Сравнение оценок доз внешнего облучения населения, полученных методами ретроспективной люминесцентной дозиметрии и ЭПР-дозиметрии с расчетными величинами доз для населения деревни Долонь, Казахстан: первое ядерное испытание СССР (29 августа 1949 г.)

Памяти профессора, доктора технических наук, лауреата премии Правительства России в области науки и техники, эксперта МАГАТЭ, члена РНКРЗ, Анатолия Михайловича Матущенко - участника атмосферных и подземных ядерных испытаний на Семипалатинском и Новоземельском полигонах, который внес большой вклад в оценку реальной радиационной обстановки и дозовых нагрузок на население при ядерных испытаниях.

Сравнение оценок доз внешнего облучения населения, полученных методами ретроспективной люминесцентной дозиметрии и ЭПР-дозиметрии с расчетными величинами доз для населения деревни Долонь, Казахстан: первое ядерное испытание СССР

, Степаненко В.Ф.6, Дубасов Ю.В.в, Смагулов С.К.г, Иванников А.И.6, Скворцов В.Г.6, Орлов М.Ю.6, Колыженков Т.В.6, Дубов Д.В.6, Цыб А.Ф.6

а НИИ импульсной техники Росатома, Москва; б Учреждение Российской академии медицинских наук Медицинский радиологический научный центр РАМН, Обнинск; в НПО «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина», Санкт-Петербург; г Союз ветеранов подразделений особого риска (Саратовский филиал), Саратов

Населенный пункт Долонь (Республика Казахстан) считается одним из наиболее сильно подвергшихся радиационному воздействию в результате первого ядерного испытания СССР (29.08.1949 г. - Семипалатинский испытательный ядерный полигон). Этот населенный пункт был выбран для сравнения различных методов ретроспективной дозиметрии. Дозы внешнего облучения населения деревни Долонь, оцененные методами ретроспективной люминесцентной дозиметрии по кварцевым включениям в объекты окружающей среды и ЭПР-дозиметрии по эмали зубов человека, сопоставлены с расчетными дозами. Для интерпретации результатов с2эа внения были использованы доступные данные по плотности загрязнения почвы 1 7Сэ и 239+ 40Ри в окрестностях и в пределах населенного пункта. С учетом этих данных, а также с учетом факторов «поведения и экранирования», влияющих на формирование доз облучения населения, установлено, что средняя расчетная доза внешнего облучения жителей населенного пункта равна 260±80 мГр. Средняя доза облучения населения по данным ЭПР-дозиметрии равна 156±37 мГр. Сделан вывод, что ранее опубликованные в литературе величины доз внешнего облучения населения деревни Долонь (1000^2000 мГр) были весьма существенно завышены.

Ключевые слова: ретроспективная дозиметрия, ядерные испытания, дозы облучения населения.

Введение

Как отмечено в работе [16] и материалах международного совещания [12], опубликованные различными авторами данные о величинах доз облучения населения, проживающего в регионе Семипалатинского полигона (СП), имеют очень большой разброс значений, что требует

Матущенко А.М. - д.т.н., профессор, НИИ импульсной техники Росатома; Степаненко В.Ф.* - зав. лаб., к.б.н., МРНЦ РАМН; Дубасов Ю.В. - нач. отдела, д.х.н., профессор, НПО «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина»; Смагулов С.К. - зам. Председателя, к.т.н., Союз ветеранов подразделений особого риска (Саратовский филиал); Иванников А.И. - вед. научн. сотр., к.т.н., МРНЦ РАМН; Скворцов В.Г. - зав. лаб., к.б.н., МРНЦ РАМН; Орлов М.Ю. - вед. научн. сотр., к.ф.-м.н., МРНЦ РАМН; Колыженков Т.В. - ст. научн. сотр., к.б.н., МРНЦ РАМН; Дубов Д.В. - научн. сотр., МРНЦ РАМН; Цыб А.Ф. - директор, академик РАМН, д.м.н. МРНЦ РАМН.

* Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королева, 4. Тел./факс: (495) 956-14-40; e-mail: mrrc@mrrc.obninsk.ru.

Матущенко А.М.а

дальнейшей работы в этом направлении, включая использование всего арсенала методов ретроспективной дозиметрии.

Поэтому применение инструментальных методов ретроспективной дозиметрии с целью верификации расчетных доз имеет большое значение для обоснования принятия решений по реабилитации территорий, подвергшихся радиационному воздействию, а также для дозиметрического обеспечения эпидемиологических исследований. Физические методы ретроспективной люминесцентной дозиметрии (РЛД) по кварцевым включениям в объекты окружающей среды [3] и дозиметрии по эмали зубов человека с применением электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [10, 11] дают возможность определить поглощенную дозу внешнего облучения с чувствительностью не хуже 20-30 мГр по величине накопленной дозы (за период после радиационного воздействия до 50 лет).

В данной работе представлено сравнение оценок доз, полученных путем применения инструментальных и расчетных методов ретроспективной дозиметрии, для реконструкции дозы внешнего облучения жителей населенного пункта, который считается наиболее облученным в результате первого ядерного испытания 29 августа 1949 г. - деревни Долонь, расположенной на расстоянии около 110 км от Семипалатинского испытательного ядерного полигона. На международном совещании в Хиросиме этот населенный пункт был выбран в качестве своеобразного «полигона» для сравнения различных методов ретроспективной дозиметрии [13].

Материалы и методы

Для оценок накопленных доз внешнего облучения населения деревни Долонь (Республика Казахстан) были применены инструментальные методы: РЛД по кварцевым включениям в образцы окружающей среды и ЭПР-дозиметрия по эмали зубов человека. Оба этих метода успешно прошли международное сличение [7, 10, 14, 18].

Величины доз, установленные методами РЛД и ЭПР, были сопоставлены с расчетными величинами доз, оценка которых была проведена в соответствии с Методическими Указаниями [8], и с использованием опубликованных архивных данных о мощностях доз, относящихся к сентябрю 1949 г. [15]. Следующие параметры были учтены при расчетах накопленной дозы внешнего облучения в воздухе вблизи деревни Долонь (согласно данным работы [19]): момент начала выпадений (2,5 часа после испытания), длительность выпадений (2 часа), доза облучения в воздухе на момент Н+24 - 1100 мР/час, мощность взрыва, дата и время взрыва, высота верхушки радиоактивного облака, высота, на которой был размещен заряд в момент взрыва, и скорость ветра, усредненная по высоте радиоактивного облака. Зависимость мощности дозы в воздухе от времени была взята из работы [1]. Мощность дозы вдоль оси радиоактивного следа вблизи деревни Долонь получена из архивных данных, опубликованных на основе наземных и аэрогамма-измерений, проведенных в период с 5 по 13 сентября 1949 г. [15]. Для перевода исторических единиц (мР/час) в единицы СИ был использован конвертирующий фактор 8,7х10-3 мГ р/мР.

Для интерпретации полученных результатов были использованы опубликованные данные по плотности загрязнения почвы вблизи и в пределах деревни Долонь радионуклидами 137Сэ (89 точек пробоотбора) и 239+240Ри (76 точек пробоотбора) [4-6, 20], а также соответствующие

географические координаты, определенные с помощью системы GPS. Описание методик отбора проб почвы и измерений радионуклидов представлены в работах [4-6, 20]. Для обеспечения единообразия при сравнительном анализе все данные по загрязнению почвы 137Cs были приведены к 1992 г.

Расстояния между точками пробоотбора были вычислены с помощью программного обеспечения, которое доступно на сайте http://www.flymicro.com/records/recordcalc2.cfm. Координаты зданий в деревне Долонь, где были отобраны кварцсодержащие образцы кирпичей, использованные для оценки накопленных локальных доз внешнего облучения методом РЛД (см. рис. 1), опубликованы в работе [18]. Траектория радиоактивного следа вблизи деревни Долонь была определена так, как это описано в работе [17] с учетом данных, представленных в [15].

