Συγκριτική μελέτη ρυθμού δόσης εξωτερικής έκθεσης σε ιοντίζουσα ακτινοβολία σε θαλάσσιους οργανισμούς με τη χρήση συμβατικών εξισώσεων και του υπολογιστικού μοντέλου RESRAD-BIOTA.

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι ο υπολογισμός του ρυθμού δόσης εξωτερικής έκθεσης σε ιοντίζουσα ακτινοβολία που δέχονται θαλάσσιοι οργανισμοί των τριών βασικών ενδιαιτημάτων του θαλάσσιου περιβάλλοντος, που ζουν και τρέφονται στο Αιγαίο από τα ραδιονουκλίδια του περιβάλλοντός τους, με πραγματικές τιμές συγκέντρωσης ενεργότητας. Τα ραδιονουκλίδια ενδιαφέροντος είναι από την οικογένεια των φυσικών το 40K, 226Ra, 228Ra, 228Th, 232Th, 238U και από τα τεχνητής προέλευσης το 137Cs. Η υλοποίηση των μετρήσεων γίνεται συγκριτικά, με τη χρήση δύο διαφορετικών μεθόδων. Η πρώτη αφορά σε συμβατικές εξισώσεις υπολογισμού ρυθμού εξωτερικής δόσης σε άπειρο ομοιογενή ραδιενεργό χώρο γεωμετρίας 4π και σε δύο ημιάπειρους ομοιογενείς ραδιενεργούς χώρους γεωμετρίας 2π(Α)+2π(Β). Η δεύτερη γίνεται μέσω του δοσιμετρικού κώδικα υπολογισμού δόσης (εσωτερικής και εξωτερικής) σε χερσαία και υδάτινα οικοσυστήματα, του RESRAD-BIOTA. Ο στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η σύγκριση δύο μεθόδων υπολογισμού εξωτερικής δόσης, υπό το καθεστός των ίδιων περιβαλλοντικών και ραδιολογικών συνθηκών με σκοπό:  Την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις αιτιάσεις σε περίπτωση απόκλισης των αποτελεσμάτων του ρυθμού εξωτερικής δόσης μέσω των δύο μεθόδων.  Την παρουσίαση και εκμάθηση του τρόπου υπολογισμού δόσεων μέσω του σύγχρονου δοσιμετρικού μοντέλου RESRAD-BIOTA.  Την αξιολόγηση του μοντέλου, μέσω των αποτελεσμάτων που εξάγει, αλλά και του τρόπου λειτουργίας του.  Την μελέτη της συμπεριφοράς και κατανομής των ραδιονουκλιδίων στα αβιοτικά στοιχεία του θαλάσσιου περιβάλλοντος.  Την επιβάρυνση των θαλασσών του Αιγαίου μέσω της ραδιολογικής εκτίμησης των αποτελεσμάτων. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίδεται στο τεχντητό Cs-137 και στην συνεισφορά του στην ολική δόση.

In the present study, activity concentration measurements from natural (40K, 226Ra, 228Ra, 228Th, 232Th,238U) and artificial (137Cs) gamma emitters, are simulated in order to provide an assessment for the external dose rates for selected species of marine biota using two different methods. The first is through conventional equations and the second is through the implementation of the RESRAD-BIOTA tool (version 1.5/2009). The external dose rates are calculated based on the assumption of immersion of each marine organism in the abiotic materials of its habitat (water, sediment and water-sediment inter-layer). Therefore three different species of organisms are examined, according to their habitat: (1) demersal Fish that live 100% in sediment, (2) pelagic Fish that live 100% in seawater and (3) demersal-pelagic Fish that live in the seawater-sediment inter-layer (50% seawater-50% sediment). The absorbed dose rate calculations are based on two assumptions in terms of the habitat: (1) an infinite radioactive space (4π geometry) for demersal and pelagic Fish and (2) two semi-infinite radioactive spaces (2π(A)+2π(Β) geometry) of different activity, for demersal-pelagic Fish. The purpose of the present study is to evaluate the external dose rates for the exposed marine species considered as critical for the three distinct eco-modelled spaces and examine the reliability of the RESRAD-BIOTA tool for use in emergency cases and forecast.