯ(|311)/Ч(|3Ч) = 7(0,91)2 +(0,60)2 = 1,1 при выпадениях 1291„„„ = 4,07хЮ"5 и |37Сз„„„ = 1,1 х104;

ДЧ(1311)/Ч(13|1) = 7(0,53)2+(0,43)2 = 0,7 при выпадениях |291т/„ = 1,30x10° и '"Се,™ = 2,3x106.

1.0Е+08

Южная территория-1, Z4

V-1SH „ 0,4866

R2: 0,90 Vi

^-—

1.0Е+03 1.0Е+04 1.0Е+05 1.0Е+06 1.0Е+07 Выпадения цезия-137, Бк/м2

Рисунок 15 - Зависимость выпадений 1311 от выпадепий 137С8 по территории-1, (Z^)_

1.0Е+08

S 1.0Е+07

I

1.0Е+06

1.0Е+06

Северная территория-2, Z5

1.0Е+03 1.0Е+04 1.0Е+06 1.0Е+06 1.0ЕЮ7 Выпадения цезия-137, Бк/м2

Рисунок 16- Зависимость выпадений 13Ч от выпадений |37С$ по территории-1, (Хг)_

Оценочные значения выпадений 1311, полученные по соотношениям (24) и (25), для территорий (г4) и Брянской области России могут быть использованы при оценке средних по населённым пунктам значений тироидной дозы по соотношению (6).

В соответствии с задачей № 6 диссертации в таблицах 6 и 7 в сопоставлении представлены результаты оценки средних по НП значений дозы для взрослых жителей по соотношению (6) с соответствующими оценочными значениями Эг, представленными в официальном справочнике, по территориям (г4) и

Таблица 6. Результаты сопоставления средних по НП оценочных значений дозы 01 для взрослых жителей сельских НП с соответствующими оценочными значениями Рг по территории {7а) Брянской области России

137Csi 1311, 131Ii/137Csi Di Dz Di/Dj

Бк/м2 Бк/м2 Гр Гр

3,70x1с)3 6,73x10' 182 0.13 0.015 8.5

1,85x10" 1,40x106 76 0,18 0,025 7,3

3,70x104 1,93х106 52 0,20 0,031 6,5

7,40х104 2,64x10® 36 0,23 0,04 5,8

1,48x105 3,63x10® 25 0,27 0,06 4,5

2,96x105 4,98x10® 17 0,30 0,09 3,5

5,92x10* 6,83x10® 12 0,36 0,15 2,4

1,18x10® 9,36x10® 7,9 0,41 0,25 1,6

2,37x10® 1,29x107 5,4 0,48 0,53 0,91

3,70х 10® 1,58х107 4,3 0,52 0,95 0,55

7,40x10® 2,16х107 2,9 0,60 3,0 0,20

Таблица 7. Результаты сопоставления средних по НП оценочных значений

дозы 01 для взрослых жителей сельских НП с соответствующими

оценочными значениями 02 по территории (Хч) Брянской области России

137С81 1311, 13Ч,/,37С8, Т)1 Вг

Бк/м2 Бк/м1 Гр Гр

3.70Х103 2.40x10' 65 0,08 0.015 5.3

1,85хЮ4 6,57x10' 35 0,12 0,025 5,0

3,70x104 1,01x10® 27 0,15 0,031 4,9

7,40х104 1,56x10® 21 0,18 0,04 4,6

1,48хЮ5 2,40x10® 16 0,22 0,06 3,7

2,96x10' 3,70x10® 13 0,27 0,09 3,0

5,92x10' 5,70x10® 9,6 0,33 0,15 2,2

1,18х106 8,76x10® 7,4 0,40 0,25 1,6

2,37x10® 1,35x107 5,7 0,49 0,53 0,92

3,70x10® 1,79x107 4,8 0,55 0,95 0,58

7,40x10® 2,75х107 3,7 0,67 3,0 0,22

Примечание. В таблицах 6 и 7 (колонки Эг и Б^г) жирным шрифтом выделены значения, полученные путём определения зависимости значений отношения Б1Ю2 от выпадений |311 (экспоненциальная зависимость)

Оценённые значения относительной среднеквадратической погрешности средних значений дозы для взрослых жителей сельских НП при минимальной и максимальной активности выпадений ш1, оценённых по |291, составляют:

При (1311тт) - (ДО/О) = 1,13. При (1311тах) ДО/Л = 0,74

Результаты сопоставления значений и Ог свидетельствуют о том, что при самых малых значениях выпадений 1311 и '"Се значение дозы 01 превышает значение дозы Ог в 5,3 +8,5 раз. При самых больших значениях выпадений 1311 и ,37Св значение дозы меньше значения дозы Б2 в 5 раз.

Вместе с тем, представленная на графике рисунка 4, зависимость реконструированных (индекс «р») значений дозы Ир]э от инструментальных базовых (индекс «б») значений дозы Бб]э по 40 НП Хойникского и Брагинского районов Гомельской области Беларуси свидетельствует об удовлетворительном согласовании двух групп данных по «эталонной» территории. При этом реконструированные значения отличаются от базовых значений не более чем в 1,4 раза.

По Луненецкому и Столинскому районам Брестской области Беларуси реконструированное среднее значение дозы для взрослых лиц по 27 НП отличается от соответствующего базового значения в 2,1 раза в условиях отсутствия результатов индивидуального опроса жителей.

Из изложенного материала следует необходимость коррекции официальных справочных данных 2002г. с учётом выявленной закономерности формирования дозы внутреннего

облучения щитовидной железы в результате реализации сухих и мокрых выпадений 1311 и сформулированных критериев выделения территорий (х) и (Z).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Выявленная закономерность формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы, характеризующаяся стабильностью соотношения (qn(13'Тм) / q0(13lIc) = 6,76 - const) мокрых и сухих выпадений |3|1 (являющегося критерием выделения территорий (х)) и соотношения граничных значений дозы (Dr¡m / Dije = 2,37 - const). На базе выявленной закономерности решена проблема методического обеспечения процедуры оценки средних значений дозы (Гр) по соотношениям [(D = 3,0х10"4 х q(131I)0'45] и [DzjX = Ce х q¡x(Ic) + См х q¡x(lM)] для взрослых жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных в значимый период формирования дозы территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 131I, 137Cs, 1291.

