Beräkningsregler för analys av stråldoser vid utsläpp av radioaktiva ämnen från svenska anläggningar i samband med oplanerade händelser

Transkript

1 Sida: 1/5 SSM datum: SSM referens: SSM 2013/1525 Författare: Robert Finck Fastställd: Lynn Hubbard Beräkningsregler för analys av stråldoser vid utsläpp av radioaktiva ämnen från svenska anläggningar i samband med oplanerade händelser Definitioner 1. För beräkningsreglerna gäller följande definitioner: 1.1. Med radionuklid menas ett grundämne med instabila atomkärnor som spontant övergår till annat grundämne och därvid utsänder joniserande strålning Storheterna effektiv dos och ekvivalent dos samt begreppen extern bestrålning och intern bestrålning definieras i Strålsäkerhetsmyndighetens föreskrifter om grundläggande bestämmelser för skydd av arbetstagare och allmänhet vid verksamhet med joniserande strålning (SSMFS 2008:51). För dessa storheter används här samlingsbeteckningen stråldos Med källaktivitet menas aktiviteten för en radionuklid eller en grupp av radionuklider som integrerat över tiden antas frigöras till atmosfären i samband med en oplanerad händelse i anläggningen Med referensvärden menas numeriska värden för effektiv dos, ekvivalent dos eller källaktivitet som inte får överskridas vid tillämpning av här angivna beräkningsregler. Referensvärden är inte dosgränser Med avstånd från anläggning menas avståndet från mittpunkten i en byggnad där en anläggning finns som kan ge upphov till utsläpp av radioaktiva ämnen till en punkt i omgivningen Med periferiavståndet menas det avstånd från anläggningen innanför vilket allmänheten inte får vistas utan kontroll. För kärnkraftverk ansätts periferiavståndet till 500 meter, även i det fall allmänheten kan vistas på närmare avstånd utan kontroll.

2 Beräkningsregler för analys av stråldoser vid utsläpp av radioaktiva ämnen Sida: 2/ Med skyddskoefficient menas kvoten mellan stråldos i skydd och stråldos utomhus utan skydd för samma plats och exponeringstid Med nominell beräkning menas en beräkning av stråldoser efter schablonregler där hela utsläppet av radionuklider (källaktiviteten) som följd av en oplanerad händelse i anläggningen antas frigöras till atmosfären i jämn takt under en timmes tid Med justerad beräkning menas en kompletterande beräkning av stråldoser där hänsyn tas till att utsläppet av radionuklider kan ske under längre tid än en timme och att skyddsåtgärder kan vidtas för personer som kan bli exponerade. Beräkningsgång och redovisning 2. Nominell beräkning av stråldoser ska utföras enligt de regler som beskrivs i punkterna 6-16 och redovisas enligt punkterna 4 5 och Justerad beräkning av stråldoser får utföras enligt de regler som anges i punkterna Utförs justerade beräkningar ska de redovisas enligt punkterna 4 5 och För avstånd inom periferiavståndet ska beräknade stråldoser redovisas för de platser där personer förväntas uppehålla sig. De beräknade stråldoserna ska ligga till grund för jämförelse med dosgränserna för arbetstagare enligt SSMFS 2008: För avstånd bortom periferiavståndet ska beräknade stråldoser redovisas för de avstånd där maximala stråldoser inträffar. De beräknade stråldoserna ska ligga till grund för jämförelse med referensvärden för stråldoser och källaktiviteter som anges av SSM i särskild ordning. Nominell beräkning av stråldoser 6. En gaussmodell ska användas för beräkning av radionukliders spridning i atmosfären och deposition på marken. Gaussmodellen ska utformas matematiskt enligt beskrivning i referens C1 och inkludera parametrar för källaktivitet, utsläppshöjd, vindhastighet, inversionstakhöjd, depositionshastighet samt horisontell och vertikal standarddeviation. 7. Källaktiviteten ska i gaussmodellen ansättas med jämn frigörelsehastighet under en timmes tid för varje radionuklid oberoende av när ett utsläpp i verkligheten bedöms ske eller hur länge det bedöms pågå. 8. Bedöms utsläppet av radionuklider ske på olika höjder med mindre än 10 meters total höjdskillnad ska utsläppshöjden vid insättning i gaussmodellen ansättas till den lägre höjden. Bedöms utsläppet ske diffust över en yta med mer än 10 meters höjdskillnad ska utsläppshöjden ansättas till 1/3 över ytans lägsta punkt. Bedöms utsläppet ske i distinkta punkter på olika höjd med mer än 10 meters höjdskillnad ska källaktiviteten fördelas på utsläppshöjderna och resultat från spridningsberäkningarna adderas. 9. Effekten av plymlyft för utsläpp som är varmare än omgivningen får inkluderas i beräkningarna. Används sådan beräkning ska formeln för

