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核电厂在正常运行状态下的气载和液态放射性流出物排放到空气或者受纳水体后将对厂址周围的公众造成不同途径的辐射剂量，如气载流出物的照射途径包括空气浸没外照射、地表沉积外照射、吸入空气内照射、食入农牧产品内照射等。每种途径的受到的剂量按照辐射环境影响评价模式以及对应模式需要的核素排放参数、厂址气象环境数据、厂址人口食谱与生活习性调查数据等进行估算[1]。其中对于公众食入途径内照射剂量的计算中需要以核电厂周围居民的食物消费量的调查数据作为输入参数。
在实际工程应用中，由于食谱、生活习性以及剂量转换因子的不同，将公众个人分为四个年龄组，即成人组(>17岁)、青少年组(7～17岁)、儿童组(1～7岁或2～7岁)和婴儿组(≤1岁或≤2岁)，分别对上述年龄组的公众个人计算他们所受的辐射剂量。目前的评价模式中，对各个年龄组的剂量分别需要按照针对各自年龄组的食谱调查数据进行剂量估算。但对于婴儿组的评价而言，由于获取0～1岁(一般认为处于哺乳期的)婴儿食谱调查数据的实际调查过程存在一定困难，其调查结果具有较大不确定性，根据食谱调查结果计算的婴儿组食入途径辐射剂量往往也存在很大不确定性。[2]
在针对不同核电厂周边公众的辐射环境影响评价结果中，由于婴儿组的剂量转换系数较大，且部分调查结果中婴儿组的食物消费量很大，导致最终的计算结果给出婴儿组的剂量可能在四个不同年龄组中最大，环境影响评价的审查中将重点关注婴儿组的食入途径剂量估算问题。
ICRP在第95号出版物中给出了对于一般公众的新生儿由于摄入母乳中的放射性核素而受到的辐射照射的剂量转换系数(Bq/Sv)，其含义为母亲摄入单位活度放射性核素而通过母乳喂养途径造成的婴儿的食入内照射剂量[3]。由于母亲摄入放射性核素的内照射途径分为吸入和食入内照射两种，因而在ICRP第95号出版物中分别给出了母亲吸入单位活度放射性核素而通过母乳喂养途径造成的婴儿的食入内照射剂量转化系数和母亲食入单位活度放射性核素而通过母乳喂养途径造成的婴儿的食入内照射剂量转换系数。目前在一般婴儿组食入途径剂量估算中，考虑的都是通过婴儿组食谱现场调查数据直接计算食入剂量，而调查数据中往往不能准确反映较小月龄(如0～6月)婴儿以母乳喂养方式为主的膳食特点，更多地反映了1岁以内较大月龄(如7～12月)婴儿的食物消费量。另外，针对婴儿组通过母乳途径的食入剂量也缺乏有效的评价方法，不能很好地满足辐射环境影响评价审查中对婴儿组食入途径精确评价的要求。
本研究将以ICRP给出的母乳途径剂量转换系数为基础，建立对婴儿组居民通过母乳途径进行剂量估算的评价模式，并通过实际工程的应用，与一般情况下直接通过婴儿组食谱调查数据进行剂量估算的结果进行比较。
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一般工程中，对婴儿组食入途径的剂量估算采用婴儿组实际调查的不同种类食物消费量数据直接估算。具体过程包括根据核电厂排放源项和排放参数、气象参数、环境参数等数据计算大气弥散与干湿沉降的结果，进而由浓集因子的方法估算出放射性核素进入不同种类食物的浓度，结合婴儿组居民的食物消费量调查数据以及婴儿组的不同核素食入剂量转换因子，估算出婴儿组食入途径的辐射剂量[1]。
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ICRP在第95号出版物中考虑了婴儿对母乳中放射性核素的摄入量以及因此受到的剂量。在此报告中，ICRP将核素在全身分布和滞留的生物动力学模型进行了扩展，用于估算放射性核素向母乳转移的份额，进而给出了母亲摄入放射性核素所致婴儿食入母乳途径的剂量转换系数(Sv/Bq)。计算这些剂量转换系数采用的方法是[3]：(1)考虑母亲通过吸入或食入途径的放射性核素摄入；(2)扩展的成人全身生物动力学模型；(3)假定母乳喂养从出生开始连续6个月，第一周婴儿摄入母乳量从0增长到800 ml/d，之后一直保持在这个摄入量水平；(4)整个过程婴儿食入母乳采用3个月的婴儿组的食入剂量转换系数(ICRP，1989、1993、1995b)。
根据ICRP给出的母乳途径剂量转换系数，可以建立一种通过母乳途径估算婴儿组居民食入内照射剂量的评价模式。其核心为婴儿组的食谱假定与ICRP报告的计算方法中采用的食谱保持一致，经由母亲的内照射核素摄入量以及ICRP的母乳途径剂量转换系数估算婴儿组食入途径的辐射剂量。由于对母亲造成内照射剂量的放射性核素摄入需要考虑食入和吸入两个途径，因而该模式下评价婴儿组食入内照射剂量需要对应考虑母亲食入和吸入两个途径。前者先估算出核素在不同种类食物中的浓度，由厂址附近居民成人组的食物消费量调查数据估算母亲的各放射性核素的食入量，乘以母亲食入所致婴儿食入途径剂量转换系数得到母亲的食入内照射导致的婴儿食入途径内照射剂量；后者根据大气弥散估算空气中放射性核素的浓度，由成人组的呼吸率数据估算出母亲各放射性核素的吸入量，乘以母亲吸入所致婴儿食入途径剂量转换系数得到母亲的吸入内照射导致的婴儿食入途径内照射剂量。将这两个途径的估算结果求和就可以得到婴儿食入途径内照射剂量。
1.1 婴儿组食谱直接估算
1.2 婴儿组母乳途径估算