2. Методика ретроспективной оценки интегральных выпадений 1311 в предположении однократного и пролонгированного загрязнения местности с учётом критерия выделения территорий (Z).

3. Разработанное аппаратурное обеспечение для выделения 1291 из почвы, его концентрирования в заданном объёме и определения активности в счётных образцах.

4. Методика ретроспективной оценки выпадений |3Ч по результатам определения содержания |291 и 137Cs в почве в отдалённый период после аварии.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Выявлена закономерность формирования дозы внутреннего облучения щитовидной железы, характеризующаяся стабильностью соотношения q¡x(131I)max / qjx(131I)min = 6,76 - const мокрых и сухих выпадений 1311 и соотношения граничных значений дозы (Dmjx / Dcj* = 2,37 -const). На базе выявленной закономерности решена проблема физического обоснования процедуры оценки средних значений дозы (Гр) по соотношениям [DiJX = 3,0x1o-4 х q(131I)0-45] и [Dxjx = Ce х qjx(Ic) + См x q¡x(lm)] для взрослых жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных и необследованных в значимый период формирования дозы территорий, по результатам определения или оценки интегральных выпадений 13Ч, l37Cs, |291.

2. Разработаны методические подходы к разложению значений интегральных выпадений l31I (q(131I)) на его сухие и мокрые выпадения.

3. Разработана методика ретроспективной оценки интегральных выпадений 1311 в предположении однократного и пролонгированного загрязнения местности.

3.1. Сформулированы критерии выделения территорий (Z), в соответствии с которыми, каждая из территорий характеризуется своей функциональной зависимостью выпадений 1311 от выпадений 137Cs, а также максимально возможным отклонением значений интегральных выпадений |311 от линии аппроксимации не более, чем в 2,6 раза на всём её протяжении. По Гомельской области выделено 2 территории - (Zi) и (Z2), по Могилёвской области одна территория — (Z3), характеризующиеся следующими аппроксимирующими соотношениями:

Территория (zi) q(13lI) = 2,lxl03 х q(i37Cs)0-63

Территория (z2) q(131I) = 1,5x1o3 x q("'Cs)°.63

Территория (Z3) q(131I) = 2,2хЮ2 x q(n7Cs)"-7!

3.2. Установлено, что по территориям Республики Беларусь отношение кумулятивной активности 13|1 к активности его интегральных выпадений равно 12 через 56 дней после аварии.

3.3. Разработаны методические подходы к оценке интегральных пролонгированных выпадений 1311 по результатам определения его содержания в пробах почвы, отобранных в день t после аварии.

4. Разработаны способ и устройства для непрерывного выделения |291 из проб почвы неограниченной массы с его последующим переводом на сорбционный элемент и далее в счётный образец.

5. Разработана установка для проведения измерений активности 1291 в счётных образцах по методу бета-икс совпадений в геометрии 4к, и методика выполнения измерений, на которую выдано свидетельство № 40090.8Н001 об её аттестации.

6. Разработаны методические подходы к учёту распада 1311 в период формирования дозы, при ретроспективной оценке его выпадений по результатам определения содержания 1291 в почве (с учётом вертикальной миграции 1291).

7. В результате исследований, проведенных по Брянской области России, определены интегральные выпадения 1291 по 32 населённым пунктам с последующим переходом к интегральным выпадениям |311 по пунктам отбора проб почвы и построением зависимостей выпадений 1311 от выпадений l37Cs (с учётом его вертикальной миграции) по территориям (Z4 и Zs):

Территория (Z4) q(mI) = 1,6хЮ4 х q(137Cs)046

Территория (Zs) q(l3'I) = 1,4хЮ3 х q(137Cs)0'62

Данные соотношения предоставляют возможность оценки значений выпадений 1311 по соответствующим населённым пунктам, по которым известны только результаты определения интегральных выпадений I37Cs (около 2500 населённых пунктов).

8. Установлено, что при одинаковых средних по населённым пунктам значениях интегральных выпадений |3|1 в ареале их расположения на любой территории (Z), реализуются одни и те же средние значения дозы внутреннего облучения щитовидной железы для взрослых жителей сельских населённых пунктов с типовым поведением населения относительно «эталонной» территории.

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Предлагается провести коррекцию средних значений дозы облучения щитовидной железы для взрослых жителей сельских населенных пунктов, представленных в официальном справочнике 2002г., с учётом выявленной закономерности формирования дозы в результате реализации сухих и мокрых выпадений |311 и сформулированных критериев выделения территорий (х) и (Z). При этом, как и раньше, необходимо учитывать прочие факторы, влияющие на формирование дозы (прежде всего, среднее потребление молока жителями различных территорий, миграция населения после аварии и др.). Начало коррекции целесообразно приурочить к завершению многолетней работы, связанной с расчётом во второй итерации инструментальных значений дозы облучения щитовидной железы для 180 тысяч жителей Беларуси, результаты радиометрического обследования которых в 1986г. явились основой для выявления закономерности формирования дозы.

2. При выделении территорий (Z) нельзя ограничиваться территориями отдельно взятых районов. Необходимо осуществлять их последовательное объединение с учётом сформулированного критерия и с ориентацией на направления распространения РВ.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Оценка поглощённой дозы излучения радиоизотопов йода в щитовидной железе лиц, подвергшихся

радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС: метод, указ.: утв. зам. Главного

санитарного врача СССР А. И. Кондрусёвым 04.09.1987 / З.С. Арефьева, В.И. Бадьин, Ю.И. Гаврилин и др. - М., 1987. - 39с.

2. Руководство по оценке доз облучения щитовидной железы при поступлении радиоактивных изотопов йода в организм человека / З.С. Арефьева, В.И. Бадьин, В.Т. Хрущ, Ю.И. Гаврилин и др.; под ред. акад. АМН СССР J1.A. Ильина. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 78с.