3 Beräkningsregler för analys av stråldoser vid utsläpp av radioaktiva ämnen Sida: 3/5 plymlyft anges. De parametervärden som ingår i formeln ska redovisas, liksom de antaganden som gjorts. Skillnaden i beräknade stråldoser med och utan plymlyft ska redovisas. 10. De numeriska värden för depositionshastigheter för torr deponering av radionuklider som får användas i gaussmodellen är för ädelgaser 0 m/s, för reaktiva gaser som jod i oorganisk form 0,01 m/s, för partiklar 0,001 m/s och för gasformig organisk jod 0,0001 m/s. Används andra värden ska de styrkas med vetenskaplig referens. Samtliga torrdepositionshastigheter ska härtill multipliceras med koefficienten 2,0 vid insättning i gaussmodellen för att nominellt inkludera den tidsgenomsnittliga deponeringen på grund av nederbörd. 11. Effekten av byggnaders inverkan på spridningen av radioaktiva ämnen i luften får inkluderas. En mer detaljerad modell än gaussmodellen får användas för att beskriva sådana effekter. Används sådana beräkningar ska beräkningsmetod och antaganden redovisas. 12. Horisontella och vertikala standarddeviationer, σ y respektive σ z, som funktion av avståndet från anläggningen ska gälla för utsläpp med en timmes varaktighet. Markskrovligheten ska vara 0,1 m. Numeriska värden för standarddeviationerna får hämtas från referens C1. Om andra värden för standarddeviationerna används ska de redovisas med motivering. 13. Effekten av minst en reflektion av radionukliderna vid marken och minst en reflektion vid inversionstaket ska inkluderas i beräkningarna med gaussmodellen. 14. För vindhastighet, atmosfärisk stabilitet och inversionstakhöjd ska följande värden användas i spridningsberäkningarna: För utsläppshöjd lägre än 25 meter ansätts vindhastighet 2 m/s, atmosfärisk stabilitet klass F enligt Pasquills klassificering och inversionstakhöjd 100 m För utsläppshöjd 25 meter eller högre ansätts vindhastighet 3 m/s, atmosfärisk stabilitet klass D enligt Pasquills klassificering och inversionstakhöjd 150 m För utsläppshöjd lägre än 25 meter med varmt utsläpp som beräknas stiga till höjd 25 meter eller högre ska beräkningar utföras för båda väderfallen enligt punkt 1 och 2 ovan, varefter resultatet med högst luftkoncentration och markbeläggning väljs för det avstånd från anläggningen som är relevant. 15. Stråldoser ska beräknas längs gaussmodellens centralaxel på en meters höjd över markytan till ett avstånd av meter från anläggningen. Beräkningarna ska utföras för varje radionuklid där denna ska tilldelas en eller flera av ämnesgrupperna radioaktiva ädelgaser, radioaktiva reaktiva gaser, partikelburna radioaktiva ämnen och radioaktiva gasformiga organiska föreningar (t.ex. metyljodid). Radionuklider som adderat bidrar med mindre än 1 procent till stråldosen för ett enskilt slag av bestrålning enligt punkt 17 får utelämnas ur beräkningarna.

