Создание и верификация взаимосогласованной базы входной информации имитационной модели транспорта радионуклидов Cs-137 и I-131 по пищевой цепочке на инструментальных радиоэкологических данных (по материалам «Пражского» и «Варшавского» сценариев проекта МАГАТЭ EMRAS)

DOI: 10.21870/0131-3878-2019-28-3-5-23

Власов О.К.¹, Краевский П.², Бартускова М.³, Малатова И.⁴, Щукина Н.В.¹, Чекин С.Ю.¹, Туманов К.А.¹, Звонова И.А.⁵

«Радиация и риск». 2019. Том 28. № 3, с.5-23

Сведения об авторах

Власов О.К.¹ – зав. лаб., д.т.н. Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: (484) 399-32-45; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Краевский П.² – директор, проф. ЦЛРЗ.
Бартускова М.³ – зав. лаб., д-р философии. Филиал НИРЗ.
Малатова И.⁴ – с.н.с., к.физ.н. НИРЗ.
Щукина Н.В.¹ – с.н.с.
Чекин С.Ю.¹ – зав. лаб.
Туманов К.А.¹ – зав. лаб., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.
Звонова И.А.⁵ – гл.н.с., д.т.н. ФБУН НИИРГ им. П.В. Рамзаева.

¹ МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Обнинск.
² Центральная лаборатория радиологической защиты, Варшава, Польша.
³ Филиал Национального института радиационной защиты, Острава, Чехия.
⁴ Национальный институт радиационной защиты, Прага, Чехия.
⁵ ФБУН НИИРГ им. П.В. Рамзаева, Санкт-Петербург.

Аннотация

Излагается технология создания взаимосогласованной базы входных данных имитационной радиоэкологической модели после радиационной аварии с выбросом продуктов в атмосферу. В набор данных для объектов исследования (населённые пункты или их ареалы) входят средние за период основных выпадений или временные зависимости удельных объёмных активностей ¹³⁷Cs в атмосфере, осадки в период выпадений, плотности выпадения ¹³⁷Cs. Данные плотностей выпадения ¹³⁷Cs на территориях центральных частей регионов Мазовии (Польша) и Богемии (Чехия) после аварии на ЧАЭС, метеоданные об осадках и инструментальные данные о динамике активностей ¹³¹I и ¹³⁷Cs в атмосфере указывают на их слабую пространственную вариабельность, что свидетельствует о сравнительно однородной структуре параметров радиоактивного загрязнения атмосферы и слабых локальных осадках в период основных радиоактивных выпадений в этих регионах. Максимальные значения удельных объёмных активностей ¹³¹I и ¹³⁷Cs атмосфере в период первого пика выпадений в Богемии и Мазовии практически совпадают. В Мазовии в период с 11 по 13 сутки после аварии, в отличие от Богемии, наблюдался второй пик активностей ¹³¹I и ¹³⁷Cs в атмосфере с их максимальными значениями приблизительно на порядок меньшими, чем в первом пике. Интегралы удельных объёмных активностей ¹³¹I и ¹³⁷Cs в кБк/м³сут составили в Мазовии 0,39 и 0,023 соответственно; в Богемии – 0,2 и 0,03 соответственно. Среднее за период основных выпадений значение отношения удельных объёмных активностей ¹³¹I к ¹³⁷Cs в атмосфере Мазовии было равно 17,2, что в 2,3 раза больше, чем в Богемии, равном 7,1. Несогласование базы входных данных проявляется в существенных различиях в инструментальных плотностях выпадения ¹³⁷Cs в населённых пунктах и реконструированных по модели прямого расчёта: активность ¹³⁷Cs в атмосфере – метеоданные об осадках. Для согласования входных данных используются модели однородного облака – неоднородных осадков и неоднородного облака – однородных осадков. В целом для населённых пунктов прямой расчёт плотностей выпадения ¹³⁷Cs по модели несогласованных данных (однородное облако – метеоданные об осадках) даёт существенное отличие как от инструментальных данных, так и от моделей согласованных данных (однородное облако – неоднородные эффективные осадки) и (неоднородное облако – однородные осадки по метеоданным). Причём тем большее, чем больше плотность выпадения ¹³⁷Cs. При существовавшей динамике параметров активностей радионуклидов в атмосфере влияние осадков на плотности выпадения ¹³¹I и ¹³⁷Cs и удельные активности ¹³¹I и ¹³⁷Cs в растительности начинает прояв-ляться только при их величинах, больших 0,2 мм. Для травы оно заканчивается при осадках, больших 1-2 мм. Для ¹³¹I это влияние меньше, чем для ¹³⁷Cs. Существовавшие в регионах различия в динамике активностей ¹³⁷Cs и ¹³¹I в атмосфере привели к тому, что плотности «сухих» выпадений ¹³¹I и его выпадений с осадками 10 мм на растительность были в 1,8 и 2,1 раз больше, чем в Богемии, а для ¹³⁷Cs – меньше соответственно в 1,8 и в 1,4 раза. Фактически это означает, что в таком же соотношении были и дозы внутреннего облучения щитовидной железы и доз на всё тело населения Мазовии и Богемии. Использование взаимосогласованных данных, в первую очередь осадков в период выпадений и параметров загрязнения атмосферы, приводит к адекватному воспроизведению инструментальных данных о плотностях выпадений ¹³⁷Cs на местность, к существенному уменьшению неопределённостей транспорта ¹³⁷Cs и ¹³¹I по пищевой цепочке и, как следствие, более точной реконструкции доз внутреннего облучения населения загрязнённых территорий.

Ключевые слова
Авария на ЧАЭС, имитационная модель в радиоэкологических исследованиях, проект МАГАТЭ EMRAS, активность ¹³⁷Cs и ¹³¹I в атмосфере, формы ¹³¹I в атмосфере, осадки за период выпадений, плотность выпадений ¹³⁷Cs на почву, верификация радиоэкологической модели, транспорт радионуклидов по трофической цепочке, реконструкции доз внутреннего облучения.

Список цитируемой литературы

1. Environmental Modelling for Radiation Safety (EMRAS): a summary report of the results of the EMRAS programme (2003-2007). IAEA-TECDOC-1678. Vienna: IAEA, 2012. 60 p.

2. Bartusková M., Malátová I., Berkovskyy V., Krajewski P., Ammann M., Filistovic V., Homma T., Horyna J., Kanyár B., Nedveckaite T., Vlasov O., Zvonova I. Radioecological assessments of the iodine working group of IAEA's EMRAS programme: presentation of input data and analysis of results of the Prague scenario //Radioprotection. 2009. V. 44, N 5. P. 295-300.

3. Власов О.К. Радиоэкологическая модель транспорта радионуклидов йода и цезия по пищевым цепочкам после радиационных аварий с выбросом в атмосферу для исследований закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения. Часть 1. Описание, постановка и свойства агроклиматического блока модели //Радиация и риск. 2013. Т. 22, № 2. С. 16-34.

Полный текст статьи