3. Методологические принципы ретроспективной оценки значений индивидуальных доз облучения

щитовидной железы у жителей Беларуси, подвергшихся радиационному воздействию при аварии на ЧАЭС: тез. докл. / Ю.И. Гаврилин, К.И. Гордеев, У.Я. Маргулис, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев // "Актуальные вопросы дозиметрии внутреннего облучения", всес. совещ. (сентябрь 1989; Гомель). - С.39.

4. Особенности и результаты определения доз внутреннего облучения щитовидной железы для

населения загрязненных районов Республики Беларусь / Ю.И. Гаврилин, К.И Гордеев, В.К Иванов, Л.А. Ильин, А.И. Кондрусев, У.Я. Маргулис, В.Ф.Степаненко, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев // Вестник АМН. -1992. - N2. - С.35-43.

5. Реконструкция доз внутреннего облучения щитовидной железы для жителей районов Республики

Беларусь, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС: тез. докл. / Ю.И. Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев, В.Ф. Степаненко, В.Ф.Миненко // "Научно-практические аспекты сохранения здоровья людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате аварии на ЧАЭС", респ. конф. (3; 15-17 апреля 1992; Гомель). - 4.1. - С.75-77.

6. Гаврилин Ю.И. Внутреннее облучение щитовидной железы жителей ряда загрязненных районов Беларуси / Ю.И.Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев // Мед. радиология. - 1993. -N6. - С.15-20.

7. Основные результаты и главные направления предстоящих работ по реконструкции индивидуальных доз внутреннего облучения щитовидной железы у населения загрязненных территорий России: тез. докл. / Ю.И.Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев, В.Ф. Степаненко // "Медицинские последствия аварии на ЧАЭС", материалы научно-практического симпозиума. -М., 1995,- С. 132-139.

8. Гаврилин Ю.И. Условия проведения широкомасштабного дозиметрического обследования щитовидной железы у населения, пострадавшего в результате ядерной катастрофы типа аварии на ЧАЭС // Ю.И.Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев. - АНРИ. - 1995. - № 1. - С. 27-34.

9. Гаврилин Ю.И. Внутреннее облучение щитовидной железы: разд. 4.1 / Ю.И.Гаврилин, В.Т. Хрущ,

С.М. Шинкарев // Дедов И.И. Чернобыль: радиоактивный йод - щитовидная железа / Дедов И.И., Дедов В.И.-М„ 1996.- С.91-136.

10. Чернобыльская авария: дозы на щитовидную железу; риск стохастических эффектов в результате внутреннего облучения щитовидной железы; радиоактивный цезий и стронций как факторы облучения населения: гл.2 / Ю.И. Гаврилин, В.Т. Хрущ, Р.И. Погодин, С.М. Шинкарев, Л.П. Лосева // Щитовидная железа у детей: последствия Чернобыля / под ред. проф. Л.Н.Астаховой; Минздрав Республики Беларусь. - Минск, 1996. - С. 14-65.

11. Дозы облучения щитовидной железы населения России в результате аварии на ЧАЭС (ретроспективный анализ) / В.Ф. Степаненко, А.Ф. Цыб, Ю.И. Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев [и др.] // Радиация и риск. - 1996. - Вып.7. - С.225-245.

12. Оценка дозы внутреннего облучения щитовидной железы йодом-131 по результатам определения содержания йода-129 в объектах окружающей среды: метод, указ.: МУ 2.6.1.082-96 / Ю.И.Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарев, В.Ф. Степаненко; Госкомсанэпиднадзор России. - М., 1996.-26с.

13. Estimation of thyroid doses received by the population of Belarus as a result of the Chernobyl accident. The radiological consequences of the Chernobyl accident / Yu. Gavrilin, V. Khrouch, S. Shinkarev, V. Drozdovitch, V. Minenko, E. Shemyakina, A. Bouville, L. Anspaugh //. Proceedings of the first international conference (18 to 22 March 1996, Minsk, Belarus): European Commission report EUR 16544 EN / Editors: A. Karaoglou, G. Desmet, G. N. Kelly and H. G. Menzel. - Luxembourg, 1996. -Pp. 1011-1020.

14. The feasibility of using 129I to reconstruct Ш1 deposition from the Chernobyl reactor accident / T. Straume, A.A. Marchetti, L.R. Anspaugh, V.T. Khrouch, Yu.I. Gavrilin, S.M. Shinkarev, V.V.

Drozdovitch, A.V. Ulanovsky, S.V. Korneev, M.K. Berkeshev, E.S. Leonov, G. Voigt, S.V. Panchenko, V.F. Minenko // Health Phys. - Vol.71(5). - 1996. - Pp. 733-740.

15. Gavrilin Yu.I. Achievements, problems, and the ways of resolving them for internal thyroid dose reconstruction as a result of the Chernobyl accident / Yu. Gavrilin, V. Khrouch, S. Shinkarev // "Effects of low-level radiation for residents near Semipalatinsk nuclear test site": Proceedings of the second Hiroshima international symposium (23-25 July, 1996, Hiroshima, Japan) / editors: M. Hoshi, J. Takada, R. Kim, and Y. Nitta. - Hiroshima, 1996. - Pp. 85-100.

16. Chernobyl-related thyroid cancer in children of Belarus: a case-control study / L. Astakhova, L. Anspaugh, G. Beebe, A. Bouville, V. Drozdovitch, V. Garber, Yu. Gavrilin, V. Khrouch, A. Kuvshinnikov, Yu. Kuzmenkov, V. Minenko, K. Moschik, A. Nalivko, J. Robbins, Б. Shemyakina, S. Shinkarev, S. Tochitskaya., A. Waclawiw // Radiation Research. - 1998. - Pp. 349-356.

17. Chernobyl Accident: Reconstruction of Thyroid Dose for Inhabitants of the Republic of Belarus / Yu.I. Gavrilin, V.T. Khrouch, S.M. Shinkarev, N.A Krysenko, A.M. Skryabin, A. Bouville, and L.R. Anspaugh // Health Phys.-Vol.76(2).-1999.-Pp. 105-119.