Рис. 1. Положение точек отбора проб почвы и точек отбора проб кирпичей относительно оси радиоактивного следа вблизи деревни Долонь (сплошная линия). На рисунке указаны положения здания бывшей школы, здания бывших большой и малой церквей, въезд в деревню. По оси абсцисс обозначено расстояние от точки ядерного испытания 29 августа 1949 г. в восточном направлении (Хв, км), по оси ординат - расстояние от точки ядерного испытания в северном направлении (Хс, км).

Расчет индивидуальных доз внешнего облучения проводили с использованием опубликованных архивных данных по измерению мощности дозы в воздухе, относящихся к сентябрю 1949 г. [15], и результатов индивидуального опроса. Для того, чтобы индивидуализировать дозы внешнего облучения населения деревни, был разработан и применен специальный дозиметрический опросник для условий, соответствующих времени проведения ядерных испытаний 29 августа 1949 г. Этот опросник был разработан с учетом имеющегося опыта по реконструкции доз облучения населения после аварии на ЧАЭС [2]. Для индивидуализации расчетной дозы внешнего облучения были учтены: период времени, продолжительность и места пребывания в населенном пункте и вне населенного пункта в течение 1 года после испытания; тип зданий, где жители находились в течение этого периода времени; часть времени, проводимого в помеще-

нии и на открытом воздухе; перемещение (миграция) жителей; персональные данные (возраст, пол, профессия и т.д.).

Расчетные значения индивидуальных внешних доз были проведены с учетом факторов «экранирования и поведения» для 16 жителей Долони, которые проживали в этой деревне в течение первого года после проведения ядерных испытаний. Сравнение рассчитанных индивидуальных доз внешнего облучения с индивидуальными дозами, полученными методом ЭПР, было проведено для четырех жителей деревни, которые соответствовали следующим критериям: дата образования эмали зуба должна быть до 1949 г.; должно иметься документальное подтверждение проживания обследуемых лиц в деревне в течение одного года после ядерных испытаний 29 августа 1949 г.; должно иметься документальное подтверждение факта отсутствия медицинского или профессионального облучения обследуемых лиц. Кроме того, для всех лиц должны иметься документированные результаты измерения зубной эмали методом ЭПР-дозиметрии.

Результаты и обсуждение Градиент радиоактивного загрязнения почвы в деревне Долонь

На рис. 2а и 2б представлены распределения плотности загрязнения почвы 137Сэ и 239+240Ри в зависимости от расстояния от оси радиоактивного следа в направлении, перпендикулярном этой оси. Значительный разброс величин уровня загрязнения почвы не дает возможность произвести аппроксимацию экспериментальных данных гауссовой функцией. Вероятные причины наблюдаемого разброса следующие: а) неоднородное распределение выпадений; б) изменение почвенного покрова вследствие деятельности жителей и естественных природных процессов (например, перенос почвы ветром) за период, последовавший после ядерных испытаний в августе 1949 г. Однако, несмотря на этот разброс, наблюдается заметное скопление точек с высоким уровнем загрязнения вблизи центральной оси следа.

Расстояние от оси радиоактивного следа, ]

Расстояние от оси радиоактивного следа, км

а б

Рис. 2. Распределение плотности загрязнения почвы 137Сэ (а) и 239+240Ри (б) в зависимости от расстояния от оси радиоактивного следа. Положительные и отрицательные величины соответствуют направлениям на юго-восток (ЮВ) и северо-запад (СЗ) от центральной линии следа соответственно. Расстояние «0» - ось следа.

