[发明专利]一种鱼类对水中核素平衡状态浓集系数的估算方法及系统

说明书

本发明公开了一种鱼类对水中核素平衡状态浓集系数的估算方法及系统，方法包括：S100、基于鱼类生活特性以及放射性核素在生物体内的累积特性，将鱼各组织部位按照核素转移累积速度不同分为快速项和缓慢项，建立放射性核素在鱼体内与水环境之间的动态转移模型；S200、将动态转移模型代入平衡状态浓集系数的定义方程，求解得到鱼类对水中放射性核素的平衡状态下的浓集系数值。本发明不仅可通过短期实验获得参数后推算得出平衡状态浓集系数值，还可用于对以往实验数据进行优化，计算得到的平衡状态下的浓集系数更贴近实际应用情况，降低了参数值的不确定性。

技术领域

本发明涉及核设施环境影响评价领域，具体涉及一种鱼类对水中核素平衡状态浓集系数的估算方法及系统。

背景技术

核能的发展为我们提供了清洁高效的能源，核技术的应用为我们的生活、医疗带来便利，随着核能的开发利用以及人们环保意识的提高，人们对核设施的环境影响评价及非人类物种的辐射防护与保护工作提出新的要求。2003年ICRP 91号报告确定了非人类生物的放射性防护体系需要与人类的放射性防护原则相协调的基本思想，2007年ICRP 103号报告正式将环境保护纳入了ICRP的防护体系。在我国环境影响评价工作中，明确要求分析和评价核设施流出物对非人类物种所致的辐射影响。

生物对于放射性核素的浓集系数(CR)是用来衡量生物对于环境中的放射性核素浓集能力的重要参数，广泛应用于核环境影响评价中食物链途径的公众剂量估算以及非人类物种的生态影响研究工作。然而由于放射性核素在生物与环境之间的转移达到动态平衡状态是一个复杂且漫长的过程，获取平衡状态的浓集系数值通常需要耗费大量的实验时间及成本，现有实验室获取的浓集系数参数值大多为给定条件下生物与环境介质未达到动态平衡时的核素浓度比值，直接将这些参数作为浓集系数使用将会给计算结果带来很大的不确定性，将会影响核设施环境影响评价及食物链途径的公众剂量估算结果的准确性。

数值模拟是评估放射性核素对环境影响的重要手段，目前国际上评估放射性对于生物与环境影响的常用工具有ERICA、RD、RESRAD-BIOTA等。在这些模型中，浓集系数是一个非常重要的参数，应用广泛。但是由于浓集系数参数值来源途径不同以及影响因素众多，导致现有参数仍存在很多问题。

1、参数值缺乏。由于核素与生物的不同组合以及不同环境影响因素等原因，目前获取的核素浓度比参数数据有限，仅能使用数理统计方法对已有同类参数进行处理，给出一定参考范围及最大值、最小值。IAEA No.479号报告给出参数值不包含放射性核素活度浓度，转移途径，转移率，生物生理差异等方面信息，给出的最大(小)值并非单个最大(小)测量值，而是单个文献内最大(小)平均值。

2、核素浓度比值是否为平衡状态下的参数值。现有模型中大多假设放射性核素活度浓度在生物与其生活的环境介质之间达到了动态平衡状态。然而实际情况下，由于放射性污染物进入环境后被迅速稀释以及放射性污染物半衰期相较水生生物寿命而言很长，环境中的放射性物质的活度浓度很难与生物体内放射性物质活度浓度达到动态平衡状态。IAEA报告内数据不使用实验室实验获取的数据，因为实验室内实验周期普遍较短，很难保证生物与环境之间达到了动态平衡状态，默认使用的现场数据已是平衡状态下的浓集参数值。

3、参数适用性问题。平衡状态下的浓集系数值适用于慢性照射、核设施常规稳态排放情况下的估算，对于事故状态及瞬时排放工况，应使用相应的动态模型获取对应条件下的核素浓度比值。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种鱼类对水中核素平衡状态浓集系数的估算方法及系统，不仅可通过短期实验获得参数后推算得出平衡状态浓集系数值，还可用于对以往实验数据进行优化，计算得到的平衡状态下的浓集系数更贴近实际应用情况，降低了参数值的不确定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种鱼类对水中核素平衡状态浓集系数的估算方法，包括：