РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ С РАСЧЕТНЫМ МОДУЛЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ ЯДЕРНОГО ДЕЛЕНИЯ

Павлова Н. Н., Козьмин Г. В.

ОИАТЭ, г. Обнинск


В случае радиоактивного загрязнения внешней среды возникает широкий комплекс задач, связанных с оценкой возможных радиобиологических эффектов у живых организмов.

Для ряда организмов основной вклад в дозу облучения вносит β-излучение. Наряду с растениями и насекомыми существенный вклад в последствия облучения создает β-излучение продуктов ядерного деления при облучении кожного покрова животных и при пероральном поступлении загрязненных кормовых масс.

Следует также выделить задачи медико-биологического характера, в которых требуется определение дозовых нагрузок от бета-излучения радионуклидов, входящих в состав продуктов ядерного деления. Такие задачи возникают при проведении радиодиагностики и радиотерапии. В связи с этим возникает необходимость разработки простых методик определения средних поглощенных доз бета-излучения в органе с произвольными формами и объемом.

Выше указанный и неполный перечень задач может быть решен на основе знания дозовых функций бета-излучения точечного и протяженных источников.

Целью работы является создание справочно-информационной базы с расчетным модулем для определения характеристик бета-спектров радионуклидов, входящих в состав продуктов ядерного деления, параметров функций Левинджера для точечного и плоского изотропных источников бета-излучения и функций дозового ослабления бета-излучения в тканеэквивалентной среде для смеси продуктов ядерного деления разного возраста.

Для решения поставленной задачи был разработан программный комплекс, состоящий из базы данных и расчетной  части. База данных построена средствами Microsoft AccessÔ и включает в себя данные по активностям, b-спектрам, энергиям переходов для 240 изотопов – продуктов мгновенного деления 235U тепловыми нейтронами и нейтронами спектра деления. Всего в базе данных содержится »2400 строк записей о бета-переходах и » 154000 строк рассчитанных доз от плоского и точечного источника бета-излучения . Общий объем  базы данных 17 616 Кб.

На этапе ввода данных вносится следующая информация об изотопах: заряд ядра, символ изотопа, его атомная масса, период полураспада и активности для следующих моментов времени после взрыва – 1ч, 6ч, 12ч, 1сут, 5сут, 10сут, 20сут, 30сут, 45сут, 90сут и 1 год, затем количество b-переходов для каждого радионуклида, максимальная граничная энергия каждого  b-спектра , интенсивность каждого b-перехода (% на распад), средняя энергия для каждого b-спектра и тип каждого перехода по степени запрещенности.

Исходные данные использовались как входные параметры в расчетных формулах Левинджера, модифицированных Кроссом для точечного и протяженных изотропных источников.

Результатом работы расчетного модуля базы данных является получение таблиц и графиков, характеризующих:

Программный комплекс позволяет получить значения мощности дозы от точечного и бесконечного плоского источника в зависимости от расстояния для любого изотопа, любого b-перехода изотопа, а также зависимости мощности дозы от возраста изотопов.

Для функций дозового ослабления от плоского изотропного источника расхождение результатов расчетов с помощью программного модуля и данных Кросса незначительно и оно не превышает 10%. Отмеченные обстоятельства позволяют использовать расчетный модуль нашего программного комплекса для решения прикладных задач в области радиоэкологии.

С использованием расчетного модуля и созданной базы данных была получена зависимость средней энергии бета-излучения продуктов мгновенного деления разного возраста.

Представленные результаты показывают существенную зависимость мощности дозы бета-излучения на фиксированной глубине тканеэквивалентного поглотителя от возраста. Данное обстоятельство свидетельствует о том, что поглощенная доза бета-излучения ПЯД в том или ином критическом органе живого организма будет разной в зависимости от возраста ПЯД.  При этом будут различаться и биологические эффекты.