一些γ放射性核素空气比释动能率常数的MCNP计算
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ＭＣＮＰ计算
福 建省 辐射 环 境监 督 站 时 磊
［摘要 ］ 该 文 利用 ＭＣＮＰ程序 计算 了一 些 １，放射 性核 素 的空 气 比释 动 能率 常数 ，并 与文献 结果 进行 了 比较和 分 析 。大部 分结 果 取得 了较 好 的一 致性 ，验 证 了 ＭＣＮＰ程 序在 辐射 剂 量计 算方 面 的正确 性和 准确 性 。 ［关键 词 ］ 空 气 比释 动能 率常 数 蒙特 卡 罗方 法 ＭＣＮＰ
放射源一次衰变可能产生几种不 同能量的光子 ，每种光 子 的绝对 强度 也 不 同 。本 文 利用 ＊Ｆ６计 数 卡记 录放射 源 每次 衰变 产 生 的不 同能量 的光 子 在距 离点 源 ｌｍ 处 的能量 沉 积 ， 最终 加权 求 和得 到一 次 衰变 产生 的吸 收剂 量率 ，通 过公 式（２） 得到空气比释动能率常数 ，计算结果见表 １。
蒙 特卡 罗 方法 对 给定 的 问题建 立相 应 的随 机抽 样模 型 ， 并用 一 系列 随 机数 跟踪 大量 粒 子历 程 的方 法完 成对 粒 子输 运 的模拟 。蒙特卡罗方法在辐射剂量计算方面应用广泛。为了 验证 蒙 特 卡罗 程序 ＭＣＮＰ在辐 射剂 量计 算方 面的准 确性 ，本 文使用＊Ｆ６计数卡计算 了一些 １，放射性核素的空气 比释动能 率 常数 ，与文 献结 果进 行 比较 和分 析 。
总 Ｏ．ＯＳ
ｎＳ３
２Ｏ０７— ２０１ １年 福建 省饮 用 水源 地水 总 ｃ【、总 Ｂ的监测 结 果（总
吡 呱 叭 ０【吣： ０．００４～０．１２Ｂｑ／Ｌ，总 Ｄ：０．０２５～０．３９ Ｂｑ／Ｌ） 钔。
放 ｏ．ｏ４
射
冀。．０３ 蓁 度
浓 ０．１）２ 度
田 ０．１１１
…
表 １ 一些 ｙ放 射性 核素 的 空气 比释 动能 率常 数 ｒＫ计 算结 果 （单 位 ：Ｇｙ·ｍ２·Ｂｑ－１．Ｓ。）
１ 理论 基础
发射 Ｙ光子的放射性核素的空气 比释动能率常数计算公
式 为 ：
ｒＫ －Ｋ／Ａ
（１）
其 中，Ｋ是距离活度为 Ａ的 丫放射性核素点源 ｒ处 由光
子 （包 括 Ｙ光 子 、内韧 致辐 射 和特征 ｘ 辐射 的光 子 ）造成 的
总体 而 言 ，丰 水期 的监 测 结果 低 于枯 水期 的监 测 结果 。
这可 能是 由于 丰水期 降 水 丰富 ，水 量增 大 ，水 体 中 的放射 性
总
物质被稀释 ，因而总 ａ、总 Ｂ放射 Ｉ生活度浓度要 低于枯水 期［６】。
口
放
射 性
４ 结 论
活
目枯水期
度 浓
圈丰水期
空气比释动能率。空气 比释动能率常数 ｒＫ的单位是
Ｇｙ·ｍ２·Ｂｑ－１．ｓ～。
由于在空气中的吸收计量率 Ｄ与空气 比释动能率 Ｋ在数
值 上相 等 ，则 有
ｒｌ（＝ｒ２·Ｄ／Ａ
（２）
２ 计 算过 程 与结 果
本文空气 比释动能率常数 的计算使用无屏蔽点源 。由于 ＭＣＮＰ程 序给 出的计算 结 果归 于放 射 源产 生 的光子 ，因此在 处理结果 的过程中要考虑到放射源的衰变纲图。本文使用文 献 ［１］中的 衰变 数据 进行 模 拟计算 。本文 与文 献 ［２】、［３】给 出 的 空气 比释动能率常数均只考虑能量大于 １０ｋｅＶ的光子对结果 的贡 献 。
０．０１１ Ｏ·０Ｚ２
署
蕾桔 承 期 母丰 宋 期
重点淹域断酉水 ｔ点湖库水 生龉饮用木 酗 ＾水 地下承
图 １ ２０１５年福 建 省不 同水 体 中总 ａ放 射 性水 平 的结 果 比较
（５）地下 水 的总 １３放 射性 水 平 明显 高于 其它 水体 。地 下 水在 其形 成 过程 中 ，可 能溶 入 一定 量 的天 然放 射性 物 质 ，因 此对 于 同一 地 区来说 ，井水 、泉水 等地 下 水 的总放 射 性水 平 要高于水库 、河水等地表水【５】。漳州市地下水 的总 Ｂ稍高于 标准 值 ，可 能 与 当时 的气候 、水 井 状况 等 环境 因 素及 工作 人 员、仪器设备等 因素有关 ，由此也提出对环境水体进行连续 监测 的重 要 性 。
图 ２ ２０１５年福 建省 不 同水 体 中总 Ｂ放 射性 水 平 的结果 比较 参考 文 献 ：
３．３ 结 果 讨 论
（１）在全 年采 集 的共 ７４份 样 品 中 ，除 了漳州 市地 下水 的总 １３稍 高外 ，２０１５年 福建 省各 类水 体 中总 ０【放射 性 和总 １３ 放 射性 均低 于 国家生 活饮 用水 卫 生标 准指 导值 。
