Radon és leányelemeihez kapcsolódó dóziskonverziós tényezők számítása komplex numerikus modellek és saját fejlesztésű szoftver segítségével

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Radon és leányelemeihez kapcsolódó dóziskonverziós tényezők számítása komplex numerikus modellek és saját fejlesztésű szoftver segítségével"

József Szilágyi
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Radon és leányelemeihez kapcsolódó dóziskonverziós tényezők számítása komplex numerikus modellek és saját fejlesztésű szoftver segítségével Farkas Árpád és Balásházy Imre MTA Energiatudományi Kutatóközpont XXXIX. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, május 14

Farkas Árpád és Balásházy Imre MTA Energiatudományi Kutatóközpont

3 Bevezető 60 Co c = 110 TBq d = 1m egy óra alatt, 40 Sv dózist kapna egy ember, ha a mexikói forrástól 1 méterre tartózkodna konverzió 0,35 mgy/(gbq h) 6 perc = félhalálos dózis sugarbio.blogspot.hu

4 Bevezető Dóziskonverzió (radonra): Sugárexpozíció c és t (WLM) Effektív dózis msv msv/wlm vagy msv/[(bq/m 3 ) h] Effektív dózis: WLM = WL 170 h 1 WL = MeV/l WLM munkaszint hónap WL munkaszint

5 Bevezető Epidemiológia: dolgozók népesség Tüdőrák kockázat: 5, msv -1 7, msv -1 (ICRP60, 1991) 4, msv -1 5, msv -1 (ICRP103, 2007) Tüdőrák kockázat: 2, WLM -1 (ICRP65, 1993) 5, WLM -1 (ICRP115, 2010) DCF (régi): DCF (új): 5 msv/wlm 4 msv/wlm 12 msv/wlm 9 msv/wlm

(ICRP103, 2007) Tüdőrák kockázat: 2,8 10-4 WLM -1 (ICRP65, 1993) 5,0 10-4

6 Módszer Modell: légtéri aktivitás, energia 1 2 légutakban kiülepedett aktivitás, energia szövetben elnyelt energia, dózis aktivitáskoncentrációk szabad hányad DCF légzési paraméterek 1 Részecskedepozíciós tüdőmodell(ek) 2 Dozimetriai modell

dózis aktivitáskoncentrációk szabad hányad DCF légzési

7 Módszer 1. Részecskedepozíciós tüdőmodell(ek) 1a. Sztochasztikus Tüdőmodell (eredetileg Koblinger & Hofmann),

8 Módszer 1b. Numerikus áramlástani (CFD) modell - kis részekre (cellákra) osztjuk a teret - lépésről-lépésre követjük az egyedi radioaktív részecskéket + átlagértékek helyett lokális kiülepedéseloszlást szolgáltat - nem alkalmazható egyszerre a teljes légzőrendszerre

9 Módszer Bomlási sor 222 Rn MeV 6 MeV MeV MeV 218 Po nap d 3.05 perc perc 206 Po (stabil) MeV MeV 214 Pb perc perc 210 Po 0.020,02 % % 214 Bi perc perc 210 Bi nap nap nap nap 6 MeV 5.5 MeV % % MeV MeV 210 Tl 1.32 perc perc 214 Po 164 s 210 Pb 21 év alfa-bomló rövid felezési idejű izotópok: 218 Po, 214 Po modellezett radon leányelemek: 218 Po, 214 Pb, 214 Bi/ 214 Po kitapadt radon leányelemek: 218 Po, 214 Pb, 214 Bi/ 214 Po ki nem tapadt radon leányelemek: 218 Po

5 MeV 99.8 99.98% % 7.69 7.69 MeV MeV 210 Tl 1.

10 2. Dozimetriai modell Módszer Bronchiális rész Bronchioláris és acináris rész ICRP66 (1994) modellt alkalmazzuk: AF i 6 MeV-es alfa-részecske ( 218 Po) 7.69 MeV-es alfa-részecske ( 214 Po)