4 Beräkningsregler för analys av stråldoser vid utsläpp av radioaktiva ämnen Sida: 4/5 16. Skyddsåtgärder får inte tillgodoräknas vid nominell beräkning. 17. Källaktiviteter för enskilda radionuklider ska anges. Stråldoser ska anges för varje radionuklid enskilt och adderat för alla radionuklider för följande slag av bestrålning: Effektiv dos till vuxna personer från extern bestrålning från radionuklider i luften under den tid dessa finns på platsen i den punkt beräkningen avser. Dosomräkningskoefficienter för halvoändlig geometri som anges i referens E1 får användas för avstånd från anläggningen där de utsläppta radionukliderna når nivån 1 meter över marken. Används andra dosomräkningskoefficienter ska de redovisas med motivering. För kortare avstånd där radionukliderna inte når denna nivå ska dosberäkning ske på annat relevant sätt Effektiv dos till vuxna personer från extern bestrålning från radionuklider som deponeras på marken i den punkt beräkningen avser. Den effektiva dosen ska beräknas för tidsintervallen 0-30 dygn, 0 70 år och för oändlig tid. De dosomräkningskoefficienter som anges i referens E1 får användas. Används andra dosomräkningskoefficienter ska de redovisas med motivering Intecknad effektiv dos till vuxna personer från inhalerade radionuklider under den tid dessa finns på platsen i den punkt beräkningen avser. Den intecknade effektiva dosen ska beräknas för tidsintervallet 0-70 år. De dosomräkningskoefficienter som anges i referens I1 får användas. Används andra dosomräkningskoefficienter ska de redovisas med motivering Intecknad ekvivalent dos till ettårigt barns sköldkörtel från inhalerade radioaktiva jodisotoper under den tid dessa finns på platsen i den punkt beräkningen avser. Den intecknade ekvivalenta dosen ska beräknas för tidsintervallet 0 70 år. De dosomräkningskoefficienter som anges i referens I2 får användas. Används andra dosomräkningskoefficienter ska de redovisas med motivering Intecknad effektiv dos till vuxna personer från intern bestrålning av radionuklider i livsmedel som antas produceras och konsumeras på platsen i den punkt beräkningen avser. Den intecknade effektiva dosen ska beräknas för tidsintervallet 0 70 år och för oändlig tid. Beräkningsmodell, överföringskoefficienter för relevanta radionuklider och livsmedel samt dosomräkningskoefficienter ska redovisas med referenser. Justerad beräkning av stråldoser 18. Vid justerad beräkning av stråldoser för avstånd inom periferiavståndet får hänsyn tas till personers förväntade uppehållstid på olika platser och de skyddsåtgärder som är planerade för personerna på respektive platser. 19. Vid justerad beräkning av stråldoser för avstånd bortom periferiavståndet får hänsyn tas till skyddsåtgärder genom att applicera skyddskoefficienten 0,5 för alla slag av bestrålning oberoende av när utsläppet sker eller hur länge det varar.

5 Beräkningsregler för analys av stråldoser vid utsläpp av radioaktiva ämnen Sida: 5/5 20. För utsläpp som varar längre tid än en timme får justerad beräkning av stråldoser, D j, göras enligt D j D där D s är den för skyddsåtgärder korrigerade nominellt beräknade stråldosen och q = 0,45 för spridningsberäkningar som gjorts för utsläppshöjd lägre än 25 m enligt punkt 14.1 och q = 0,35 för spridningsberäkningar som gjorts för utsläppshöjd 25 m eller högre enligt punkt Tidsintervallet t anges i timmar och beräknas enligt t s t Q ( dq / dt där Q är källaktiviteten (Bq) för den aktuella radionukliden eller gruppen av radionuklider som har lika utsläppsförlopp som funktion av tiden och (dq/dt) max är den maximala utsläppshastigheten (Bq/h) som bedöms kunna inträffa för händelsen under en timme. Blir t i denna beräkning större än 720 timmar ska t sättas till 720 timmar. 21. Utförs justerade beräkningar av stråldoser ska antaganden om källaktivitet och utsläppsförlopp som funktion av tiden redovisas. Referenser q ) max C1. R.H. Clarke, A Model for Short and Medium Range Dispersion of Radionuclides Released to the Atmosphere, NRPB-R91, September E1. K.F. Eckerman and R.W. Leggett R.W. DCFPAK: Dose coefficient data file package for Sandia National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory Report ORNL/TM Oak Ridge National Laboratory, OakRidge, TN, 1996, (and later updates when relevant). I1. ICRP 72. International Commission on Radiological Protection. Doses to the members of the public from intake of radionuclides part 5, compilation of ingestion and inhalation coefficients. Annals of the ICRP Volume 26/1, September I2. ICRP 56. International Commission on Radiological Protection. Agedependent doses to members of the public from intake of radionuclides: part 1, Annals of the ICRP Volume 20/2, April 1990.