Beräkning av stråldos från intern strålning, 13.6.2014ST 7.3

Detta direktiv är i kraft från och med den 1.9.2014 tills vidare. Detta direktiv ersätter direktiv ST 7.3, Beräkning av stråldos från intern strålning av 23.9.2007.

Helsingfors 2014
ISSN 1456-8160
ISBN 978-952-309-224-2 (tryckt)
Grano Oy 2015
ISBN 978-952-309-225-9 ( pdf)
ISBN 978-952-309-226-6 (html)


Grund för bemyndigandet

Den som bedriver strålningsverksamhet ansvarar enligt strålskyddslagen för att verksamheten är säker. Verksamhetsutövaren är skyldig att sörja för, att den säkerhetsnivå som framläggs i ST-direktiven förverkligas och upprätthålls.

Strålsäkerhetscentralen ger med stöd av 70 § 2 mom. i strålskyddslagen (592/1991) allmänna anvisningar, strålsäkerhetsanvisningar (ST-direktiv) beträffande säkerheten vid användning av strålning och vid övrig strålningsverksamhet.

Detta direktiv innehåller krav som gäller verkställandet av rådets direktiv
96/29/Euratom; EGT Nr L 159, 29.6.1996, sid. 1.


1 Allmänt

För övervakning av strålningsexponering är det nödvändigt att bestämma eller uppskatta dosen från såväl extern som intern strålning. Då strålningsexponeringen jämförs med dosgränserna bör man beakta den totala stråldosen från olika strålkällor.

Detta direktiv anger hur den intecknade effektiva dosen från intern strålning ska beräknas och anger också de för beräkningarna behövliga omvandlingskoefficienterna.

Bestämmelser om dosgränserna (maximivärdena för strålningsexponering) ges i 2 kapitlet i strålskyddsförordningen (1512/1991). Bestämmelser om Strålsäkerhetscentralens rätt att utfärda direktiv om beräkning av stråldosen ges i 7 § i strålskyddsförordningen. Tillämpningen av dosgränserna behandlas i direktiv ST 7.2, vilket även definierar de vanligaste storheterna och begreppen inom övervakning av exponering. Övervakning av exponering och registrering av doser i Strålsäkerhetscentralens dosregister behandlas i Strålsäkerhetscentralens direktiv ST 7.1 och ST 7.4.


2 Hur intecknad effektiv dos beräknas

Den intecknade effektiva dosen E(τ) definieras enligt följande:

       (1)

där

w T är viktningsfaktorn för vävnaden T

H T (τ) är den intecknade ekvivalentdosen i vävnaden T över tiden τ.

Integrationstiden τ är 50 år för vuxna och (70-n) för barn, där n är barnets ålder. Enheten för intecknad effektiv dos är sievert (Sv).

I praktiken beräknas den intecknade effektiva dosen ur de aktiviteter av radioaktiva ämnen som kommit in i kroppen, dvs. ur intagen. Intag avser aktiviteten av radioaktivt ämne som tagits in oralt genom att svälja eller genom inandning oberoende av vilken andel av aktiviteten avlägsnas med utandningen. Den intecknade effektiva dosen E(τ) för en person i åldersgrupp g kan härvid beräknas ur följande uttryck:

       (2)

där

h(g) j,s och h (g) j,h är dosomvandlingskoefficienterna för radionukliden j för oralt intag ( s), respektive inandning ( h), för en person i åldersgrupp g.

J j,s och J j,h är aktiviteterna (intaget) för radionukliden j som kommit in i kroppen genom oralt intag och inandning.

Dosomvandlingskoefficienten *) h(g) är lika med den intecknade effektiva dosen per aktivitetsenhet (intag). Omvandlingskoefficientens enhet är Sv·Bq -1.

Då dosomvandlingskoefficienterna används måste man känna intagen av radioaktiva ämnen. I vissa fall kan intaget beräknas eller uppskattas på basis av mätning av aktiviteten direkt ur kroppen eller indirekt ur utsöndrat material eller andra prov från kroppen.

Intag behandlas i direktiv ST 1.9 och bestämning av intaget på basis av mätresultat behandlas t.ex. i ICRP Publication 78.


3 Dosomvandlings-koefficienter som behövs för beräkning av intecknad effektiv dos

Värden för dosomvandlingskoefficienterna för olika nuklider anges i tabellform som bilaga till detta direktiv. Värden för omvandlingskoefficienterna för sönderfallsprodukterna för isotoperna 222Rn (radon) och 220Rn (toron) anges emellertid separat i punkt 4.1 eftersom dosberäkningsgrunderna för radon och toron avviker från dosberäkningsgrunderna för övriga nuklider.