18. Гаврилин Ю.И. Обоснование полуэмпирической модели формирования доз внутреннего облучения щитовидной железы и выделение территорий (х) при расчете средних тиреоидных доз для взрослого населения / Ю.И. Гаврилин, В.Т. Хрущ, С.М. Шинкарёв // Бюллетень Центра Общественной Информации по Атомной Энергии. - 1999. №11. - С.33-42.

19. Can the Chernobyl accident provide answers regarding the relative risk of 131I vs. SLNS / A.B. Brill, M. Stabin, A. Bouville, L.R. Anspaugh, V.T. Khrouch, Yu.I. Gavrilin, and S.M. Shinkarev // Radiation and Thyroid Cancer: [proceedings of an international seminar] / eds.: G. Thomas, A. Karaoglou, and E.D. Williams. - New Jersey [and others], 1999. - Pp. 195-199.

20. Chernobyl accident: Preliminary estimates of thyroid dose based on direct thyroid measurements conducted in Belarus / S. Shinkarev, Yu. Gavrilin, V. Khrouch V. Minenko, E. Shemyakina, S. Tretyakevitch, A. Bouville, P. Voilleque, N. Luckyanov // Harmonization of Radiation, Human Life and the Ecosystem: proceedings 10th Congress of the International Radiation Protection Association (2000, Hiroshima). - CD-ROM; Paper No. Р-И-260.

21. Реконструкция дозы излучения радиоизотопов йода в щитовидной железе жителей населённых пунктов Российской Федерации, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС в 1986г.: метод, указ. МУ 2.6.1.1000-00: изд. офиц. / М.И. Баллонов, И.А. Звонова, А.А. Братилова, В.Т. Хрущ, Ю.И. Гаврилин, С.М. Шинкарёв; Минздрав России.- М., 2001.-С. 1-62.

22. Гаврилин Ю.И. Последствия двух сценариев развития аварии на Чернобыльской АЭС // Бюллетень по атомной энергии.- 2001. - №8. - С.20-28.

23. Elevated Exposure rates under inclined birch trees indicate the occurrence of rainfall during radioactive fallout from Chernobyl / V.F. Stepanenko,, V.P. Snykov, V.E. Shevchuk, H.Y. Goksu, P.G. Voilleque, M.Yu. Orlov, Yu. Gavrilin. - Health Physics.- 2002. - Vol. 82.- N 2. - Pp. 240-243.

24. 1-129 and 1-131 ground deposition densities are correlated in Belarusian settlements contaminated following the Chernobyl accident /М. Hoshi, V.F. Stepanenko, Yu. Gavrilin, V.Ya Volkov, I.K. Makarenkova, J. Takada, V.E. Shevchuk, V.G. Skvortsov, D.V. Petin, E.K. Iaskova, A.E. Kondrashov, A.I. Ivannikov, N.M. Ermakova, L.N. Chunikhin // In: "Chernobyl: Message for the 21st Centuri. Proceedings of the Sixth Chernobyl Sasakawa Medical Cooperation Symposium» (May 2001; Moskow, Russia).- Elsevier Science; International Congress Series.- Amsterdam, 2002.- Pp. 38-42.

25. J-129 and J-131 Ground Deposition densities art correlated in Belorussian settlements contaminated following the Chernodel accident / Masaharu Hoshi, Valeri F. Stepanenko, Юрий Гаврилин и др. // «Chernobyl: Message for the 21s' Century», Proceedings of the Sixth Chernobyl Sasakawa Medical Cooperation (30-31 May 2001; Moskow, Russia). - ELSEVIER. - Amsterdam-London-New York-Oxford- Paris- Shannon- Singapore-Tokyo, 2002. - P. 115-119.

26. Ю.И. Гаврилин. Пролонгированные выпадения радионуклидов в результате аварии на Чернобыльской АЭС и их обусловленность // Бюллетень по атомной энергии.- 2003. - С. 34 + 40.

27. Патент 2215685. Устройство для выделения йода из грунта и его концентрирования в заданном объеме. / Ю.И. Гаврилин: Заявитель и патентообладатель Ю.И. Гаврилин. № 2001131584/12. Заявлено 26.11.2001. Опубликовано 10.11.2003. Бюл. № 31 - 10с.

28. Патент 2209766. Способ перевода йода-129 с сорбционного фильтроматериала в счётный образец. / Ю.И. Гаврилин: Патентообладатель - ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России. Заявитель Ю.И. Гаврилин. № 2002106163/12. Заявлено 12.03.2002. Опубликовано 10.08.2003. Бюл. № 22 - Юс.

29. Патент 2209765. Устройство для перевода йода с углеродной ткани в счётный образец. / Ю.И. Гаврилин. Патентообладатель - ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России. Заявитель Ю.И. Гаврилин. № 2002106162/12. Заявлено 12.03.2002. Опубликовано 10.08.2003. Бюл. № 22 - 12с.

30. Estimating individual thyroid doses for a case-control study of childhood thyroid cancer in Bryansk Oblast, Russia / V.F. Stepanenko, P.G. Volleque, Yu.I. Gavrilin, V.T. Khrouch, S.M. Shinkarev, M.Y. Orlov, A.E. Kondrashov, D.V. Petin, E.K. Iaskova, A.F. Tsyb // Radiation Protection Dosimetry. - 2004,- 108(2). -Ppl43-160.

31. Case-control study of Chernobyl-related thyroid cancer among children of Belarus / Yu. Gavrilin, V. Khrouch, S. Shinkarev, V. Drozdovitch, V. Minenko, E. Shemiakina, A. Ulanovsky, A. Bouville, L. Anspaugh, P. Voillequi, N. Luckyanov // Part I: Estimation of individual thyroid doses resulting from intakes of1311, short-lived radioiodines (l321, 1331, 135I), and short-lived radiotelluriums (I3ImTe and I32Te).- Health Phys., 2004,- Vol. 86. - Pp565-585.

