[发明专利]基于放射性元素沉降模型的降雨时地表γ辐射剂量率的计算方法

摘要

一种基于放射性元素沉降模型的降雨时地表γ辐射剂量率的计算方法，包括以下步骤：1)建立降雨时地表γ辐射剂量率模拟模型；1.2)建立放射性元素沉降方程；2)输入降雨量数据以及土壤初始含水率，通过土壤水分一维非饱和流动方程得到降雨时各个时刻的土壤含水率，再将含水率代入到本底模型中求得本底辐射值；输入降雨量数据模拟出放射性元素沉降到地面的活度，再由放射性活度根据致剂量模型得到地表γ辐射剂量率上升值；本底辐射值和地表γ辐射剂量率上升值相加，得到地表γ辐射剂量率预测数据。本发明提供了一种基于放射性元素沉降模型的降雨时地表γ辐射剂量率的计算方法。

主权项

1.一种基于放射性元素沉降模型的降雨时地表γ辐射剂量率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立降雨时地表γ辐射剂量率模拟模型，过程如下：1.1)建立土壤水分一维非饱和流动方程：其中，θ表示土壤体积含水率，t表示时间，z表示土壤深度，D(θ)与K(θ)分别表示非饱和土壤水扩散率与导水率；本底辐射值函数：其中，X表示γ辐射吸收剂量率，CRa、CTh、CK分别表示土壤中226Ra、232Th、40K的含量，a，b，c为拟合系数；1.2)建立放射性元素沉降方程：对于218Po，dCPo‑a＝(‑ΛCPo‑a+λRnCRn‑λPoCPo‑a)dtdCPo‑e＝(ΛCPo‑a‑λPoCPo‑e)dt对于214Pb，dCPb‑a＝(‑ΛCPb‑a+λRnCRn‑λPbCPb‑a)dtdCPb‑e＝(ΛCPb‑a+λPoCPo‑e‑λPbCPb‑e)dt对于214Bi，dCBi‑a＝(‑ΛCBi‑a+λRnCRn‑λBiCBi‑a)dtdCBi‑e＝(ΛCBi‑a+λPbCPb‑e‑λBiCBi‑e)dt其中，记单位面积空气柱中及对应单位面积地面的218Po、214Pb、214Bi、222Rn的总量之和分别为CPo、CPb、CBi、CRn，降雨区域单位面积空气柱中218Po、214Pb、214Bi总量分别为CPo‑a、CPb‑a、CBi‑a，对应单位面积地面的218Po、214Pb、214Bi的总量分别为CPo‑e、CPb‑e、CBi‑e，218Po、214Pb、214Bi、222Rn的衰变常数分别为λPb、λPb、λPb、λRn；致剂量函数：其中，X表示监测仪器探测到的吸收剂量率，L表示积分区域的半径，EBi，EPb表示214Bi，214Pb的加权能量，ABi，APb表示地面214Bi，214Pb的面比活度，μen/ρ表示吸收点的质能吸收系数，h表示监测仪器离地高度；2)输入降雨量数据以及土壤初始含水率，通过土壤水分一维非饱和流动方程得到降雨时各个时刻的土壤含水率，再将含水率代入到本底模型中求得本底辐射值；输入降雨量数据模拟出放射性元素沉降到地面的活度，再由放射性活度根据制剂量模型得到地表γ辐射剂量率上升值；本底辐射值和地表γ辐射剂量率上升值相加，得到地表γ辐射剂量率预测数据。