Dosomvandlingskoefficienternas värden beror förutom av intagssättet även på åldern hos den person som fått det radioaktiva ämnet i kroppen. Åldersgrupperna g för vilka koefficienterna angivits är: under 1, 1–2, 2–7, 7–12, 12–17 och över 17 år.

Vid beräkning av den intecknade effektiva dosen från inandade radioaktiva ämnen måste man ytterligare ta i betraktande partikelstorleken hos ämnet som kommit in i lungorna och hur snabbt ämnet borttransporteras ur lungorna. Dosomvandlingskoefficienternas värden anges för fyra lungabsorptionsklasser, som beskriver hur snabbt föreningen eller ämnet i fråga absorberas från lungorna i kroppsvätskorna:

• V = mycket snabb absorption
• F = snabb absorption
• M = måttligt snabb absorption
• S = långsam absorption.

Partikelstorleken hos ett ämne som andats in i lungorna uttrycks med hjälp av begreppet AMAD (Activity Median Aerodynamic Diameter). Värden för dosomvandlingskoefficienterna anges för två AMAD-värden, 1 µm och 5 µm. Om partikelstorleken inte är känd, används värdet 5 µm vid beräkning av dosen för arbetstagare i strålningsarbete.

Mängdandelen oralt intaget grundämne eller kemisk förening som från matsmältningskanalen upptas i kroppsvätskorna beskrivs med överföringsfaktorn f 1 . Värden för överföringsfaktorerna är angivna i bilagans tabeller **) .

Tabell A i bilagan anger värden för dosomvandlingskoefficienterna för oralt intagna radionuklider för olika åldersgrupper ur befolkningen. Tabell B anger värden för omvandlingskoefficienterna för inandade nuklider för olika åldersgrupper ur befolkningen och för olika lungabsorptionsklasser. Värdena i tabellerna A och B tillämpas också på studerande och praktikanter som fyllt 16 men inte 18 år då de i sin yrkesutbildning deltar i användning av strålkällor. Tabellerna A och B anger dessutom värden för överföringsfaktorerna f1 för oralt intagna nuklider och för den del av intaget av inandade nuklider som överförs från lungorna till matsmältningskanalen.

Tabell C1 i bilagan anger värden för dosomvandlingskoefficienterna för oralt intagna eller inandade radionuklider för arbetstagare i strålningsarbete. För intag genom inandning anges värden för omvandlingskoefficienterna för olika AMAD-värden (koefficientbeteckningar h(g) 1µm och h(g) 5µm) och för olika lungabsorptionsklasser. Tabell C1 anger även värden för överförings­koefficienterna f 1 . Tabell C2 anger värden för omvandlingskoefficienterna för genom inandning intagna vattenlösliga eller reaktiva gaser och ångor, för arbetstagare i strålningsarbete.

Tabell D i bilagan anger värden för överföringskoefficienterna f 1 för oralt intagna ämnen för arbetstagare i strålningsarbete, indelade enligt grundämne och kemisk förening. Tabellens värden kan tillämpas även för befolkningen.

Tabell E i bilagan anger lungabsorptionsklasser och värden för överföringskoefficienterna f 1 för inandade ämnen, indelade enligt grundämne och kemisk förening, för arbetstagare i strålningsarbete. Litteraturhänvisningar där man kan finna motsvarande data för befolkningen anges i tabell F.

Tabell G i bilagan anger värden för dosomvandlingskoefficienterna för inandade vattenlösliga eller reaktiva gaser och ångor för olika åldersgrupper ur befolkningen. Värdena för vuxna (över 17 år) gäller också för arbetstagare i strålningsarbete. Tabell G kompletterar data i tabell C2.

Lungabsorptionsklasserna behandlas i publikationerna ICRP Publication 72 och 78.


4 Exponering orsakad av ädelgaser ska bedömas separat

4.1 Radon och toron

Den effektiva dos som orskakas av exponering för radon och toron beror på dessa nukliders kortlivade sönderfallsprodukter som deponeras i lungorna genom inandning. Den effektiva dosen E beräknas ur ekvationen

E = h · W       (3)

där

h är omvandlingskoefficienten för sönderfallsprodukterna

W är den potentiella alfaenergiexponeringen.

Med den potentiella alfaenergi som uppkommer i sönderfallskedjorna för radon och toron avses den totala alfaenergi som emitteras då dotterprodukter till radon och toron sönderfaller fullkomligt:

• vid sönderfall av radon till 210Pb ( 210Pb ej inräknat)
• vid sönderfall av toron till stabilt 208Pb.

Enheten för potentiell alfaenergi är joule (J).