32. Гаврилин Ю. Перспективы ретроспективной оценки доз внутреннего облучения щитовидной железы для населения территорий, загрязненных в результате радиационной аварии / Ю. Гаврилин, С. Шинкарев // Бюллетень общественного информационного центра по атомной энергии. - М., 2005 - С.51-55.

33. Thyroid cancer risk in areas of Ukraine and Belarus affected by the Chernobyl accident / P. Jacob, T.I. Bogdanova, E. Buglova, M. Chepurniy, Y. Demidchik, Y. Gavrilin, J. Kenigsberg, R. Meckbach, C. Schotola, S. Shinkarev, M.D. Tronko, A. Ulanovsky, S. Vavilov and L. Walsh // RadiatRes., 2006. -165.-Ppl-8.

34. Thyroid cancer among Ukrainians and Belarusians who were children or adolescents at the time of the Chernobyl accident / P. Jacob, T.I. Bogdanova, E. Buglova, M. Chepurniy, Y. Demidchik, Y. Gavrilin, J. Kenigsberg, J. Kruk, C. Schotola, S. Shinkarev, M.D. Tronko, S. Vavilov // J. Radiol. Prot, 2006. - Vol.26. - Pp 51-67.

35. Individual thyroid dose estimates for a case-control study of Chernobyl-related thyroid cancer among children of Belarus / V. Minenko, A. Ulanovsky, V. Drozdovitch, E. Shemiakina, Yu. Gavrilin, V. Khrouch, S. Shinkarev, P. Voillequi, A. Bouville, L. Anspaugh, N. Luckyanov // Part II. Contributions from long-lived radionuclides and external radiation. - Health Phys.- 2006. -Vol.90.-Pp312-327.

36. Ретроспективная оценка тиреоидной дозы для жителей Брестской области Республики Беларусь / М. Хоши, Ю. Гаврилин, С. Шинкарев, М. Герменчук, Н. Лукьянов, О. Жукова // Чернобыль 20 лет спустя. Стратегия восстановления и устойчивого развития пострадавших регионов: сб. тез. межд. конф. (19-21 апреля 2006 г., Минск-Гомель).- Минск, 2006. - С. 131.

37. Гаврилин Ю.И. Ретроспективное восстановление доз внутреннего облучения щитовидной железы после аварии на Чернобыльской АЭС / Ю.И. Гаврилин, С.М. Шинкарев // Труды межд. конф. «Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий» (5-6 декабря, 2005, Москва). Т.З, секция 3: Дозы облучения населения в результате радиоактивного загрязнения окружающей среды при ядерных взрывах и авариях. - СПб, 2006. -С.195-201.

38. Credibility of Chernobyl thyroid doses exceeding 10 Gy based on in-vivo measurements of U1I in Belarus / S. Shinkarev, P. Voilleque, Yu. Gavrilin, V. Khrouch, A. Bouville, M. Hoshi, R. Meckbach, V. Minenko, A. Ulanovsky, N. Luckyanov // Health Phys., 2008. - Vol. 94. - Pp. 180187.

39. Ретроспективное восстановление интегральных выпадений ,311 по населённым пунктам Брянской области России на основе результатов определения в 2008г. содержания 12,1 в почве / Ю.И. Гаврилин, В.Я.Волков. И.И. Макаренкова // Радиационная Гигиена. Том 2 № 3, 2009. С. 38-45

40. Выборочное радиометрическое обследование щитовидной железы у населения на ранней фазе аварии. / С.М. Шинкарев, Ю.И. Гаврилин, JI.C. Богданова, В.Н. Яценко, Г.М. Аветисов // Медицина катастроф. - 2009. - №1 (65). - С.20-23.

41. Гаврилин Ю.И. Методы и результаты ретроспективного восстановления доз внутреннего облучения щитовидной железы для жителей загрязнённых в результате аварии на ЧАЭС территорий / Научно-практический журнал «Медико-биологические проблемы жизнедеятельности» министерства здравоохранения Республики Беларусь. ГУ «Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека». № 1, апрель 2009. С. 25-34.

42. Гаврилин Ю.И. Полуэмпирическая модель формирования тиреоидной дозы: аналитическое обоснование и практическое использование // АНРИ. - 2012. - № 1 (68). - С.44-52.

43. Сравнительный анализ радионуклидного состава выпадений в ближней и дальней зонах после аварии на ЧАЭС и в ближней зоне после аварии на АЭС «Фукусима-1» / К.В. Котенко, С.М. Шинкарев, Ю.В.Абрамов, Е.О. Грановская, В.Н. Яценко, Ю.И.Гаврилин, У.Я. Маргулис, О.С. Гарецкая, Т. Иманака, M Хоши // Медицина труда и промышленная экология - 2012. -№10.-С.1-5.

44. Гаврилин Ю.И. Обоснование параметров полуэмпирической модели формирования тиреоидной дозы // АНРИ. - 2013. - Xs 2 (73). - С.59-69.

45. Гаврилин Ю.И. Ретроспективная оценка интегральных выпадений йода-131 в предположении однократного загрязнения местности. Выделение территорий (Z). Журнал АНРИ№ 3 (74), 2013. С. 24-31.

46. Гаврилин Ю.И. Ретроспективная оценка интегральных выпадений йода-131 с учётом пролонгированного загрязнения местности // Журнал Медицинская радиология и радиационная безопасность. - Том 58, № 5. 2013. С. 11-25.

47. Reconstruction of radiation doses in a case-control study of thyroid cancer following the Chernobyl accident / V. Drozdovitch, V. Khrouch, E. Maceika, I. Zvonova, O. Vlasov, A. Bratilova, Yu. Gavrilin, G. Goulko, M. Hoshi, A. Kesminiene, S. Shinkarev, V. Tennet, E. Cardis, A. Bouville // Health Phys. -2010. -V.99. - P. 1-16.