Для проведения анализа пространственного распределения загрязнения в пределах деревни Долонь, данные по загрязнению почвы были усреднены по 0,5 км интервалам в направлении на ЮВ от оси радиоактивного следа перпендикулярно к этой оси (рис. 3а и 3б). Глобальный уровень выпадения 137Сэ в Семипалатинском регионе (около 2 кБк м-2 [20]) был вычтен из измеренных величин плотности загрязнения почвы 137Сэ (рис. 3а). Уровень глобальных выпадений 239+240Ри для данных, представленных на рис. 3б, пренебрежимо мал.

Расстояния половинного ослабления максимального загрязнения (по отношению к расстоянию «0» от следа) равны 1,25 км и 0,87 км для 137Сэ и 239+240Ри, соответственно. Градиенты загрязнения почвы, представленные на рис. 3а и 3б, могут быть использованы для сравнения расчетных значений доз с локальными значениями доз, оцененными методом РЛД.

Расстояние от оси радиоактивного следа на юго-восток, км

а б

Рис. 3. Зависимость плотности загрязнения почвы 137Сэ (а) и 239+240Ри (б) в деревне Долонь от расстояния между осью радиоактивного следа в направлении на ЮВ (расстояние «0» соответствует положению оси следа). Темными квадратами обозначены экспериментальные данные с погрешностями, представленными в пределах 68 % доверительного интервала. Сплошные линии - результат нелинейной аппроксимации экспериментальных данных экспоненциальной функцией. Цифрами указаны: «1» - въезд в деревню (0,193 км), «2», «3» и «4» - бывшая школа (1,7 км), бывшая большая церковь (1,83 км) и бывшая малая церковь (1,93 км), соответственно (это здания, где были отобраны кварцсодержащие образцы кирпичей для измерений методом РЛД).

Расчетные дозы внешнего облучения в воздухе

С применением модели [8] и параметров, представленных в разделе «Материалы и методы» (см. выше), накопленная доза внешнего облучения в воздухе на оси радиоактивного следа, проходящего вблизи деревни Долонь, была оценена равной 2260 мГр. Следует специально подчеркнуть, что эта доза является максимальной и не характеризует облучение деревни Долонь, так как расчет относится к центру радиоактивного следа, поскольку для этого были применены опубликованные данные измерений мощности дозы непосредственно вблизи оси следа [15]. Как следует из работы [15] и представленных на рис. 2а и 2б данных, радиоактивный след является весьма узким. Поэтому при оценке соотношений между максимальной дозой на оси следа и локальными дозами в деревне Долонь (1,7-1,93 км от оси следа, что соответствует местам пробоотбора кварцсодержащих образцов кирпичей) необходимо принимать во внима-

ние пространственное распределение радиоактивных выпадений в деревне Долонь. Это нужно для того, чтобы иметь возможность сравнить расчетные значения доз с экспериментальными дозами, оцененными методом РЛД для тех же локализаций в деревне (1,7-1,93 км от оси следа). Оценки этих соотношений могут быть выполнены с использованием данных, представленных на рис. 3а и 3б.

Следует отметить, что пересчет максимальной дозы внешнего облучения в воздухе на оси к локальным дозам внешнего облучения в воздухе в пределах деревни был произведен исходя из предположения, что градиент мощности дозы в деревне был таким же, что и градиент загрязнения почвы. Между тем не исключено, что градиент загрязнения почвы более существенен по сравнению с градиентом мощности экспозиционной дозы в воздухе. Это может быть следствием фракционирования различных радионуклидов, радиоактивных частиц и газов. Например, как показано на рис. 4, имеется заметная тенденция возрастания фракции загрязнения почвы 239+240Ри по отношению к фракции 137Сэ вблизи оси радиоактивного следа. Поэтому локальные дозы в пределах территории деревни Долонь были пересчитаны с применением данных по загрязнению почвы обоими радионуклидами - 137Сэ и 239+240Ри.

Расстояние от оси радиоактивного следа на юго-восток, км

Рис. 4. Изменение отношения плотности загрязнения почвы 239+240Pu к плотности загрязнения почвы 137Сэ в направлении на ЮВ в деревне Долонь в зависимости от расстояния от оси радиоактивного следа. Отношение было оценено с использованием экспоненциальных функций, описывающих градиент загрязнения почвы для обоих радионуклидов (см. рис. 3).