11 Alkalmazás: lakás és uránbánya Expozíciós és légzési adatok Lakás légzési paraméterek légzési mód orrlégzés ICRP66, 1994 FRC (l) 3,3 ICRP66, 1994 légzési térfogat (l) 0,75 ICRP66, 1994 légzési ciklusidő (s) 5 ICRP66, 1994 aeroszol paraméterek AMAD (nm) kitapadt: 200 ki nem tapadt: 1 BEIR VI, 1999 aktivitáskoncentráció ( 218 Po/ 214 Pb/ 214 Bi) arányok 0,58/0,44/0,29 BEIR VI, 1999 Uránbánya légzési paraméterek ki nem tapadt hányad (%) 6 Haninger, 1997 légzési mód orrlégzés ICRP66, 1994 FRC (l) 3,3 ICRP66, 1994 légzési térfogat (l) 1,25 ICRP66, 1994 Légzési ciklusidő (s) 3 ICRP66, 1994 aeroszol paraméterek AMAD (nm) kitapadt: 200 ki nem tapadt: 1 BEIR VI, 1999 aktivitáskoncentráció ( 218 Po/ 214 Pb/ 214 Bi) arányok 0,6/0,29/0,21 BEIR VI, 1999 ki nem tapadt hányad (%) 1 Samet, 1989

Uránbánya légzési paraméterek ki nem tapadt hányad (%) 6 Haninger, 1997 légzési mód orrlégzés ICRP66, 1994 FRC (l) 3,3 ICRP66, 1994 légzési térfogat (l) 1,25 ICRP66, 1994 Légzési ciklusidő (s) 3

12 Szoftverfejlesztés Sugárexpozíciós adatok Légzési adatok Visual Fortran kód DCF Elvárások: egyszerű, átlátható, könnyen használható felhasználóbarát flexibilis, könnyen továbbfejleszthető

13 Eredmények, részecskekiülepedés Kiülepedéseloszlások felső légúti régió bronchiális régió

14 Eredmények, részecskekiülepedés Kiülepedési frakciók ki nem tapadt hányad kiülepedési frakciója (f i1 ) kitapadt hányad kiülepedési frakciója (f i1 ) teljes kiülepedési frakció (F i ) ET 0,906 0,072 - BB 0,0664 0,0067 0, bb 0,0194 0,029 0, Ac 0,0002 0,12 0, ET 0,83 0, BB 0,0899 0,0049 0,00575 bb 0,0671 0,023 0, Ac 0, ,124 0, Lakás Bánya

0,906 0,072 - BB 0,0664 0,0067 0,010282 bb 0,0194 0,029 0,028424 Ac 0,0002 0,12 0,112812 ET

15 Eredmények, dózikonverziós faktorok A B A B

16 Felhasználói grafikus felület Eredmények, szoftver

17 DCF DCF Eredmények, szoftver alkalmazása 1 Példa: érzékenység vizsgálat, a ki nem tapadt hányad (f p ) hatása 9,5 9 Lakás 18,5 18 Bánya 8,5 17,5 DCF ,5 16,5 16 DCF ,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 15,5 0,001 0,006 0,011 0,016 0,021 0,026 0,031 fp (%) fp (%) DCF 0 ±13% DCF 0 ±16%

DCF 0 17 8 7,5 16,5 16 DCF 0 7 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 15,5 0,001

18 Következtetések Az egyre pontosabb epidemiológiai eredmények, másfelől a sugárbiológia és a modellfejlesztés újabb és újabb eredményei időről-időre aktuálissá teszik a DCF-ek frissítését Jelen munkában sikerült egy összetett (CFD+ST modell) kiülepedési modellt ötvözni egy az eddigieknél realisztikusabb dozimetriai modellel A DCF eredmények jól illeszkednek az utóbbi időkben számítottakkal, remélhetőleg pontosabbak is azoknál A kifejlesztett szoftver bizonyítottan alkalmas DCF-ek számítására az expozíciós és légzési paraméterek széles tartományában, valamint paraméter érzékenység vizsgálatra

realisztikusabb dozimetriai modellel A DCF eredmények jól illeszkednek az utóbbi időkben számítottakkal, remélhetőleg pontosabbak is azoknál A

19 A munka az Európai Unió és Magyarország támogatásával a TÁMOP A/ azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretei között valósult meg. Köszönöm a figyelmet!

hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása

Hasonló dokumentumok

Radon leányelemek depozíciója és tisztulása a légzőrendszerből

Radon leányelemek depozíciója és tisztulása a légzőrendszerből Füri Péter, Balásházy Imre, Kudela Gábor, Madas Balázs Gergely, Farkas Árpád, Jókay Ágnes, Czitrovszky Blanka Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam