Краткая характеристика обследуемого объекта
ОТЧЕТ
по производственной практике
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Уральский научно-практический центр радиационной медицины ФМБА России, биофизическая лаборатория
Факультет (институт) биологический
Кафедра радиационной биологии
Ф.И.О. студента _______________________________________________________________
Номер группы ББ-405
| Руководитель практики от университета Шишкина Елена Анатольевна Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук __________________________________ (подпись руководителя практики от предприятия) «____» _________201__г. | Руководитель практики от предприятия Шишкина Елена Анатольевна Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук _____________________________________ (подпись руководителя практики от университета) |
| Отметка о допуске к защите ______________________________________ ______________________________________ (подпись руководителя практики от университета) «____»_________201__г. Оценка за пройденную практику по результатам защиты отчёта ____________________________ (подпись руководителя практики от университета) «____»_________201__г. |
Челябинск, ________ г.
ВВЕДЕНИЕ
Практика проходила на базе ФГБУН Уральского научно-практического центра радиационной медицины (далее УНПЦ РМ), в подразделении лаборатории биофизики руководитель от организации старший научный сотрудник лаборатории биофизики Шишкина Е.А.
Целью производственной практики являлось закрепление теоретических знаний и приобретение им практических навыков и компетенций в сфере проведения биофизических и радиобиологических исследований, приобретение опыта самостоятельной деятельности в качестве биолога, формирование научного мышления.
Для воплощения цели производственной практики были поставлены следующие задачи:
1. Овладение знаниями о проведении исследований в области биофизики.
2. Освоение знаний правил безопасности и гигиены при выполнении экспериментальной работы.
3. Выработка навыков лабораторных исследований в области биофизики.
4. Формирование представления о круге научных и прикладных задач, решаемых молекулярными и генетическими методами.
5. Создание модели поведения для икры и молоди рыб щуки, плотвы, окуня и расчет коэффициентов мощности доз облучения Sr-90 и Сs-137 с помощью специальной программы Erica tool .
6. Создание и анализ графиков возрастных зависимостей дозовых коэффициентов окуня плотвы и щуки.
При прохождении производственной практики были изучены и проанализированы:
– структура ФГБУН УНПЦ РМ;
– кадровый состав лаборатории биофизики;
– приборное и материальное обеспечение лаборатории биофизики;
– проводимые в лаборатории биофизики; научно-исследовательские методики;
– технологии разработки и внедрения нового лабораторного оборудования.
В ходе прохождения практики были пройдены такие основные этапы, как:
– ознакомление со структурой и задачами ФГБУН УНПЦ РМ;
– определение плана научно-исследовательской работы;
– изучение литературы по выполняемой научно-исследовательской методике;
– создание набора моделей икры окуня, щуки и плотвы;
– освоение метода расчета коэффициентов мощности дозы, излучаемой радионуклидами St-90 и Cs-137 в программе Erica tool;
– создание научных графиков возрастных зависимостей дозовых коэффициентов окуня плотвы и щуки.
– анализ полученных данных, статистическая обработка, анализ зависимостей.
В данной
работе были использованы следующие внутренние материалы: данные о измерениях концентраций радионуклидов в компонентах экосистемы р. Теча, экспериментальные данные о параметрах тела рыб реки Теча, любезно предоставленные сотрудниками УНПЦ РМ. В ходе подготовки данной работы изучены теоретические разработки, статистические источники, руководство по технике безопасности ФГБУН УНПЦ РМ.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Использованные методы и приемы.
· Практика проходила в лаборатории биофизики УНПЦ РМ. Выполняемые на рабочем месте функции и задачи:
· Поиск и сбор информации об параметрах икры щуки плотвы и окуня
· Создание моделей икры окуня плотвы и щуки
· Расчет коэффициентов мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами Sr-90 и Сs-137 на икру вышеперечисленных рыб с помощью программы Erica tool.
