Использование метода Монте-Карло для расчета дозы внешнего облучения при радиоактивном загрязнении речной системы

• Автор: Тараненко, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Оглавление

Основные обозначения и сокращения.

Введение
Глава 1. Аналитический обзор результатов исследований уровней внешнего облучения на реке Теча, загрязненной радиоактивными отходами ПО Маяк.

1.1. Описание радиоэкологической ситуации на реке Теча

1.2. Радиационная обстановка на территории ближайшего к месту сбросов НП Метлино.

1.2.1. Мощности дозы в воздухе в начальный период после загрязнения реки

1.2.2. Динамика уровней внешнего облучения после отселения жителей

в году.
1.2.3. Результаты исследований накопленной дозы в строительных материалах из НП Метлино.

Глава 2. Развернутая постановка задачи и методы ее решения.

2.1. Общий вид уравнения переноса излучения.
2.2. Роль метода МонтеКарло в задачах на перенос излучения.л.
2.3. Описание программного обеспечения МСЫР, использованного для моделирования переноса излучений
2.3.1. Геометрия моделируемого пространства.
2.3.2. Методы оценки поглощенной энергии
2.3.3. Розыгрыш источника излучения.
2.3.4. Фотонэлектронные сечения взаимодействий и физические процессы
2.4. Общие подходы к моделированию распределения доз внешнего облучения
при радиоактивном загрязнении речной системы
2.5. Оценка подходов к задаче верификации доз в НП Метлино на тестовых моделях, имитирующих простейшие случаи геометрии облучения при радиоактивном загрязнении окружающей среды
2.5.1. Расчет энергетической зависимости кермы в воздухе для проскопараллельных источников в почве
2.5.2. Расчет воздушной кермы вблизи источника, имитирующего радиоактивное загрязнение дна и берегов реки.
2.5.3. Расчет кермы в воздухе в удалении от загрязненной радионуклидами
2.6. Расчет распределения дозы в строительной керамике по глубине.
2.7. Постановка задачи верификации дозы внешнего облучения в НП Метлино на реке Теча.
Глава 3. Моделирование соотношения поглощенной дозы внешнего облучения в воздухе и строительной керамики в НП Метлино.
3.1. Моделирование распределения поглощенной дозы на территории Метлино в гг. модель реки
3.1.1. Описание геометрии модели
3.1.2. Характеристика источников излучения
3.1.3. Конфигурация модельных детекторов
3.1.4. Оценки коэффициентов перехода от дозы в воздухе к дозе в кирпичах
3.2. Моделирование распределения поглощенной дозы возле Метлинской мельницы после г. модель пруда
3.2.1. Описание геометрии модели
3.2.2. Характеристика источников излучения
3.2.3. Конфигурация модельных детекторов
3.2.4. Оценка коэффициентов перехода от дозы в воздухе к дозе в кирпичах
3.3. Модификация моделей для учета экранирования излучения снегом и льдом в зимний период.
Глава 4. Анализ результатов оценки поглощенной дозы в строительной керамике и сопоставление с результатами измерений.
4.1. Схема расчета поглощенной дозы в строительной керамике по модели реки
за гг.
4.2. Схема расчета поглощенной дозы в строительной керамике по модели пруда за гг
4.3. Анализ факторов, влияющих на неопределенность результатов расчетов
4.3.1. Факторы неопределенности в модели реки.
4.3.2. Факторы неопределенности в модели пруда
4.4. Сравнительный анализ результатов расчета и люминесцентных измерений интегральной дозы в кирпичах с учетом неопределенности
Заключение.
Литература


Ретроспективные дозиметрические исследования радиационной ситуации на реке Теча представляют собой комплексную задачу, для решения которой используются архивные данные измерения концентрации радионуклидов в воде, донных отложениях и пойменных почвах, а также МПД в воздухе данные современных измерений, например, накопленной дозы в кварцсодсржащих строительных материалах методами ТА дозиметрии 3, а также, модельные расчеты. Сбросы радионуклидов в реку Теча привели к долговременному загрязнению всех компонентов речной системы воды, донных отложений и пойменных почв и, таким образом, образовался источник внешнего излучения сложной геометрии, параметры которого менялись со временем. Уровни радиационного воздействия на население были максимальны в селе Метлино, ближайшему к месту сбросов и расположенному в верховье реки Теча 6. Для верификации доз облучения жителей этого НП, рассчитанных по дозиметрической системе реки Теча Т1Ф5 , на основании имеющихся данных ТА дозиметрии 3 необходима детальная оценка распределения гаммаполей и поглощенных доз на берегу реки в месте отбора проб строительных материалов кирпичей. Цель работы состоит в решении задачи верификации поглощенной дозы ионизирующего излучения в воздухе в верховье реки Теча на основании данных люминесцентной дозиметрии с использованием моделирования переноса излучения методом МонтеКарло. Теча на территории НП Метлино в период с года, а также результаты люминесцентных измерений проб кирпича Метлинской мельницы. Цель формирование массива исходных данных, необходимых для моделирования в динамике геометрии расположения источников и детекторов излучения. Разработать и протестировать модели переноса фотонного излучения в геометрии, характерной для условий радиоактивного загрязнения компонентов типичной речной системы. Исследовать распределения поглощенной дозы в воздушных и керамических детекторах, расположенных на берегах реки. Рассчитать значения поглощенных доз в воздухе и образцах строительной керамики из НП Метлино для различных периодов времени от начала загрязнения реки Теча с использованием метода МонтеКарло на базе разработанных моделей. Разработать вероятностную схему вычисления поглощенной дозы в керамике и проанализировать чувствительность расчетной интегральной дозы относительно вариации основных параметров моделей. Провести сравнительный анализ результатов расчетов интегральной дозы в образцах строительной керамики и результатов измерений, полученных экспериментально люминесцентными методами. Метод исследования. Используется метод стохастического моделирования переноса излучения в веществе метод МонтеКарло. Применение данного метода позволяет рассчитать отношение дозы в воздухе в реперных точках к дозе в керамических детекторах, находящихся в местах отбора проб строительной керамики, а также оценить вероятностные распределения искомых дозовых величин. Метлино на реке Теча, на основании данных люминесцентной дозиметрии и результатов моделирования переноса излучения методом МонтеКарло. На основании анализа архивных данных и собственных измерений впервые восстановлена геометрия расположения основных источников гаммаизлучения, которые образовались в результате радиоактивного загрязнения реки Теча в НП Метлино на участке ниже Метлинской плотины. Впервые получены распределения поглощенных доз в воздухе и образцах строительной керамики из НП Метлино, обусловленные неопределенностью значений исходных параметров, характеризующих уровни радиоактивного загрязнения компонентов речной системы и геометрию облучения. Впервые показано, что реконструированные интегральные дозы в керамике и результаты люминесцентных измерений кирпичей статистически достоверно не отличаются друг от друга. Практическая значимость работы. Результаты моделирования переноса излучения методом МонтеКарло будут использованы для усовершенствования системы реконструкции доз внешнего облучения на реке Теча. Уточненные с учетом вариабельности параметров, результаты расчетов доз внешнего облучения могут быть использованы для более достоверной оценки риска отдаленных последствий у облученного населения.