Плутоний является альфа-излучающим элементом. В Своде федеральных нормативов США, а именно в разделе 40 CFR 141.15, устанавливается предельно допустимая концентрация (ПДК) содержания загрязняющего вещества по активности альфа-частиц в целом в питьевой воде, равная 15 пикокюри на литр (пКи/л). В следующем разделе 40 CFR 141.16 устанавливается предельно допустимая доза в 4 миллибэр (мбэр) в год для большинства бета-излучающих радионуклидов, попадающих через питьевую воду. Расчет содержания этих двух радионуклидов, при котором будет создаваться предельно допустимая доза (ПДК) в 4 мбэр, основан на коэффициентах преобразования дозы, которые впервые были опубликованы в 1963 г. Национальным бюро стандартов¹. Коэффициенты преобразования дозы были обновлены в 1988 г. и опубликованы в документе Агентства по охране окружающей среды (EPA), называемом Regulation Guide 11², но ПДК по расчету активности альфа-частиц в целом в питьевой воде (15 пКи/л) до сих пор основан на старых коэффициентах преобразования дозы. Учитывая этот факт, решите следующую задачу:

1. а. В Regulation Guide 11 коэффициент преобразования дозы для взрослого человека по плутонию-239 на костную поверхность (в данном случае, на критический орган) составляет 1,76 ґ 10-5 зиверт на беккерель (Зв/Бк). Чему равен коэффициент преобразования дозы в миллибэр на пикокюри (мбэр//пКи), если 1 Зв = 105 мбэр, а 1 Бк = 27 пКи?

б. Если бы предельно допустимая концентрация (ПДК) для скважин с питьевой водой в соответствии с нормативами составляла 15 пКи/л, какую бы дозу получал человек на литр воды?

в. В нормативах предельно допустимой дозы (ПДД) предполагается, что средний человек выпивает точно два литра воды в день. Если бы человек действительно выпивал столько воды, какую бы дозу он/она получил за год длиной в 365 дней?

г. Во сколько раз это превышает ПДД 4 мбэр в год, зафиксированную в разделе 40 CFR 141.16?

д. Чему должен быть равен ПДК содержания загрязняющего вещества по плутонию, чтобы выполнялось требование по ПДД 4 мбэр в год, установленной для большинства бета-излучающих радионуклидов? [Подсказка: используйте ответ задачи (г).]

е. Какой вывод можно сделать из этого упражнения?

2. Верно или нет? В нормативно-правовой практике предполагается, что альфа-излучение наносит в 20 раз больше вреда на единицу энергии, поглощенной телом, чем бета-излучение. (Бонусный вопрос.)

3. Какая из предложенных моделей является наиболее консервативной для оценки доз облучения будущих поколений, если все остальные условия равны?

Ответы

Примечание:

1. Maximum Permissible Body Burdens and Maximum Permissible Concentration of Radionuclides in Air or Water for Occupational Exposure, (Handbook 69), National Bureau of Standards, 1963.
2. Federal Guidance Report No. 11: Eckerman et al., Limiting Values of Radionuclide Intake and Air Concentration and Dose Conversion Factors for Inhalation, Submersion, and Ingestion (Spine title: ALIs, DACs & Dose Conversion Factors), EPA 520/1-88-020, Oak Ridge, TN: Oak Ridge National Laboratory; Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency, Office of Radiation Programs, September 1988.