Сравнение оценок поглощенных доз в воздухе методом РЛД с расчетными дозами

Значения доз внешнего облучения в воздухе, оцененные методом РЛД в местах пробоот-бора кварцсодержащих образцов в пределах деревни Долонь, представлены в таблице 1. Локальные дозы, полученные методом РЛД (среднее 460±92 мГр, диапазон: 380-618 мГр), находятся в согласии с установленными нами расчетными локальными дозами (среднее 645±70 мГр, диапазон: 466-780 мГр).

Таблица 1

Величины накопленных доз внешнего облучения для различных локализаций в пределах деревни Долонь, оцененных методом РЛД по кварцсодержащим

образцам кирпичей

Метод оценки дозы Расстояние от центральной линии радиоактивного следа на ЮВ перпендикулярно центральной линии Накопленная локальная доза внешнего облучения (доза естественного фонового обучения вычтена) Ссылка

РЛД 1,82 км - среднее расстояние для трех зданий, где проводился отбор образцов кирпичей: бывшая школа, бывшая большая церковь, бывшая малая церковь Дозы на глубине 10 мм в кирпиче для четырех кварцсодержащих образцов кирпичей: 190 мГр, 194 мГр, 222 мГр, 210 мГр Настоящая работа, см. также [3] *)

Дозы на глубине 10 мм в кирпиче для четырех кварцсодержащих образцов кирпичей: 248 мГр, 309 мГр, 222 мГр, 217 мГр Данные измерений Университета Хиросимы, Япония [14]

Доза на глубине 10 мм в кирпиче, усредненная по всем вышеупомянутым образцам, и измерениям, проведенных в различных лабораториях: 230±40 мГр **)

Локальная поглощенная доза в воздухе: ***) 460±92 мГр

*) Усредненные величины результатов измерений четырех лабораторий: МРНЦ РАМН (Россия), вБР (Германия), Университет Хельсинки (Финляндия), Университет Дарэма (Великобритания).

**) Во всех упомянутых лабораториях РЛД измерения проводили по образцам, отобранным из одних и тех же кирпичей [18].

***) Локальная поглощенная доза в воздухе оценена с учетом конверсионного фактора, представляющего собой отношение поглощенной дозы в воздухе к поглощенной дозе на глубине 10 мм в кирпиче. Это отношение равно 2±0,2 [3].

Данные ЭПР-дозиметрии по эмали зубов человека для жителей деревни Долонь

Для интерпретации данных, полученных методом ЭПР-дозиметрии по эмали зубов человека (таблица 2), при их сравнении с расчетными дозами, необходимо иметь в виду, что величины «ЭПР-доз» зависят от фактора экранирования, которое имеет место, когда жители находятся внутри помещений, а также от фактора поведения, вызванного перемещением и миграцией людей за пределы деревни. Для анализа была использованы данные только о тех лицах, у которых эмаль зубов была сформирована до 29 августа 1949 г., постоянно проживавших в Долони в первый год после ядерного испытания, а также не подвергавшихся медицинскому и профессиональному облучению.

Таблица 2

Результаты ЭПР-дозиметрии по эмали зубов для 16 жителей деревни Долонь

N Оех, мГр Погрешность Оех, мГр

1 0 66

2 283 52

3 29 29

4 50 45

5 64 39

6 440 106

7 72 28

8 41 25

9 54 40

10 351 57

11 430 93

12 219 101

13 198 61

14 114 48

15 60 47

16 87 33

0ех - доза, полученная после вычитания фоновой дозы внешнего облучения 0,8 мГр в год.