２０１５年福建省各类水体中总 ａ、总 Ｂ放射性水平 的检测
度
结 果 表 明 ，福建 省各 类 水体 中未发 现放 射 性污 染 。通 过 这些
＾
目
皂
本 底 数据 的收集 ，可对 未来 发 生 的核 与辐 射事 件 进行 快 速判
重点霜ｌ域断ｉ木
重点期隼木
生活饮用水霉ＩＩ木
断与应急 ，从而保障人民用水安全。
由表 １可知 ，本文计算 了 １４种放射性核素的空气 比释动 能率常数，其 中 １２种核素与文献【２】或文献［３］结果相对误差 小 于 ５％，另外 两种 核素 与文 献结 果相 对误 差 超过 １０％。通 过查 阅文献【１］中的衰变数据得知 ：上述 １２种放射性核素衰 变过程中不产生或产生相对很少的低能光子 （＜２０ｋｅＶ）；存 在 较 大 差 异 的 两 种 核 素 衰 变 过 程 中 产 生 较 多 低 能 光 子 （＜２０ｋｅＶ ）。可见 核素 在放 射性 衰变 过程 中产生 较 多低 能光 子 （＜２０ｋｅＶ）会导致其空气 比释动能率常数计算结果存在较 大 差异 。这说 明低 能光 子 （＜２０ｋｅＶ ）在 辐射 剂量 方 面 的核数 据库还不够准确 。
本 文计 算 的空 气 比释动 能率 常数 与文 献 ［２］、［３］给 出的结 果大部分一致 ，验证 了 ＭＣＮＰ程序在辐射剂量计算方面的正 确 性和 准确 性 ；少 部分结 果 相差 较大 ， （下转 第 ２４页 ）
２０１６年 第 ６期 （总 第 １１４期 ）
２１
２０１５年 福 建省 各 类水 体 中总 ｏ【和 总 Ｂ放射 性 水 平调 查
福 建省 辐射 环 境监 督 站 时 磊
［摘要 ］ 该 文 利用 ＭＣＮＰ程序 计算 了一 些 １，放射 性核 素 的空 气 比释 动 能率 常数 ，并 与文献 结果 进行 了 比较和 分 析 。大部 分结 果 取得 了较 好 的一 致性 ，验 证 了 ＭＣＮＰ程 序在 辐射 剂 量计 算方 面 的正确 性和 准确 性 。 ［关键 词 ］ 空 气 比释 动能 率常 数 蒙特 卡 罗方 法 ＭＣＮＰ
放射源一次衰变可能产生几种不 同能量的光子 ，每种光 子 的绝对 强度 也 不 同 。本 文 利用 ＊Ｆ６计 数 卡记 录放射 源 每次 衰变 产 生 的不 同能量 的光 子 在距 离点 源 ｌｍ 处 的能量 沉 积 ， 最终 加权 求 和得 到一 次 衰变 产生 的吸 收剂 量率 ，通 过公 式（２） 得到空气比释动能率常数 ，计算结果见表 １。
蒙 特卡 罗 方法 对 给定 的 问题建 立相 应 的随 机抽 样模 型 ， 并用 一 系列 随 机数 跟踪 大量 粒 子历 程 的方 法完 成对 粒 子输 运 的模拟 。蒙特卡罗方法在辐射剂量计算方面应用广泛。为了 验证 蒙 特 卡罗 程序 ＭＣＮＰ在辐 射剂 量计 算方 面的准 确性 ，本 文使用＊Ｆ６计数卡计算 了一些 １，放射性核素的空气 比释动能 率 常数 ，与文 献结 果进 行 比较 和分 析 。
总 Ｏ．ＯＳ
ｎＳ３
２Ｏ０７— ２０１ １年 福建 省饮 用 水源 地水 总 ｃ【、总 Ｂ的监测 结 果（总
吡 呱 叭 ０【吣： ０．００４～０．１２Ｂｑ／Ｌ，总 Ｄ：０．０２５～０．３９ Ｂｑ／Ｌ） 钔。
放 ｏ．ｏ４
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冀。．０３ 蓁 度
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…
表 １ 一些 ｙ放 射性 核素 的 空气 比释 动能 率常 数 ｒＫ计 算结 果 （单 位 ：Ｇｙ·ｍ２·Ｂｑ－１．Ｓ。）
１ 理论 基础
发射 Ｙ光子的放射性核素的空气 比释动能率常数计算公
式 为 ：
ｒＫ －Ｋ／Ａ
（１）
其 中，Ｋ是距离活度为 Ａ的 丫放射性核素点源 ｒ处 由光
子 （包 括 Ｙ光 子 、内韧 致辐 射 和特征 ｘ 辐射 的光 子 ）造成 的
总体 而 言 ，丰 水期 的监 测 结果 低 于枯 水期 的监 测 结果 。
这可 能是 由于 丰水期 降 水 丰富 ，水 量增 大 ，水 体 中 的放射 性
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物质被稀释 ，因而总 ａ、总 Ｂ放射 Ｉ生活度浓度要 低于枯水 期［６】。
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放
