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P4 : 計算過程
(4)水道水継続飲用による放射性物質の体内残留濃度推定値の算出

●計算フロー

①[元データ Bq/kg] → ②[核種別・日毎の摂取量の算出 Bq/day] → ③[核種別・実効半減期の算出] →
→ ④[核種別・日毎体内残留値の算出 Bq/Body] → ⑤[核種合計・日毎体内残留値の算出 Bq/Body]


●計算過程

①元データ
・元データは核種毎の測定時における濃度Bq/kg(ベクレル/キログラム)です。
・測定は1日1回なのでその値をその日の平均値と見なします。
・核種は ヨウ素131、セシウム134、セシウム137 の値が公表されています。

②核種別・日毎摂取量の算出
・核種毎に算出する理由は、それぞれ半減期Tが異なる為です。
・ここでは1日に水道水を2L(=2kg)摂取すると仮定しました。
・核種別・日毎の平均濃度 Bq/kg に2kg/dayを掛けて、核種別・日毎の放射性物質摂取量 Bq/day を得ます。

③核種別・実効半減期の算出
・核種毎に実効半減期:Teff を求めます。
 実効半減期:Teff は 物理学的半減期:Tphys 、生物学的半減期:Tbiol から求める事ができ、次の関係式で表されます。

  1/Teff=(1/Tphys)+(1/Tbiol).

  Teff=(Teff×Tbiol) / (Teff+Tbiol).

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核種毎に求めた実効半減期 Teff は次の通りです。
(日毎量の算出に用いるのが目的なので単位はすべてdayに換算しています。)

・物理学的半減期の値は「理科年表 平成23年版」(丸善出版)から。
・生物学的半減期の値については、ヨウ素131はwikipediaの値(最大値)を参考値として採用。
・セシウム137 は(財)高度情報科学技術研究機構が運営する「原子力百科事典 ATOMICA」に掲載の
 「動物実験と人間への外挿」という記事中から抜粋した値を参考値として採用。
・セシウム134については前述のセシウム137の参考値を準用しました。

 ヨウ素131   Teff(計算値)= 7.58 day (Tphys: 8.02 day , Tbiol(参考値): 138 day) 
 セシウム134 Teff(計算値)= 95.97 day (Tphys: 2.062 y=752.63 day , Tbiol(参考値): 110 day)
 セシウム137 Teff(計算値)= 108.91 day (Tphys: 30.07 y=10975.55 day , Tbiol(参考値): 110 day)

(※生物学的半減期の値については今後確認が必要だと思います。)
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④核種別・日毎体内残留値の算出
・核種別・日毎体内残留値は、次のように求める事ができます。

「日毎体内残留値」=「当日の摂取量」+「前日摂取した残留分(減衰値)」+「前々日摂取した残留分(減衰値)」+・・・

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上式の各残留分(減衰値)は半減期(ここでは③で求めた実効半減期:Teff)の一般式から求めます。
 ここでN(t) は時刻t における量、N(0)は時刻0における量、T は半減期です。

  N(t)=N(0)×(1/2)^(t/T).
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・実際の計算イメージは次の様な感じです。

[ヨウ素131の計算例] 

          摂取量(Bq/2L) → 残留分(減衰値)
   日付          0        1        2        3        4 → 経過日数
2011/3/18      2.94   →   2.68  →  2.45  →  2.23  →    …
2011/3/19      5.70   →   5.20  →  4.75  →  4.33  →    …
2011/3/20      5.86   →   5.35  →  4.88  →  4.45  →    …
2011/3/21     10.50   →   9.58  →  8.74  →  7.98  →    …
    :          :          :         :        :        : 

  ヨウ素131-体内残留値(2011/3/21)=10.50 + 5.35 + 4.75 + 2.23 = 22.83 Bq 

・上記の要領で、核種別に日毎体内残留値をそれぞれ得ます。


⑤核種合計・日毎体内残留値の算出
・核種別に求めた日毎の体内残留値を合計して、水道水飲用による日毎の放射性物質-体内残留値 Bq/Body を得ます。

   
by hibakunow | 2011-05-28 15:53 | 計算過程
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