Сравнение оценок индивидуальных доз, полученных методом ЭПР-дозиметрии по эмали зубов с индивидуальными расчетными дозами, полученными на основе результатов индивидуального опроса

Как было отмечено в разделе «Материалы и методы» (см. выше), индивидуализацию доз внешнего облучения проводили с использованием результатов опроса жителей деревни. На основании этого опроса и с применением данных работы [19] были оценены индивидуальные величины факторов «экранирования и поведения». Соответствующие неопределенности были оценены методом Монте-Карло - путем случайных изменений значений параметров модели, используемой при расчете доз (см. выше раздел «Материалы и методы») в соответствии с их статистическими распределениями, так как это было проведено в работе [2]. На рис. 5 представлены результаты расчетов индивидуальных доз для 16 жителей деревни Долонь.

700 -

03 -

2 600 -

^ 0 —I----1-------1------>------1------1------1------>------1------ ------1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Рис. 5. Величины расчетных индивидуальных доз внешнего облучения (ось ординат) в зависимости от индивидуальных значений фактора «экранирования и поведения» (ось абсцисс) для 16 жителей деревни Долонь, которые находились в деревне в течение 1-го года после ядерного испытания, и чья зубная эмаль предположительно была сформирована до периода ядерного испытания 29 августа 1949 г. Средняя доза внешнего облучения для 16 лиц равна 260±80 мГр.

Некоторая (но статистически незначимая) разница между усредненной расчетной дозой внешнего облучения (260±80 мГр, см. рис. 5) и усредненной индивидуальной дозой, измеренной методом ЭПР (156±37 мГр, см. таблицу 2) может быть объяснена тем, что часть лиц, чьи «ЭПР-дозы» представлены в таблице 2, вероятно, частично пребывали вне населенного пункта в течение первого года после проведения ядерных испытаний. Кроме того, зубная эмаль некоторых из них, вероятно, была образована после ядерных испытаний 29 августа 1949 г. [9, 11]. Это могло произойти вследствие разброса индивидуального возраста формирования зубной эмали.

На рис. 6 показаны результаты сравнения расчетных и индивидуальных доз ЭПР для четырех жителей деревни Долонь, которые были приняты как подходящие для этого сравнения в соответствии с критериями, указанными в разделе «Материалы и методы» (см. выше).

500 Ы 450 : 400

[

; 350 | 300 У 250

[

I 200

Н 150 : 100 ' 50 ; 0

0 100 200 300 40

Индивидуальные дозы ЭПР, мЗв

а б

Рис. 6. Сравнение индивидуальных расчетных доз и индивидуальных доз, оцененных методом ЭПР для четырех человек, отобранных по критерию пригодности («ЭПР-дозы» пересчитаны в эффективные дозы на все тело - как это было проведено в работе [2]); а - расчетные дозы в зависимости от ЭПР доз; б - отношение расчетных доз к ЭПР дозам.

2,5

2.0

1,5

1.0

0.5

0.0

Как следует из представленных данных, имеет место хорошее согласование расчетных и «ЭПР-доз»: коэффициент линейной корреляции равен 0,96 (рис. 6а) и среднее отношение расчетных доз и «ЭПР-доз» равно 0,98±0,25 (рис. 6б). Здесь представлены первые результаты такого рода сравнения. Исследования в этом направлении продолжаются.

В целом, проведенные оценки показывают, что ранее опубликованные величины доз облучения населения этой деревни (1000-2000 мГр [9]) были весьма существенно завышены (см. таблицу 3 с результатами сравнения).

Таблица 3

Сравнение полученных в настоящей работе величин накопленных доз внешнего облучения населения деревни Долонь с ранее опубликованными данными

Накопленная доза внешнего облучения населения, мГр Источник

260±80 Настоящая работа, расчет

156±37 Настоящая работа, «ЭПР-доза»

1000-2000 [9]

Выводы

1. Значения доз, полученные методами РЛД и ЭПР, сравнили с расчетными значениями доз. Для интерпретации результатов сравнения были использованы имеющиеся данные по загрязнению почвы 137Сэ и 239+240Ры в окрестностях и в пределах деревни Долонь. Расчетное значение дозы в воздухе, относящееся к оси радиоактивного следа, расположенного на северо-западе от Долони, равно 2260 мГр. На основании этой величины и оцененного по уровню радиоактивного загрязнения градиента ослабления дозы в зависимости от расстояния от оси следа было получено значение расчетной локальной дозы в воздухе в местах расположения точек отбора образцов для РЛД. Эта доза равна 645±70 мГр, что согласуется с оцененной методом РЛД величиной 460±92 мГ р.