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以某核电厂现场调查得到的婴儿组和成人组食物消费量数据分别采用两种评价模式计算婴儿组居民食入途径的内照射剂量。表1给出了婴儿组和成人组的食物消费量数据。从表中可以看到，现场调查的婴儿组食物消费量与ICRP报告中假设的母乳喂养方式差别较大，考虑的食物种类与成人组的一致。传统方法计算的婴儿组食入途径，没有考虑母乳，计算模式与成人相同；ICRP第95号出版物中使用的计算方法不考虑0～1岁婴儿期内辅食的添加等可能带来的核素摄入量，其食谱根据模型假设是确定的。
食物种类 粮食 蔬菜 肉类 蛋 奶及奶制品 水果 米 面 其它 叶类 根茎类 果实类 水生类 猪肉 羊肉 牛肉 禽肉 婴儿组 24 3.6 4.8 14.4 6 7.2 2.4 2.4 1.2 1.2 2.4 18 36 6 成人组 180 19.2 15.6 84 36 30 18 54 6 6 18 24 24 42 Table 1.
Food consumption site investigation data of infant and adult kg·a-1 其他剂量计算输入参数如排放源项、气象环境参数、放射性核素的环境转移参数等数据并不是造成两种评价模式下剂量估算结果差异的因素，故略去。表2给出了本次计算中涉及的放射性核素及其对应的ICRP第95号出版物中公众的母乳途径的剂量转换系数。婴儿组食入剂量转换系数，成人组吸入和食入剂量转换系数取自《电离辐射防护与辐射安全基本标准》(GB 18871-2002)[4]。国标中剂量转换系数按年龄大小分为6组，应用中对应选取，婴儿组选取小于1岁的组别，成人组选取大于17岁的组别。
核素 母亲吸入导致婴儿食入母乳的剂量转换系数 母亲食入导致婴儿食入母乳的剂量转换系数 3H 2.00E-11 3.00E-11 14C 2.60E-10 2.60E-10 131I 5.00E-08 5.50E-08 133I 1.00E-08 1.10E-08 135I 1.20E-09 1.40E-09 57Co 2.30E-10 1.10E-10 58Co 5.60E-10 2.50E-10 60Co 4.60E-09 2.00E-09 59Fe 8.80E-11 6.80E-11 89Sr 1.80E-09 2.00E-09 90Sr 1.30E-08 1.50E-08 95Zr 1.00E-10 4.20E-12 95Nb 1.40E-11 5.50E-13 103Ru 1.30E-10 1.20E-11 106Ru 1.90E-09 1.80E-10 125Sb 1.30E-10 5.30E-11 134Cs 1.10E-09 3.10E-09 136Cs 2.30E-10 6.60E-10 137Cs 9.00E-10 2.60E-09 140Ba 2.60E-10 2.00E-10 141Ce 8.00E-11 1.60E-13 Table 2.
Dose coefficients for infants consuming breast-milk after intake by the mother Sv/Bq
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两种婴儿组居民食入途径辐射剂量评价模式下的剂量估算结果见表3。由表中数据可知，通过婴儿组食谱调查数据直接估算的各核素造成婴儿组食入内照射剂量为7.14×10-7 Sv/a，通过母乳途径估算的各核素造成婴儿组食入内照射剂量为7.23×10-7 Sv/a。
核素 婴儿食谱数据直接计算Sv/a 母乳途径计算Sv/a 母乳途径与普通食谱途径的比值 3H 8.09E-08 1.04E-07 1.29E＋00 14C 4.53E-07 2.34E-07 5.16E-01 131I 7.41E-08 1.31E-07 1.77E＋00 133I 2.06E-13 6.80E-10 3.30E＋03 135I 1.20E-16 2.54E-11 2.11E＋05 57Co 3.55E-11 6.11E-12 1.72E-01 58Co 2.55E-09 4.10E-10 1.61E-01 60Co 1.94E-08 3.22E-09 1.66E-01 59Fe 3.84E-10 3.28E-12 8.54E-03 89Sr 1.02E-09 3.17E-10 3.11E-01 90Sr 7.28E-08 2.44E-07 3.36E＋00 95Zr 9.53E-12 4.77E-14 5.00E-03 95Nb 1.73E-11 2.13E-14 1.23E-03 103Ru 3.74E-11 4.03E-13 1.08E-02 106Ru 6.95E-11 9.95E-13 1.43E-02 125Sb 1.68E-12 4.75E-14 2.83E-02 134Cs 1.67E-09 9.08E-10 5.44E-01 136Cs 2.13E-09 4.18E-10 1.96E-01 137Cs 6.13E-09 3.40E-09 5.55E-01 140Ba 5.61E-12 2.36E-13 4.20E-02 141Ce 9.30E-12 3.69E-14 3.97E-03 合计 7.14E-07 7.23E-07 1.01E＋00 Table 3.