Med alfaenergikoncentration avses potentiell alfaenergi per volymenhet. Den potentiella alfaenergiexponeringen W är lika med alfaenergikoncentrationen multiplicerad med exponeringstiden, och dess enhet är J·h·m- 3.

Enheten för omvandlingskoefficienten h för sönderfallsprodukterna är Sv·J -1·h -1·m 3. För koefficienterna används följande talvärden ***) :

• radon i bostäder 1,1
• radon på arbetsplatser 1,4
• toron på arbetsplatser 0,5.

4.2 Övriga ädelgaser

För en person omgiven av radioaktiv ädelgas är den effektiva dosen från inandad gas i lungorna i allmänhet obetydlig jämförd med dosen från externstrålning. Den effektiva dosen E från externstrålning kan beräknas ur ekvationen:

      (4)

där

h j är omvandlingskoefficienten för nukliden j

c j är aktivitetskoncentrationen för nukliden j eller medelvärdet för koncentrationen över exponeringstiden

t j är exponeringstiden för nukliden j.

Tabell H i bilagan anger värden för omvandlingskoefficienterna hj för argon-, krypton- och xenon-isotoperna. Omvandlingskoefficientens enhet är Sv·d -1·Bq -1·m 3.


Litteratur

  1. International Commission on Radiological Protection. Limits for intakes of radionuclides by workers. ICRP Publication 30 (Part 1). Annals of the ICRP 1979; 2 (3–4).
  2. International Commission on Radiological Protection. Human respiratory tract model for radiological protection. ICRP Publication 66. Annals of the ICRP 1994; 24 (1–3).
  3. International Commission on Radiological Protection. Dose coefficients for intakes of radionuclides by workers. ICRP Pub­lication 68. Annals of the ICRP 1994; 24(4).
  4. International Commission on Radiological Protection. Age-dependent doses to members of the public from intake of radionuclides – Part 5 Compilation of ingestion and inhalation dose coefficients. ICRP Publication 72. Annals of the ICRP 1995; 26(1).
  5. International Commission on Radiological Protection. Individual monitoring for internal exposure of workers, (Replacement of ICRP Publication 54). ICRP Publication 78. Annals of the ICRP 1998; 27(3–4).
  6. International Atomic Energy Agency. Radiation protection and safety of radiation sources: International basic safety standards. IAEA Safety Standards No. GSR Part 3 (Interim). Vienna; IAEA: 2011.
  7. Delacroix, D. et al, Radionuclide and Radiation Protection Data Handbook, Radiation Protection Dosimetry 2002; 98 (1): 9–18.

*) Nedre index har utelämnats då det ur sammanhanget framgår vilken omvandlingskoefficient avses eller då man avser omvandlingskoefficienter i allmänhet.

**) f1-faktorerna behövs inte vid de dosberäkningar som beskrivs i detta direktiv, men är angivna för att indikera mängdandelen ämne som från magsmältningskanalen upptas till kroppsvätskorna. f1-faktorerna behövs för beräkning av h(g)-koefficienter.

***) Källa: EU-direktiv 96/29/Euratom, Bilaga III, punkt C.


Bilaga

Omvandlingskoefficienter och parametrar för beräkning av intecknad effektiv dos

TABELL A Värden för dosomvandlingskoefficienter h(g) för oralt intagna radionuklider, för befolkningen.

TABELL B Värden för dosomvandlingskoefficienter h(g) för inandade radionuklider, för befolkningen.

TABELL C1 Värden för dosomvandlingskoefficienter h(g) för oralt intagna eller inandade radio-nuklider, för arbetstagare i strålningsarbete.

TABELL C2 Värden för dosomvandlingskoefficienter h(g) för inandade vattenlösliga eller reaktiva gaser och ångor, för arbetstagare i strålningsarbete.

TABELL D Värden för överföringskoefficienter f 1 för oralt intagna ämnen, indelade enligt grundämne och kemisk förening, för arbetstagare i strålningsarbete. Koefficienterna kan tillämpas även för befolkningen.

TABELL E Lungabsorptionsklasser och värden för överföringskoefficienter f 1 för inandade ämnen, indelade enligt grundämne och kemisk förening, för arbetstagare i strålningsarbete.

TABELL F Litteraturhänvisningar för lungabsorptionsklasser för exponering genom inandning av grundämnen och föreningar, för befolkningen.

TABELL G Värden för dosomvandlingskoefficienter h(g) för inandade vattenlösliga eller reaktiva gaser och ångor, för befolkningen.

TABELL H Värden för omvandlingskoefficienter h j för effektiv dos orsakad av ädelgaserna argon, krypton och xenon, för vuxna personer.