2. Индивидуальные дозы, оцененные методом ЭПР-дозиметрии, были сопоставлены с индивидуальными расчетными дозами, определенными методом моделирования, с применением индивидуальных дозиметрических опросников. Получено удовлетворительное согласование между двумя методами (ЭПР-метод и расчетный метод с использованием индивидуальных опросов). В результате учета фактора «экранирования и поведения» было установлено, что средняя расчетная доза внешнего облучения населения деревни меньше, чем доза в воздухе, и равна 260±80 мГр. Средняя доза облучения населения по данным ЭПР-дозиметрии равна 156±37 мГр.

3. Проведенные оценки показывают, что ранее опубликованные величины доз облучения населения этой деревни (1000 мГр-2000 мГр) были весьма существенно завышены.

Литература

1. Лейпунский О.И. Гамма-излучение атомного взрыва. М.: Атомиздат, 1959. 126 с.

2. Степаненко В.Ф., Орлов М.Ю., Петин Д.В. и др. Ретроспективная индивидуальная дозиметрия в населенном пункте с высоким радиоактивным загрязнением //Атомная энергия. 2003. Т. 95, № 1. С. 60-67.

3. Bailiff I.K., Stepanenko V.F., Goksu H.Y. et al. The application of retrospective luminescence dosimetry in areas affected by fallout from the Semipalatinsk Nuclear Test Site: an evaluation of potential //Health Phys.

2004. V. 87. P. 625-641.

4. Dubasov Yu., Krivokhvatskiy A., Kharitonov K., Gorin V. Radioactive contamination of the Semipalatinsk testing ground and adjacent territories in consequence of atmospheric nuclear test in 1949-1962. //Proc. of International Symposium on remediation and restoration of radioactive-contaminated sites in Europe. Antwerpen, 1994. V 1. P. 369-381.

5. Gastberger M., Humber A., Steinhausler F. et al. Plutonium in soil from Dolon near the Semipalatinsk nuclear test site //Radiochim. Acta. 2001. V. 89. P. 371-375.

6. Gastberger M., Steinhausler F., Gerzabek M.H. et al. 90Sr and 137Cs in environmental samples from Dolon near the Semipalatinsk nuclear test site //Health Phys. 2000. V. 79. P. 257-265.

7. Goksu H.Y., Stepanenko V.F., Bailiff I.K., Jungner H. Intercomparison of luminescence measurements of bricks from Dolon’s village: Experimental methodology and results of European study group //J. Rad. Res. 2006. V. 47, Supll. A.: "Semipalatinsk Research”, A29-A37.

8. Gordeev K.I., Kisilev M.F., Savkin M.N. et al. Methodical directions MU 2.6.1.1001-00. Official issue. Ministry of public health of the Russian Federation. Moscow, 2000. 126 p.

9. Gusev B.I., Abylkassimova Zh., Apsalikov K.N. The Semipalatinsk nuclear test site: a first assessment of the radiological situation and the test-related radiation doses in the surrounding territories //Radiation Environmental Biophysics. 1997. V. 36. P. 201-204.

10. IAEA Report. Use of electron paramagnetic resonance dosimetry with tooth enamel for retrospective dose assessment. Report of a Coordinated Research Project. IAEA-TECDOC-1331. Vienna: IAEA, 2002. 98 p.

11. Ivannikov A., Zhumadilov K., Tieliwuhan E. et al. Results of EPR Dosimetry for Population in the Vicinity of the Most Contaminating Radioactive Fallout Trace after the First Nuclear Test in the Semipalatinsk Test Site //J. Rad. Res. 2006. V. 47, Supll. A: "Semipalatinsk Research”, A39-A46.