Assessment result of doses to infants from ingestion by two methods 图1给出了估算结果中各核素母乳途径与普通食谱途径的比值。从图1可以看出两种评价模式下各核素的评价结果并不一致3H、131I等5种核素母乳途径的剂量估算结果比普通食谱途径要大，差异最显著的核素135I其比值达到了105量级；14C、57Co等16种核素普通食谱途径的剂量估算结果比母乳途径要大，差异最大的核素95Nb，其母乳途径估算的婴儿组食入内照射剂量仅为普通食谱途径的0.123%。
Figure 1. Dose ratios of results from breast-milk pathway and normal food consumption pathway for different radionuclides
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婴儿的喂养方式可分为纯母乳喂养、基本纯母乳喂养、混合喂养(添加婴儿辅食)和人工喂养(完全由母乳以外食物喂养)[5]。谭承军等[2]调研指出0～4个月的中国婴儿以母乳喂养的方式为主，6～12个月的婴儿已经不满足纯母乳喂养，多采用混合喂养或人工喂养；婴儿断奶时间也存在显著的差异性。显然，婴儿组的食物组成随着婴儿月龄的增长而不停地发生变化，刚出生的婴儿大多数以母乳喂养为主，大约从6个月开始添加其他种类的食物，也存在1岁时仍然基本纯母乳喂养的情形。通过现场调查获得婴儿组居民的食物消费量存在较大的困难与不确定性。
本研究中使用的婴儿组食谱现场调查数据与母乳途径假定的婴儿组摄入母乳为主的食谱存在较大的差异。从表1给出的婴儿组食谱现场调查数据可以看出，婴儿组食谱现场调查的食物种类与成人组的食物种类相同，这些调查的数据与混合喂养或人工喂养的婴儿膳食特点一致，可以认为代表了6～12个月的婴儿或较大月龄婴儿的食物消费量。ICRP第95号出版物中假定母乳喂养从出生开始连续6个月，第一周婴儿摄入母乳量从0增长到800 ml/d，之后一直保持在这个摄入量水平，[3]该假定下的母乳消费量数据与纯母乳喂养方式的婴儿膳食特点一致，可以认为代表了0～6个月的婴儿或较小月龄婴儿的食物消费量。
从婴儿组食入内照射剂量的估算结果来看，尽管采用的婴儿组食物消费量数据和评价模式都有着显著的差异，它们得到的结果较为接近。可见在婴儿组和成人组食物消费量数据调查合理的情形下，两种模式估算的婴儿组食入内照射剂量具有可比性。从各个核素分析，两种模式下得到的结果没有规律性结果，部分核素母乳途径的剂量估算结果较大，但更多的核素由婴儿组的现场食物消费量调查数据估算结果较大。可能的原因是母乳途径的剂量估算与母亲的消费量数据以及放射性核素在母乳中的转移参数关系较大，而由婴儿组的现场食物消费量调查数据进行剂量估算更多地与婴儿组的消费量调查数据关系较大。
两种不同评价模式下采用的婴儿组食谱数据分别代表了不同大小婴儿的膳食特点，实际工程中可根据需要对婴儿组居民的食入内照射剂量估算进行全面的考虑，选择合适的评价模式应用于核电厂环境影响报告婴儿组公众居民的剂量评价中。
3.1 估算结果
3.2 分析讨论
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本研究根据婴儿组食谱现场调查数据直接估算模式与母乳途径评价模式两种评价方法对实际工程的婴儿组食入内照射剂量进行了估算与比较，结果发现两种评价模式下得到的婴儿组食入剂量大小较为接近，但是具体到各个放射性核素，其所致的剂量大小有显著差异。从食物消费量数据分析可知，使用婴儿组食谱现场调查数据的评价模式更符合1岁以下6～12个月的婴儿或较大月龄婴儿的食物内照射剂量估算，该模式估算结果受到婴儿组食谱调查数据的影响较大；使用母乳途径评价模式更符合1岁以下0～6个月的婴儿或较小月龄婴儿的食物内照射剂量估算，该模式估算结果受到母亲的食谱调查数据影响较大。
实际工程应用中，应对婴儿组食物消费量现场调查数据进行全面考虑，在综合考虑婴儿组食谱特点以及各地食物消费习惯不同的情况下针对婴儿组居民实际月龄大小以及估算的需要选择适当的评价模式。
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