48. Thyroid Dose Estimâtes for a Cohort of Belarusian Children Exposed / Vladimir Drozdovitch, Victor Minenko, Valeri Khrouch, Svetlana Leshcheva, Yury Gavrilin, Arkady Khrutchinsky, Tatiana Kukhta, Semion Kutsen, Nickolas Luckyanov, Sergey Shinkarev, Sergey Tretyakevich, Sergey Trofimik, Paul Voilleque.h and André Bouville // Radiation Research. - 2013. - Vol. 179. - P 597-609.

Подписано в печать: 05.02.2014 Объем: 2,0 усл.пл. Тираж 100 экз. Заказ № 945 Отпечатано в типографии «Реглет» 107031, г.Москва, ул. Рождественка, д.5/7, стр. 1 (495) 623 93 06 www.reglet.ru

Федеральное медико-биологическое агентство (ФМБА России)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ -ФЕДЕРАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ БИОФИЗИЧЕСКИЙ ЦЕНТР им. А.И. БУРНАЗЯНА» (ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России)

На правах рукописи

0520145066^

Гаврилин Юрий Иванович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РЕТРОСПЕКТИВНОЙ ОЦЕНКИ ДОЗЫ ВНУТРЕННЕГО ОБЛУЧЕНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЧЕЛОВЕКА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ВЫПАДЕНИЙ ЙОДА-131, ЦЕЗИЯ-13 7 И ЙОДА-129

Специальность: 05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (ядерный топливно-энергетический комплекс)

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ доктор технических наук, профессор ВАКУЛОВСКИЙ С.М.

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 7

ГЛАВА 1. ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ 24

ДОЗЫ ВНУТРЕННЕГО ОБЛУЧЕНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

1.1. Базовая информация, использованная при разработке 28

полуэмпирической модели формирования дозы внутреннего

облучения щитовидной железы

1.1.1. Индивидуальные значения дозы 28

1.1.2. Активность 1311 и 137Сб в выпадениях на почву 32

1.2. Аналитическое обоснование модели 34

1.3. Обоснование параметров модели 39

1.3.1. Определение значений параметров полуэмпирической модели по 43

«эталонной» территории

1.3.2. Ретроспективная оценка средних значений дозы для взрослых 52

жителей населённых пунктов территории (х) по варианту 1

1.3.3. Процедура ретроспективной оценки средних значений дозы для 55

взрослых жителей населённых пунктов по варианту 2

1.3.4. Оценка погрешностей определяемых значений параметров модели 60

1.4. Оценка индивидуализированных значений дозы внутреннего 64

облучения щитовидной железы по результатам оценки её средних

значений

1.4.1. Базовые параметры, используемые для перехода от средней дозы 64

к её индивидуализированным значениям

1.4.2. Определение значений коэффициента перехода от средних 66

значений дозы к её индивидуальным значениям для лиц

различного возраста

1.4.3. Индивидуализированная оценка дозы внутреннего облучения 69

щитовидной железы при отклонении поведения индивида в пункте

прибытия от типового поведения его жителей

1.5. Выводы к главе 1 71

ГЛАВА 2. РЕТРОСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ВЫПАДЕНИЙ 13|1 В ПРЕДПОЛОЖЕНИИ ОДНОКРАТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЕСТНОСТИ. ВЫДЕЛЕНИЕ ТЕРРИТОРИЙ «г» 73

2.1. Обзор подходов к восстановлению выпадений I в отдалённый период после аварии 74

2.2. Выделение территорий (г) 81

2.3. Выводы к главе 2 95

ГЛАВА 3. РЕТРОСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ИНТЕГРАЛЬНЫХ ВЫПАДЕНИЙ 1311 С УЧЁТОМ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЕСТНОСТИ 96

3.1 Связь между интегральными выпадениями |311 и его суммарной активностью по опорным населённым пунктам 97

3.2. Переход от накопленной активности I в почве на день (1) к его суммарной активности по опорным городам и сельским населённым пунктам выделенной территории 103

137 3.3. Оценка возможного вклада в интегральные выпадения С б его выпадений после июля 1986г 112

3.4. Пример оценки интегральных выпадений 1311 по населённым пунктам Луненецкого и Столинского районов Брестской области Беларуси 116

3.5. Оценка средних значений тироидной дозы (Э) для взрослых лиц по 27 НЦХ Луненецкого и Столинского районов Брестской области Беларуси 121

3.6. Выводы к главе 3 123

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ |291 ИЗ ПРОБ ПОЧВЫ, ЕГО ПЕРЕВОДА В СЧЁТНЫЙ ОБРАЗЕЦ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО АКТИВНОСТИ В СЧЁТНОМ ОБРАЗЦЕ 125

129 4.1. Существующие методы определения содержания I в почве 125

4.2. Комплекс аппаратурного обеспечения 126

129 129т 4.2.1. Устройство для выделения I для выделения I из почвы 127

и определения его активности в счётном образце из проб почвы и

его фиксации на

сорбционно-фильтрующем элементе

1 ^9 4.2.2. Устройство для перевода "1с углеродной ткани в спиртовой 130

раствор щёлочи

129 4.2.3. Подготовка счётного образца I 134

4.2.4. Установка для определения активности I в счётном образце 135

4.3. Выводы к главе 4 140

Глава 5. РЕТРОСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ИНТЕГРАЛЬНЫХ 142

ВЫПАДЕНИЙ 13'I ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ 1291 и |37Сз В ПРОБАХ ПОЧВЫ

129 137 5.1. Определение содержания 1и Сэ в пробах почвы, отобранных 142

по территориям Брянской области России

5.2. Оценка значений коэффициента вертикальной миграции I 147

5.3. Оценка значений коэффициента учёта распада 13'I (У) 150

137 129 5.4. Результаты определения интегральных выпадений Сб, I и 152

оценка интегральных выпадений 1311 по пунктам отбора проб

почвы в Брянской области России

5.5. Результаты оценки интегральных выпадений 13'I в ареалах 156

расположения населённых пунктов Брянской области России, по

которым известны только средние значения интегральных

выпадений 137Сз

5.6. Оценка средних значений дозы облучения щитовидной железы по 164

населённым пунктам Брянской области России

5.7. Выводы к главе 5 167

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 169

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Графики зависимости значений отношения 172

131 (с^ч(1)/^1Х(Сз) - нечётные номера) и интегральных выпадений I (с^ч(1) =

137 чётные номера) от интегральных выпадений Сз по 20 наиболее загрязнённым районам Гомельской (15 районов) и Могилёвской областей (5 районов)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Графики зависимости от времени (по 20.06.1986г.) П1 суточных выпадений I (Яе(1)) на почву и его суточной накопленной активности 0^(1) по 8 городам Республики Беларусь и 2 городам России 182

ЛИТЕРАТУРА 187

В диссертации принята терминология в соответствии с СП 2.6.1 -2523-

09 и СП 2.61 -2612-10.

В дополнение в глоссарии приведены используемые сокращения, обозначения и разъяснения._

Сокращения, термины и обозначения Пояснения, значения и размерности

ЩЖ Щитовидная железа

МЭД Мощность эквивалентной дозы

Доза «Б» внутреннего облучения ЩЖ Поглощенная доза излучения, создаваемая радиоактивными изотопами йода, поступившими в ЩЖ, Гр

Ретроспективная оценка дозы облучения ЩЖ Оценка средних и индивидуальных значений дозы «О» в отдалённый период после аварии на основе модельных представлений и результатов определения содержания 13'I, 137Сз, |291 в почве

Индивидуальная (инструментальная) доза Доза «Б», полученная индивидом по результатам измерения МЭД над ЩЖ, Гр

Индивидуализированная доза Доза «Б» для индивида, полученная путём её ретроспективной оценки, Гр

НП Населённый пункт

РВ Радиоактивное вещество

«Эталонная» территория Территория, на которой расположены 40 населённых пунктов Брагинского (20 НП) и Хойникского (20 НП) районов Гомельской области Беларуси. По каждому из них определены интегральные выпадения Ь11 и средние значения дозы внутреннего облучения щитовидной железы

Активность суточных выпадений I почву в день «1» после аварии, Бк/м

Условная почва Данный термин характеризует переход от активности суточных выпадений 13'I на планшеты к

активности его гипотетических суточных выпадений на почву в месте установки планшета

Опорные НПо Опорные (индекс «о») НП по которым имеются представительные результаты определения суточных выпадений 1311 на планшеты

со Коэффициент перехода от активности суточных выпадений 13 (%(1311)о) на планшеты к его выпадениям %(ы1) на условную почву, я^131!) = СЧ1С1311)о) / со

Интегральные выпадения «Я» радионуклида Суммарные выпадения радионуклида на единицу поверхности, Бк/м2

Сухие выпадения радионуклида Выпадения радионуклида на единицу поверхности в отсутствии дождевых осадков, туманов и рос, Бк/м2

Мокрые выпадения радионуклида Выпадения радионуклида на единицу поверхности в составе дождевых осадков, туманов и рос, Бк/м2

4(^1) Активность интегральных выпадений Ь11 на условную почву за значимый период его выпадений (например, за 56 дней после аварии), Бк/м

Я^Сз) Активность суточных выпадений Сз на почву в день «1» после аварии, Бк/м2

Ч(13/Сз) 1 Активность интегральных выпадений Сз на почву за значимый период выпадений 13'I после аварии (например, за 56 дней после аварии), Бк/м2

Территория <ф> Территория, занимаемая одним населённым пунктом (НП)]

Территория «х» Территория, на которой расположено «п» населённых пунктов (НП)Х]

Территория «Z» Территория, на которой расположено «п» территорий «х» с населёнными пунктами (НП)2Х|

С1г(1311) Накопленная активность I в почве на день (1), обусловленная его накоплением и физическим распадом с Т]/2 = 8,04 суток, Бк/м2

Сх1(1311) Кумулятивная активность 13'I в почве, определяемая по сумме значений С^гОО, Бк/м

П Коэффициент перехода от кумулятивной активности Ы1 к активности его интегральных выпадений за 56 дней после аварии и наоборот. П = С££(1)0 / я(1)о

а Коэффициент перехода от накопленной активности 1 ^ 1 I (О£г(1)о) в условной почве в любой день (^ к его кумулятивной активности О£1(1)о> например, за 56 дней после аварии. □ = Охх(1)о / О1г(1)о

ВВЕДЕНИЕ

Формулировка проблемы:

Относительно малый период полураспада (Тш = 8,04 сут.) ограничивает сроки радиометрического обследования большей части населения 40 дней после аварии на ЧАЭС) и радиационных исследований на местности на предмет определения содержания 13|1 в объектах окружающей среды и, в частности, в почве (« 80 дней после аварии). На данный объективный фактор накладывается субъективный фактор, обусловленный градацией территорий

137

с ориентацией на выпадения Сб. В результате обследование населения и исследования на местности проводились, в основном, по территориям с выпадениями 137Сз > 3,7х 104 Бк/м2. Это при вело к тому, что:

- результаты радиометрического обследования щитовидной железы отсутствуют у большого числа жителей территорий с выпадениями 137Сз>3,7><104, Бк/м2, а также у миллионов жителей территорий с выпадениями |37Сз< 3,7><104 Бк/м2,

- лишь в немногочисленных случаях были получены результаты определения содержания 1311 в почве по территориям с выпадениями 137Сб < 3,7x104, Бк/м2

Ещё одним важнейшим фактором являлось отсутствие физического обоснования, а также методического и аппаратурного обеспечения ретроспективной оценки значений дозы внутреннего облучения щитовидной

131

железы (с учётом роли сухих и мокрых выпадений I) для жителей любых сельских населённых пунктов, включая жителей частично обследованных, а также необследованных в значимый период формирования дозы территорий.

Сочетание трёх указанных факторов обусловило проблему ретроспективной оценки значений дозы внутреннего облучения ЩЖ для жителей частично обследованных и необследованных после аварии на ЧАЭС территорий.

Актуальность проблемы

До 26.04.1986г., несмотря на аварии реакторов в Уиндскейле (1957г.) и в Три Майл Айленд (1979г.) предполагалось, что никаких серьёзных радиационных аварий типа аварии, произошедшей на Чернобыльской АЭС, не может быть в принципе. Но такая авария случилась. В результате радиоактивно-загрязненными оказались обширные территории бывшего СССР и территории многих стран. Радиометрическое обследование щитовидной железы было организовано, в первую очередь для жителей наиболее загрязнённых территорий Украины, Белоруссии и России с выпадениями 137Сб более 3,7x104, Бк/м2 (обследовано около 300 тыс. сельских жителей). Массовое обследование жителей менее загрязнённых территорий

131

не проводилось. Результаты определения выпадений также относительно малочисленны (773 пробы по Беларуси и менее 30 проб по России) и получены, в подавляющем большинстве, только по территориям с выпадениями 137Сз более 3,7x104, Бк/м2.

В марте ,2011г., спустя 25 лет после аварии на ЧАЭС близкая по типу авария произошла в Японии на АЭС «Фукусима-1». Радиометрическое обследование щитовидной железы было проведено менее чем у 1600 человек,

131

что в 200 раз меньше, чем в бывшем СССР. С определением выпадений I

дела обстоят не намного лучше. Поэтому проблема ретроспективной оценки

доз внутреннего облучения щитовидной железы для жителей Японии не

менее важна, чем для жителей, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС.

Разработка обоснованного методического обеспечения ретроспективной

оценки средних значений дозы для взрослых жителей сельских населённых

пунктов (с учётом роли сухих и мокрых выпадений 13'I) имеет

первостепенное значение. Данная задача направлена на получение

достоверных оценок дозы по результатам определения активности средних

для населённых пунктов значений интегральных выпадений 13,1. Но, в этом

случае, для населённых пунктов с отсутствующими результатами

- 131т

определения активности интегральных выпадении 1, расположенных на

частично обследованных территориях, необходимо реализовать ретроспективное восстановление активности его интегральных выпадений, ориентируясь на зависимость известных по представительному числу НП значений активности интегральных выпадений 13'I от соответствующих значений активности интегральных выпадений |37Сб.

Для населённых пунктов расположенных на необследованных территориях с известными значениями активности интегральных выпадений

137 131

Сб восстановление активности интегральных выпадений I возможно по результатам определения активности интегральных выпадений 1291 с последующим переходом к зависимости оценочных значений активности интегральных выпадений 13'I от значений активности интегральных выпадений 137Сз.

Определение средних по населённым пунктам и далее индивидуализированных значений дозы может играть большую роль при проведении эпидемиологических исследований, направленных на оценку риска заболеваний (в первую очередь, у детей) в результате облучения щитовидной железы радиоактивными изотопами йода [1], [2]. Поэтому адекватное восстановление доз внутреннего облучения ЩЖ для жителей, не охваченных радиометрическим обследованием в значимый период формирования дозы, является важной научно-практической задачей.

Важно подчеркнуть, что процедура оценки индивидуализированной дозы облучения ЩЖ для жителей различных возрастных групп, рассчитанной по результатам ретроспективной оценки её средних значений для взрослых жителей сельских НП, противоположна процедуре реконструкции значений индивидуальной дозы по результатам измерения мощности эквивалентной дозы над щитовидной железой, с учётом динамики поступления Ы1 в организм [3], [4].

До аварии на Чернобыльской АЭС и после нее при оценке значений дозы внутреннего облучения ЩЖ для лиц, не охваченных дозиметрическим обследованием в значимый период формирования дозы, использовались и

используются до настоящего времени различные радиоэкологические модели [5], [6], [7]. Как правило, они характеризуются большим числом параметров для подробного описания перехода радиойода из окружающей среды в организм человека. Определение значений ряда параметров представляет собой неразрешимую задачу. Часть из них характеризуется большой вариабельностью и сложностью (даже невозможностью) определения на практике.

Предпринимались попытки использования прямо пропорциональной зависимости средних значений дозы внутреннего облучения ЩЖ от уровней

137

выпадений Сб [8], без учёта различного поведения цезия и йода в атмосфере и в выпадениях [9], [10]. В 1993 г. в работе [11] предложен способ реконструкции средних значений дозы (Э) внутреннего облучения щитовидной железы путем использования линейной зависимости значений Э от интегральных выпадений q£(IЗII) на единицу поверхности. При этом и в том и в другом случаях игнорируется влияние сухих и мокрых выпадений йода (и цезия) на формирование дозы.

В результате появилась идея разработки физически обоснованного методического обеспечения процедуры ретроспективной оценки средних значений дозы внутреннего облучения ЩЖ с последующим переходом к её индивидуализированным значениям. При этом учитывалось, что после аварии на ЧАЭС впервые реализовано ' достаточно массовое радиометрическое обследование населения, а также то, что большая часть обследованных лиц проживала на территориях с известными уровнями выпадений 13'I.

В 1993 г. было проведено прямое сопоставление средних по населённым пунктам (НП) значений дозы (рассчитанных на основе «инструментальных» значений индивидуальной дозы) со средними значениями выпадений 13'I в окрестностях соответствующих НП. В итоге были сделаны первые шаги к разработке эмпирической модели формирования дозы внутреннего облучения ЩЖ с учётом влияния сухих и

мокрых выпадений 13'I на процесс его поступления в организм молочных животных и человека. В 1998г. сформулировано аналитическое обоснование модели с изменением её названия «полуэмпирическая модель формирования дозы внутреннего облучения ЩЖ». Однако отсутствовало строгое обоснование её параметров, используемых на практике. В настоящее время соответствующая задача решена. Способы её решения представлены в данной диссертации.

Модель характеризуется относительной простотой процедуры оценки значений средней дозы при наличии информации об интегральных

1 ^ I

выпадениях I. Наличие такой информации является основополагающим фактором при оценке значений средней по НП дозы по полуэмпирической модели. Однако по территориям с выпадениями |37Сз менее 3,7х104 