· Построение графиков возрастной зависимости дозовых коэффициентов данных гидробионтов с помощью программы SigmaPlot 12.5
· Анализ результатов
Икра
1. Икра окуня
Нерест окуня происходит ближе к весне. Икра диаметром 2-2,5 мм откладывается виде длинной студенистой ленты длинной 1-2 метра в среднем . Кладки прикрепляются к прошлогодней растительности на залитых лугах, корягах, корнях деревьев. В зависимости от температуры нерест продолжается до 10 дней(Богданов В.Д. и др. Рыбы среднего Урала, 2006)
Количество икринок в окуне весом в 0,25кг насчитывается от 20 до 30 000 штук. Окуни больших размеров имеют и большое число икринок: у одного окуня весом около 0,5 кг насчитывали свыше 90000 икринок. Всю икру окунь выметывает в один прием. (1,2)
Для окуня лента икры приближенно описывалась прямоугольным параллелепипедом толщиной в одну икринку, шириной, длиной .
Для расчета параметров ,предположим, что икринка это шар.
Тогда, необходимо найти объём этой фигуры. Сначала вычислялся объем одной икринки. Предположим, что она имеет форму шара. Имея литературные данные об икринке, диаметр которой колеблется от 1 до 2 миллиметров, мы можем вычислить ее объем по формуле объёма шара V=4*π(R^3)/3. Результат расчета представлен в таблице 1.Затем, зная объем икринки, мы можем вычислить объем самой кладки икры окуня. Имеются данные, полученные в результате литературного обзора о количестве икринок окуней разных возрастов и размеров. Для расчета были взяты рыбы, которые выметают от 20000 до 30000 икринок (представлено в таблице 1).
| № расчета | n икринок | d икринки, м | V икринки, м3 | V м3 | l м | m икры, кг | Параметры ленты | l | ||
| m икры, кг | W, м | Толщина, икринках | H, м | L, м | ||||||
| 0,0015 | 1,77*10(^-9) | 3,53*10^(-5) | 1,5 | 3,18E-02 | 0,015 | 0,0015 | 1,57 | |||
| 0,001 | 5,23*10^(-10) | 1,05*10^(-5) | 1,5 | 9,42E-03 | 0,015 | 0,001 | 6,98E-01 | |||
| 0,002 | 4,19*10^(-9) | 8,37*10^(-5) | 1,5 | 7,54E-02 | 0,015 | 0,002 | 2,79 | |||
| 0,0015 | 1,77*10-(09) | 4,42*10^(-5) | 1,5 | 3,97E-02 | 0,015 | 0,0015 | 1,96 | |||
| 0,001 | 5,23*10^-(10) | 1,31*10^(-5) | 1,5 | 1,18E-02 | 0,015 | 0,001 | 0,87 | |||
| 0,002 | 4,19*10^-(9) | 1,05*10^(-4) | 1,5 | 9,42E-02 | 0,015 | 0,002 | 3,49 | |||
| 0,0015 | 1,77*10^-(9) | 5,30*10^(-5) | 1,5 | 4,77E-02 | 0,015 | 0,0015 | 2,36 | |||
| 0,001 | 5,23*10^-(10) | 1,57*10^(-5) | 1,5 | 1,41E-02 | 0,015 | 0,001 | 1,05 | |||
| 0,002 | 4,19*10-(09) | 1,26*10^(-4) | 1,5 | 1,13*10^(-1) | 0,015 | 0,002 | 4,19 |
Таблица 1. Параметры кладки окуня с икрой
Объём кладки был рассчитан по формуле V1=N*V2, где V1-это объем кладки с икрой, V2 – это объем одной икринки и N – общее количество икры у рыбы (результаты расчета представлены в таблице 1).Полученный объем равен произведению плотности и массы. Таким образом можно рассчитать массу икры m=V1*p , где m-это масса кладки с икрой,V1-объем кладки с икрой, р - плотность икры. . Результат расчета представлен в таблице 1.
По имеющимся необходимым параметрам модели кладки с икрой окуня, в программе ERICA tool рассчитывались коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами St-90 и Сs-137 икры окуня. Результат расчета представлен в таблице 2.
| № расчета | Внутреннее облучение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) DC*10*(-4)(Sr-90) *10^(-5)(Cs-137) | Внешнее облучениеDC*10^(-4), (мкГр/ч)/(Бк/кг) | ||
| Sr-90 | Cs-137 | Sr-90 | Cs-137 | |
| 3,79 | 1,15 | 2,73 | 3,54 | |
| 3,35 | 1,05 | 3,17 | 3,64 | |
| 4,07 | 1,23 | 2,44 | 3,46 | |
| 3,8 | 1,16 | 2,72 | 3,53 | |
| 3,3 | 1,04 | 3,22 | 3,65 | |
| 4,67 | 1,4 | 1,85 | 3,29 | |
| 3,81 | 1,17 | 2,71 | 3,52 | |
| 3,37 | 1,06 | 3,15 | 3,63 | |
| 4,01 | 1,22 | 2,5 | 3,46 |
Таблица 2. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами Sr-90 и Сs-137 икры окуня.
По полученным данным, для каждого столбца таблицы 2, производились вычисления среднего значения, стандартного отклонения и находился коэффициент вариации данных (таблица 3).
| среднее значение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) | 3,8 | 1,16 | 2,72 | 3,51 |
| стандартное отклонение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) | 0,43 | 0,11 | 0,43 | 0,11 |
| коэффициент вариации данных, % | 11,45 | 9,73 | 16,03 | 3,16 |
Таблица 3. Вычисления среднего значения, стандартного отклонения и коэффициент вариации данных
Среднее значение мощности дозы Сs-137 в воде на икру окуня при внешнем облучении составило 3,5*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры окуня составила 3,2%.
Среднее значение мощности дозы Sr-90 в воде на икру окуня при внешнем облучении составило 2,7*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры окуня составила 16%.
Среднее значение мощности дозы Сs-137 на икру окуня при внутреннем облучении составило 1,2*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры окуня составила 9,7%.
Среднее значение мощности дозы Sr-90 внутри икры окуня при внутреннем облучении составило 3,8*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры окуня составила 11%.
2. Плотва
Нерестится плотва большими стаями, икрометание (от 2,5 до 100 тыс. икринок) проходит единовременно.
Икра диаметром около 1 мм приклеивается к травянистым растениям, на корневища деревьев и кустарников. Развитие икры протекает за 9-14 дней. (5)
Для плотвы кладка икры приближенно описывалась прямоугольным параллелепипедом толщиной в одну икринку, шириной, длиной .
Для расчета параметров ,предположим, что икринка это шар.
Тогда, необходимо найти объём этой фигуры. Сначала вычислялся объем одной икринки. Предположим, что она имеет форму шара. Имея литературные данные об икринке, диаметр которой колеблется от 0,8 до 1,5 миллиметров, мы можем вычислить ее объем по формуле объёма шара V=4*π(R^3)/3. Результат расчета представлен в таблице 4. Затем, зная объем икринки, мы можем вычислить объем самой кладки икры плотвы. Имеются данные, полученные в результате литературного обзора о количестве икринок плотвы разных возрастов и размеров. Для расчета были взяты рыбы, которые выметают от 15000 до 77000 икринок (представлено в таблице 4).
| N икринок | m, кг | r^3 | d икринки | V икринки*10^(- 9) | V кладки*10^(-5) | l, w |
| 0,004 | 0,02 | 0,0008 | 0,27 | 0,4 | 0,07 | |
| 0,01 | 0,027 | 0,0011 | 0,7 | 1,04 | 0,1 | |
| 0,03 | 0,037 | 0,0015 | 1,76 | 2,65 | 0,13 | |
| 0,01 | 0,025 | 0,0008 | 0,27 | 0,8 | 0,1 | |
| 0,02 | 0,034 | 0,0011 | 0,7 | 2,9 | 0,14 | |
| 0,06 | 0,047 | 0,0015 | 1,77 | 5,3 | 0,19 | |
| 0,013 | 0,028 | 0,0008 | 0,27 | 1,21 | 0,12 | |
| 0,03 | 0,039 | 0,0011 | 0,69 | 3,13 | 0,17 | |
| 0,09 | 0,053 | 0,0015 | 1,77 | 7,95 | 0,23 | |
| 0,02 | 0,032 | 0,0008 | 0,27 | 1,69 | 0,15 | |
| 0,05 | 0,044 | 0,0011 | 0,69 | 4,39 | 0,2 | |
| 0,12 | 0,06 | 0,0015 | 1,76 | 11,1 | 0,27 | |
| 0,02 | 0,034 | 0,0008 | 0,27 | 2,06 | 0,16 | |
| 0,06 | 0,047 | 0,0011 | 0,7 | 5,36 | 0,22 | |
| 0,15 | 0,064 | 0,0015 | 1,77 | 0,3 |
Таблица 4. Параметры кладки плотвы с икрой
По имеющимся необходимым параметрам модели кладки с икрой плотвы, в программе ERICA tool рассчитывались коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами St-90 и Сs-137 икры окуня. Результат расчета представлен в таблице 5.
| Внутреннее облучение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) DC*10*(-4)(Sr-90) | Внешнее облучениеDC*10^(-4), (мкГр/ч)/(Бк/кг) | ||
| Sr-90 | Cs-137 | Sr-90 | Cs-137 |
| 1,89 | 0,7 | 4,62 | 3,92 |
| 3,41 | 1,06 | 3,11 | 3,62 |
| 3,92 | 1,18 | 2,6 | 3,51 |
| 3,99 | 1,21 | 2,52 | 3,47 |
| 3,51 | 1,09 | 3,01 | 3,6 |
| 3,88 | 1,18 | 2,64 | 3,5 |
| 3,24 | 1,03 | 3,28 | 3,66 |
| 3,52 | 1,1 | 2,99 | 3,59 |
| 3,86 | 1,19 | 2,65 | 3,49 |
| 3,25 | 1,04 | 3,27 | 3,65 |
| 3,59 | 1,12 | 2,93 | 3,56 |
| 3,83 | 1,19 | 2,68 | 3,49 |
| 3,21 | 1,03 | 3,31 | 3,66 |
| 3,58 | 1,13 | 2,93 | 3,56 |
| 3,82 | 1,2 | 2,69 | 3,49 |
Таблица 5. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами Sr-90 и Сs-137 икры плотвы.
По полученным данным, для каждого столбца таблицы 5, производились вычисления среднего значения, стандартного отклонения и находился коэффициент вариации данных (таблица 6).
| среднее значение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) | 3,5 | 1,1 | 3,02 | 3,58 |
| Стандартное отклонение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) | 0,52 | 0,13 | 0,5 | 0,1 |
| коэффициент вариации данных, % | 14,75 | 11,62 | 17,12 | 3,19 |
Таблица 6. Вычисления среднего значения, стандартного отклонения и коэффициент вариации данных
Среднее значение мощности дозы Сs-137 в воде на икру плотвы при внешнем облучении составило 3,6*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры плотвы составила 3.2%.
Среднее значение мощности дозы Sr-90 в воде на икру плотвы при внешнем облучении составило 3*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры плотвы составила 17%.
Среднее значение мощности дозы Сs-137 в икре плотвы при внутреннем облучении составило 1,1*e-5 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры плотвы составила 12%.
Среднее значение мощности дозы Sr-90 в икре плотвы при внутреннем облучении составило 3,5*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры плотвы составила 15%.
3 .Щука
Икру размером 2,5-3 мм щука откладывает небольшими комками на водных растениях, но ее клейкость незначительно, поэтому, почти сразу, икринки отклеиваются от растительности и опадают на дно .Относительная плодовитость щуки составляет 20-50 икринок на 1 грамм массы тела .В зависимости от факторов среды, развитие икры протекает 2-3 недель (3,4)
Для щуки, у которой клейкость икры мала предполагалось равномерное выпадение икры на поверхность донных отложений ,что моделировалось так же прямоугольным параллелепипедом толщиной в одну икринку, основание параллелепипеда принимался квадрат.
Тогда, необходимо найти объём этой фигуры. Сначала вычислялся объем одной икринки. Предположим, что она имеет форму шара. Имея литературные данные об икринке, диаметр которой колеблется от 1 до 2 миллиметров, мы можем вычислить ее объем по формуле объёма шара V=4*π(R^3)/3. Результат расчета представлен в таблице 7.Затем, зная объем икринки, мы можем вычислить объем самой кладки икры щуки. Имеются данные, полученные в результате литературного обзора о количестве икринок щуки разных возрастов и размеров. Для расчета были взяты рыбы, которые выметают от 40000 до 86000 икринок (представлено в таблице 7).
| n икринок | h икринки, м | V икринки*10^(-9), м3 | V м3 | l w | m икры, кг |
| 0,002 | 4,19 | 0,00017 | 0,29 | 0,18 | |
| 0,0025 | 8,8 | 0,00033 | 0,36 | 0,36 | |
| 0,003 | 14,4 | 0,00057 | 0,43 | 0,62 | |
| 0,002 | 4,19 | 0,00028 | 0,37 | 0,3 | |
| 0,0025 | 8,18 | 0,00054 | 0,46 | 0,59 | |
| 0,00283 | 1,19 | 0,00078 | 0,53 | 0,86 | |
| 0,0018 | 3,05 | 0,00026 | 0,38 | 0,29 | |
| 0,002 | 4,19 | 0,00036 | 0,42 | 0,4 | |
| 0,0024 | 7,23 | 0,00062 | 0,51 | 0,68 |
Таблица 7 . Параметры кладки щуки с икрой
По имеющимся необходимым параметрам модели кладки с икрой плотвы, в программе ERICA tool рассчитывались коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами Sr-90 и Сs-137 икры щуки. Результат расчета представлен в таблице 8.
| Внутреннее облучение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) DC*10*(-4) | Внешнее облучениеDC*10^(-4), (мкГр/ч)/(Бк/кг) | ||
| Sr-90 | Cs-137 | Sr-90 | Cs-137 |
| 1,89 | 0,7 | 4,62 | 3,92 |
| 3,41 | 1,06 | 3,11 | 3,62 |
| 3,92 | 1,18 | 2,6 | 3,51 |
| 3,99 | 1,21 | 2,52 | 3,47 |
| 3,51 | 1,09 | 3,01 | 3,6 |
| 3,88 | 1,18 | 2,64 | 3,5 |
| 3,24 | 1,03 | 3,28 | 3,66 |
| 3,52 | 1,1 | 2,99 | 3,59 |
| 3,86 | 1,19 | 2,65 | 3,49 |
| 3,25 | 1,04 | 3,27 | 3,65 |
| 3,59 | 1,12 | 2,93 | 3,56 |
| 3,83 | 1,19 | 2,68 | 3,49 |
| 3,21 | 1,03 | 3,31 | 3,66 |
| 3,58 | 1,13 | 2,93 | 3,56 |
| 3,82 | 1,2 | 2,69 | 3,49 |
Таблица 8. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучений радионуклидами Sr-90 и Сs-137 икры щуки.
По полученным данным, для каждого столбца таблицы 8, производились вычисления среднего значения, стандартного отклонения и находился коэффициент вариации данных (таблица 9).
| среднее значение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) | 4,2 | 1,3 | 2,3 | 3,25 |
| стандартное отклонение, (мкГр/ч)/(Бк/кг) | 0,17 | 0,03 | 0,14 | 0,32 |
| коэффициент вариации данных, % | 4,05 | 2,7 | 6,18 | 9,7 |
Таблица 9. Вычисления среднего значения, стандартного отклонения и коэффициент вариации данных
Среднее значение мощности дозы Сs-137 в воде на икру щуки при внешнем облучении составило 3,3*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры щуки составила 10%.
Среднее значение мощности дозы Sr-90 в воде на икру щуки при внешнем облучении составило 2.3*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры щуки составила 6%.
Среднее значение мощности дозы Сs-137 в икре щуки при внутреннем облучении составило 1,3*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры щуки составила 3%.
Среднее значение мощности дозы Sr-90 в икре щуки при внутреннем облучении составило 4*e-4 (мкГр/ч)/(Бк/кг). Вариация мощностей доз при разных формах и размерах кладки икры щуки составила 4%.
Стадия личинки
Для расчета доз на рыб стадии личинки требуется создать геометрические модели личинок, иными словами, описать их размер и форму. Геометрические приближения для личинок Perca fluviatilis (окуня речного), Esox lucius (щуки обыкновенной), Rutilus rutilus (плотвы обыкновенной) были зафиксированы на основе литературных данных, описанных выше в лит. обзоре [45,46,44,47,48,43]. Согласно этим источникам, размеры личинок в целом могут существенно варьировать. Поэтому для каждого вида были сформированы наборы геометрических моделей, отражающих эту вариабельность, что позволило рассчитать как средние дозовые коэффициенты, так и диапазон возможных значений.
Окунь
Размеры личинок – длина и вес представлены согласно литературным данным.
Таким образом, будем моделировать личинку окуня в виде эллипсоида. Согласно литературному источнику, указанному выше, отношение ширины личинки к длине тела личинки составляет 0,08.
Высота же вычислялась по формуле объема эллипсоида
V= 
, (2)
где величины a, b, c - полуоси эллипсоида.
Результаты расчета были занесены в таблицу 8.
Таблица 8. Параметры тел личинок окуня
| Возраст, | L (м) | M (кг) | W (м) | H (м) | V (м³) | ρ (кг/м³) |
| Дней | ||||||
| 0,005 | 1E-06 | 0,0004 | 0,0001 | 1E-09 | ||
| 0,006 | 3E-06 | 0,0005 | 0,0003 | 3E-09 | ||
| 0,008 | 8E-06 | 0,0006 | 0,0004 | 8E-09 | ||
| 0,011 | 1E-05 | 0,0009 | 0,0005 | 1E-08 |
Используя полученный набор моделей (4 варианта), были рассчитаны дозовые коэффициенты внутреннего и внешнего облучения 90Sr и 137Сs. Для этого данные Таблицы 8 вносились в программу ERICA Tool. Результат расчета представлен в Таблице 9.
Таблица 9. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучения окуня на стадии личинки радионуклидами 90Sr и 137Сs.
| № расчета | Внутреннее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | Внешнее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | ||
| 90Sr | 137Cs | 90Sr | 137Cs | |
| 1,9 | 1,2 | |||
| 3,1 | 1,7 | 9,6 | ||
| 3,9 | 9,2 | |||
| 4,1 | 2,1 | 9,2 | ||
| Среднее±ошибка среднего | 3,3±0,5 | 1,7±0,2 | 1,2±0,5 | 9,5±0,2 |
Как видно из Таблицы 9, среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 137Сs в воде составило 9,5 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего составила 0,2.
Среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 90Sr в воде составило 1,2 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,5
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 137Сs составило 1,7 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения
составила 0,2
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 90Sr составило 3,3 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,5
Плотва
Размеры личинок – длина и вес представлены согласно вышеперечисленным литературным данным. Таким образом, будем моделировать личинку плотвы в виде эллипсоида. Согласно литературному источнику, отношение ширины личинки к длине тела личинки составляет 0,08.
Высота же вычислялась по формуле объема эллипсоида (2)
Результаты расчета были занесены в таблицу 10
Таблица 10 Параметры тел личинок плотвы
| Возраст,дней | L (м) | M (кг) | W (м) | H (м) | V (м^3)*10-09 | Плотность |
| 0,006 | 2E-06 | 0,0005 | 0,0002 | 2,2 | ||
| 0,009 | 5E-06 | 0,0007 | 0,0002 | 5,3 | ||
| 0,01 | 7E-06 | 0,0008 | 0,0002 | |||
| 0,013 | 2E-05 | 0,001 | 0,0003 | 0,15 | ||
| 0,015 | 2E-05 | 0,0012 | 0,0003 | 0,2 |
Используя полученный набор моделей (5 вариантов), были рассчитаны дозовые коэффициенты внутреннего и внешнего облучения 90Sr и 137Сs. Для этого данные Таблицы 9 вносились в программу ERICA Tool. Результат расчета представлен в Таблице 11.
Таблица 11. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучения плотвы на стадии личинки радионуклидами 90Sr и 137Сs.
| № расчета | Внутреннее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | Внешнее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | ||
| 90Sr | 137Cs | 90Sr | 137Cs | |
| 2,6 | 1,5 | 13,0 | 9,7 | |
| 3,1 | 1,7 | 13,0 | 9,6 | |
| 3,3 | 1,8 | 12,0 | 9,5 | |
| 4,0 | 2,0 | 12,0 | 9,2 | |
| 4,2 | 2,1 | 11,0 | 9,2 | |
| Среднее±ошибка среднего | 3,4 ±0,3 | 1,8 ±0,1 | 12±0,3 | 9,4± 0,1 |
Как видно из Таблицы 11, среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 137Сs в воде составило 9,4 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,1
Среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 90Sr составило 12 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,3
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки в от 137Сs 1,8 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,1
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 90Sr составило 3,4 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения
составила 0,03
Щука
Размеры личинок – длина и вес представлены согласно вышеперечисленным литературным источникам. Таким образом, будем моделировать личинку щук в виде эллипсоида. Согласно литературному источнику [43] ,отношение ширины личинки к длине тела личинки составляет 0,08.
Высота же вычислялась по формуле объема эллипсоида (2)
Результаты расчета были занесены в таблицу 12
Таблица 12 Параметры тел личинок щуки
| Возраст, дней | l | m | w | H |
| 0.0092 | 0.00001 | 0.00048 | 0.0005 | |
| 8 сут | 0.012 | 0.00004 | 0.00092 | 0.0009 |
| 10сут | 0.013 | 0.00006 | 0.001 | 0.0011 |
| 15 сут | 0.015 | 0.00011 | 0.0013 | 0.0012 |
Используя полученный набор моделей (4 варианта), были рассчитаны дозовые коэффициенты внутреннего и внешнего облучения 90Sr и 137Сs. Для этого данные Таблицы 12 вносились в программу ERICA Tool. Результат расчета представлен в Таблице 13.
Таблица 13. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучения щуки на стадии личинки радионуклидами 90Sr и 137Сs.
| № расчета | Внутреннее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | Внешнее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | ||
| 90Sr | 137Cs | 90Sr | 137Cs | |
| 1,0 | 2,1 | 11,5 | 9,2 | |
| 5,8 | 2,5 | 9,8 | 8,7 | |
| 6,4 | 2,6 | 9,3 | 8,6 | |
| 7,2 | 2,8 | 7,2 | 8,5 | |
| Среднее±ошибка среднего | 5,1± 1,4 | 2,5±0,2 | 9,5 ±0,9 | 8,7 ±0,1 |
Как видно из таблицы 13, среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 137Сs в воде составило 8,7 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,1
Среднее значение мощности внешнего облучения личинки в воде от 90Sr составило 9,5 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,9%
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 137Сs составило 2,5 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,2
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 90Sr воде составило 5,1 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 1,4
Cтадия малька
Для расчета доз на рыб стадии малька требуется создать геометрическую модель малька, иными словами, описать ее размер и форму. Геометрические приближения для икры Perca fluviatilis (окунь речной), Esox lucius (щука обыкновенная), Rutilus rutilus (плотва обыкновенная) были зафиксированы на основе литературных данных, описанных выше в лит. обзоре [43-49]. Кроме того, был любезно предоставлен исследователями ФГБУН УНПЦ РМ набор геометрических параметров рыб на стадии малька ,пойманных в р.Теча.
Согласно этим источникам, размеры рыб на стадии малька в целом могут существенно варьировать. Поэтому для каждого вида были сформированы наборы геометрических моделей, отражающих эту вариабельность, что позволило рассчитать как средние дозовые коэффициенты, так и диапазон возможных значений.
На основании предоставленных ФГБУН УНПЦ РМ данных рассчитывались соотношения h/l и w /l, где h- высота (см) , l-длина (см), w-толщина (см) для каждого вида ,для того чтобы построить возрастные зависимости от соотношения параметров тела для плотвы ,щуки и окуня . Полученный результат экспоненциально экстраполировали в ноль. Например,на графике 1. можно сказать, что соотношение h/l в возрасте несколько дней будет приблизительно равно 0.26 м.
График 1. Возрастная зависимость окуня
Возраст, лет
На графике 2. можно сказать, что соотношение W/L в возрасте несколько дней будет приблизительно равно 0.12 м.
График 2. Возрастная зависимость плотвы
Возраст, лет
Результаты экстраполяции были занесены в общую таблицу 15.
Таблица 15. Результаты экстраполяции в ноль
| Вид | h/l (м) | w/l (м) |
| Окунь | 0.26 | 0.12 |
| Плотва | 0.27 | 0.12 |
| Щука | 0.14 | 0.10 |
Окунь
На основании найденных литературных данных о возрасте, соответственно возрасту длине тела и массе тела каждой рыбы и данных, полученных с помощью программы SigmaPlot таблица 15., вычислялись остальные параметры тел мальков окуня. Результаты были занесены в таблицу 16.
Таблица 16. «Параметры тела мальков окуня»
| Возраст, дней | L (м) | m (кг) | W (м) | H (м) | w/l | h/l |
| 0,02 | 0,0003 | 0,002 | 0,004 | 0,12 | 0,26 | |
| 0,02 | 0,0004 | 0,002 | 0,005 | 0,12 | 0,26 | |
| 0,03 | 0,0006 | 0,003 | 0,006 | 0,12 | 0,26 | |
| 0,05 | 0,0007 | 0,006 | 0,012 | 0,12 | 0,26 | |
| 0,06 | 0,0011 | 0,007 | 0,016 | 0,12 | 0,26 | |
| 0,08 | 0,0015 | 0,009 | 0,019 | 0,12 | 0,26 |
Используя полученный набор моделей (6 вариантов), были рассчитаны дозовые коэффициенты внутреннего и внешнего облучения 90Sr и 137Сs. Для этого данные Таблицы 16. вносились в программу ERICA Tool. Результат расчета представлен в Таблице 17.
Таблица 17. Коэффициенты мощности доз внешнего и внутреннего облучения мальков окуня радионуклидами 90Sr и 137Сs.
| № расчета | Внешнее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | Внутреннее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | ||
| Sr-90 | Cs-137 | Sr-90 | Cs-137 | |
| 6,96 | 8,26 | 8,69 | 3,00 | |
| 6,22 | 8,18 | 9,41 | 3,07 | |
| 5,52 | 8,11 | 10,1 | 3,14 | |
| 5,38 | 8,09 | 10,3 | 3,14 | |
| 4,70 | 8,04 | 10,9 | 3,22 | |
| 4,30 | 7,99 | 11,3 | 3,24 | |
| Среднее±ошибка среднего | 5,5 ±0,4 | 8,1± 0,04 | 10,1± 0,4 | 3,14± 0,04 |
Как видно из таблицы 17., среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 137Сs в воде составило 8,1 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,04
Среднее значение мощности внешнего облучения личинки в воде от 90Sr составило 5,5 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,4%
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 137Сs составило 3,14 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,04
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 90Sr воде составило 10,1 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,04
Плотва.
Вычисления для мальков плотвы проводились аналогично вычислениям для мальков окуня.
В таблице 18. средние значения размеров тела мальков плотвы, а в таблице 19. коэффициенты мощностей доз облучения на мальков плотвы.
Таблица 18. Средние значения размеров тела мальков рыб
| Параметры тела | Окунь | Плотва | Щука |
| Н, м | 0,01(60%) | 0,01(45%) | 0,1(70%) |
| L, м | 0,04(60%) | 0,04(45%) | 0,12(70%) |
| W, м | 0,005(60%) | 0,005(44%) | 0,02(70%) |
Таблица 19. Коэффициенты мощностей доз облучения на мальков плотвы
| № расчета | Внешнее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | Внутреннее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | ||
| Sr-90 | Cs-137 | Sr-90 | Cs-137 | |
| 7,4 | 8,32 | 8,3 | 2,93 | |
| 6,2 | 8,17 | 9,5 | 3,08 | |
| 5,9 | 8,15 | 9,8 | 3,1 | |
| 5,6 | 8,12 | 3,12 | ||
| 5,4 | 8,11 | 10,2 | 3,14 | |
| Среднее±ошибка среднего | 6,1±0,3 | 8,2±0,04 | 9,54±0,3 | 3,07±0,04 |
Как видно из таблицы 19, среднее значение мощности внешнего облучения личинки от 137Сs в воде составило 8,2 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,04
Среднее значение мощности внешнего облучения личинки в воде от 90Sr составило 6,1 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,3%
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 137Сs составило 3,07 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,04
Среднее значение мощности внутреннего облучения личинки от 90Sr воде составило 9,54 (мГр/день)/(Бк/кг). При этом ошибка среднего значения составила 0,3
Щука.
Вычисления для мальков щуки проводились аналогично вычислениям для мальков окуня и для мальков плотвы.
В таблице 18. средние значения параметров тела мальков щуки, а в таблице 20 коэффициенты мощностей доз облучения для мальков щуки.
Таблица 20. Коэффициенты мощностей доз облучения для мальков щуки
| № расчета | Внешнее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | Внутреннее облучение, (мГр/день)/(Бк/кг) | ||
| Sr-90 | Cs-137 | Sr-90 | Cs-137 | |
| 3,34 | 7,92 | 3,34 | ||
| 2,52 | 7,78 | 3,46 | ||
| 2,52 | 7,78 | 13,2 | 3,48 | |
| 7,68 | 13,6 | 3,58 | ||
| 1,39 | 7,46 | 14,2 | 3,77 | |
| Среднее±ошибка среднего | 2,4±0,3 | 7,7±0,08 | 13,3±0,3 | 3,5±0,07 |
Как видно из таблицы 20, с