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４ 结 论
活
目枯水期
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空气比释动能率。空气 比释动能率常数 ｒＫ的单位是
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由于在空气中的吸收计量率 Ｄ与空气 比释动能率 Ｋ在数
值 上相 等 ，则 有
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２ 计 算过 程 与结 果
本文空气 比释动能率常数 的计算使用无屏蔽点源 。由于 ＭＣＮＰ程 序给 出的计算 结 果归 于放 射 源产 生 的光子 ，因此在 处理结果 的过程中要考虑到放射源的衰变纲图。本文使用文 献 ［１］中的 衰变 数据 进行 模 拟计算 。本文 与文 献 ［２】、［３】给 出 的 空气 比释动能率常数均只考虑能量大于 １０ｋｅＶ的光子对结果 的贡 献 。
０．０１１ Ｏ·０Ｚ２
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重点淹域断酉水 ｔ点湖库水 生龉饮用木 酗 ＾水 地下承
图 １ ２０１５年福 建 省不 同水 体 中总 ａ放 射 性水 平 的结 果 比较
（５）地下 水 的总 １３放 射性 水 平 明显 高于 其它 水体 。地 下 水在 其形 成 过程 中 ，可 能溶 入 一定 量 的天 然放 射性 物 质 ，因 此对 于 同一 地 区来说 ，井水 、泉水 等地 下 水 的总放 射 性水 平 要高于水库 、河水等地表水【５】。漳州市地下水 的总 Ｂ稍高于 标准 值 ，可 能 与 当时 的气候 、水 井 状况 等 环境 因 素及 工作 人 员、仪器设备等 因素有关 ，由此也提出对环境水体进行连续 监测 的重 要 性 。
图 ２ ２０１５年福 建省 不 同水 体 中总 Ｂ放 射性 水 平 的结果 比较 参考 文 献 ：
３．３ 结 果 讨 论
（１）在全 年采 集 的共 ７４份 样 品 中 ，除 了漳州 市地 下水 的总 １３稍 高外 ，２０１５年 福建 省各 类水 体 中总 ０【放射 性 和总 １３ 放 射性 均低 于 国家生 活饮 用水 卫 生标 准指 导值 。
２０１５年福建省各类水体中总 ａ、总 Ｂ放射性水平 的检测
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结 果 表 明 ，福建 省各 类 水体 中未发 现放 射 性污 染 。通 过 这些
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本 底 数据 的收集 ，可对 未来 发 生 的核 与辐 射事 件 进行 快 速判
重点霜ｌ域断ｉ木
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断与应急 ，从而保障人民用水安全。
由表 １可知 ，本文计算 了 １４种放射性核素的空气 比释动 能率常数，其 中 １２种核素与文献【２】或文献［３］结果相对误差 小 于 ５％，另外 两种 核素 与文 献结 果相 对误 差 超过 １０％。通 过查 阅文献【１］中的衰变数据得知 ：上述 １２种放射性核素衰 变过程中不产生或产生相对很少的低能光子 （＜２０ｋｅＶ）；存 在 较 大 差 异 的 两 种 核 素 衰 变 过 程 中 产 生 较 多 低 能 光 子 （＜２０ｋｅＶ ）。可见 核素 在放 射性 衰变 过程 中产生 较 多低 能光 子 （＜２０ｋｅＶ）会导致其空气 比释动能率常数计算结果存在较 大 差异 。这说 明低 能光 子 （＜２０ｋｅＶ ）在 辐射 剂量 方 面 的核数 据库还不够准确 。
本 文计 算 的空 气 比释动 能率 常数 与文 献 ［２］、［３］给 出的结 果大部分一致 ，验证 了 ＭＣＮＰ程序在辐射剂量计算方面的正 确 性和 准确 性 ；少 部分结 果 相差 较大 ， （下转 第 ２４页 ）
２０１６年 第 ６期 （总 第 １１４期 ）
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２０１５年 福 建省 各 类水 体 中总 ｏ【和 总 Ｂ放射 性 水 平调 查