Relativa stråldosbidrag till människa från fissionsprodukter av U-235 - Beräknade resultat för relativa stråldosbidrag vid inhalation, oralt intag samt extern exponering

Syftet med detta arbete var att beräkna de relativa bidragen till effektiv stråldos eller effektiv stråldoshastighet vid fission av U-235. Dessa beräkningar har genomförts för olika typer av exponering eller exponeringsfall. Med detta menas att vid en verklig händelse kan flera exponeringsfall förekomma, d.v.s. en person kan samtidigt exponeras från såväl omgivningen via radioaktivitet i omgivande luft som från en markbeläggning och såväl via intern exponering via inhalation som oralt intag. Beräkningarna har genomförts med hjälp av ett mjukvarubaserat beräkningsverktyg som beräknar vilka fissionsprodukter som bildas vid fission av U-235. Vidare kan verktyget beräkna hur den specifika radioaktiviteten hos dessa förändras, samt vilka sönderfallsprodukter som bildas över tid. Dessa resultat har sedan använts för att tillsammans med dosfaktorer tagna från referenslitteratur beräkna den totala effektiva stråldosen eller dosraten (stråldoshastigheten) för samtliga fissionsprodukter vid antagna tidpunkter och exponeringsfall. De antagna tidpunkterna för exponering spänner från 1 minut upp till 70 år efter explosion. Arbetet baseras på antagandet att förändringar över tid i nuklidsammansättning och aktivitet endast påverkas av radioaktivt sönderfall samt inväxt genom bildandet av sönderfallsprodukter. Detta innebär att andra faktorer som kan förändra nuklidsammansättningen beroende på ämnens kemiska och fysikaliska form eller påverkan av meteorologi inte ingår inte i detta arbete. De exponeringsfall som valts är för extern exponering: homogen fördelning av radioaktivitet i omgivande luft, ytbeläggning på mark, samt markbeläggning där nedfallet är homogent fördelat i den översta centimetern av marklagret. För intern exponering har två fall valts: inhalation (inandning) samt oralt intag. Resultatet från beräkningarna kan sedan användas för att välja ut en eller flera radioaktiva nuklider som är av intresse vid en given tidpunkt och exponeringsfall. Det finns ett flertal anledningar till sådana urval. Det kan vara att den eller de nuklider som bidrar mest till effektiv stråldos eller stråldoshastighet eftersöks. Sådana behov kan t.ex. genereras av hur det aktuella strålskyddet bör prioriteras och utformas. Vidare kan anledningen till urvalskriteriet vara baserad på vilka nuklider som är bäst lämpade för gamma-spektrometriska analyser. Resultaten kan också användas för att beräkna vilka effektiva stråldoser eller stråldoshastigheter som varit aktuella ur ett historiskt perspektiv. Detta görs genom att använda en långlivad nuklids radioaktivitet och sedan korrigera med avseende på sönderfall och omfördelning i miljön. Omfördelningen över tid kan bero på t.ex vattenavrinning, nedträngning i mark eller jordbruk och djurhållning. Sammantaget gäller att den effektiva stråldosen eller dosraten som fås av fissionsprodukterna vid fission av U-235 vid en given tidpunkt och exponeringsfall kan beräknas givet de antaganden som gjorts. D.v.s. om en specifik nuklid kvantifieras och dess dosfaktor för aktuellt exponeringsfall hämtas från referens kan dess enskilda bidrag till effektiv stråldos beräknas. Sedan kan den totala effektiva stråldosen eller dosraten beräknas utifrån dess relativa bidrag. Resultaten presenteras i tabellform för respektive exponeringsfall samt vid de utvalda tidpunkterna efter explosion. Slutligen ges tre exempel på beräkning som kan genomföras med hjälp av bifogade resultat. Två av dessa baseras på beräkningar av den uppskattade totala dosraten för två exponeringsfall där all radioaktivitet ligger homogent fördelat på, eller i den översta centimetern av markytan. Beräkningsexemplet baseras på en fiktiv mätning av markdeposition 1 år efter explosion vilket antas ge en marbeläggning av 105 Bq/m2 av Cs-137. Detta resulterar då i en total dosrat av 2,1 Sv/h 1 timme efter explosion för exponeringsfallet där all markbeläggning ligger på ytan. Om motsvarande beräkning görs för tidpunkten 1 år efter explosion och med beläggningen homogent fördelad i den översta centimetern av marken ger det en dosrat av 50 nSv/h. Det sista exemplet baseras på beräkning av den uppskattade markkoncentrationen av Cs-137 som bör finnas om en doshastighetsmätning genomförs i fält och ger ett mätresultatet på 1 Sv/h. Detta motsvarar enligt de angivna förutsättningarna en uppskattad markoncentration av 40 000 Bq/m2 Cs-137 på ytan.