12. Proceedings of a workshop on dosimetry of the population living in the proximity of the Semipalatinsk atomic weapons test site /Eds. C.Lindholm, S.Simon, B.Makar, K.Baverstock. Helsinki: Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority, Finland, 2002. 77 p.

13. Proceedings of 3rd Dosimetry workshop on the Semipalatinsk Nuclear Test Site Area /Eds. M.Hoshi, V.F.Stepanenko, S.Endo, K.Tanaka, N.E.Whitehead, B.K.Whitehead, A.F.Tsyb. Hiroshima: JRRS, Japan,

2005. 224 p.

14. Sato S., Hoshi M., Takada J. Intercomparison of Luminescence Measurements of Bricks from Dolon’ Village: Experimental Methodology and Results from Japanese Laboratory //J. Rad. Res. 2006. V. 47, Supll. A: "Semipalatinsk Research”, A23-A28.

15. Shoikhet Y.N., Kisilev V.I., Loborev V.M. et al. The 29 August, 1949 Nuclear Test. Radioactive Impact on the Altai Region Population. IRMEP, Barnaul, 1998. 240 p.

16. Simon S.L., Baverstock K.F., Lindholm C. A summary of evidence on radiation exposures received near to the Semipalatinsk nuclear weapons test site in Kazakhstan //Health Physics. 2003. V. 84, N 6. P. 718-725.

17. Stepanenko V.F., Hoshi M., Dubasov Y.V. et al. A Gradient of Radioactive Contamination in Dolon Village Near the SNTS and Comparison of Computed Dose Values with Experimental Estimates for the 29 August, 1949 Nuclear Test //J. Rad. Res. 2006. V. 47, Suppl. A: “Semipalatinsk Research”, A149-A158.

18. Stepanenko V.F., Hoshi M., Sakaguchi A. et al. International Intercomparison of Retrospective Luminescence Dosimetry method: sampling and distribution of the brick samples from Dolon’ village, Kazakhstan //J. Rad. Res. 2006. V. 47, Suppl. A: “Semipalatinsk Research”, A15-A21.

19. Stepanov Yu.S., Bogdanenko N.A., Shinkarev S.M. Assessment of possible doses to the residents of some settlements incurred by radiation fallout as a result of nuclear weapon testing at the Semipalatinsk polygon //Workshop on dosimetry of the population living in the proximity of the Semipalatinsk atomic weapons test site. STUK-A187. Helsinki, Finland, 2002. P. 28-39.

20. Yamamoto M., Hoshi M., Takada J. et al. Current levels and distribution of 137Cs and Pu isotopes in soil on the Kazakhstan territory of the Kazakhstan-Chinese border: Semipalatinsk and Lob Nor nuclear test sites detonation //J. Radioanal. Nucl. Chem. 2004. V. 261. P. 533-545.

Comparison of external doses estimated with methods of luminescence retrospective and EPR dosimetry with calculated doses in residents of the Dolon village, Kazakhstan: the 1st Nuclear Test in the USSR on 29 August, 1949

, Stepanenko V.F.b, Dubasov Yu.V.c, Smagulov S.K.d, Ivannikov A.I.b, .b, Orlov M.Yu.b, Kolyzshenkov T.V.b, Dubov D.V.b, Tsyb A.F.b

a Research Institute for Impulse Technique of Rosatom, Moscow; b Institution of the Russian Academy of Medical Sciences Medical Radiological Research Center of the Russian Academy of Medical Sciences, Obninsk; c V.G.Khlopin’s Radium Institute, St. Peterbourg; d The Union of Veterans of Special Risk (Saratov’s branch), Saratov

The settlement of Dolon (Republic of Kazakhstan) is one of areas most affected by radiation as a result of the first nuclear test in the USSR (29.08.1949 - Semipalatinsk nuclear test site). The settlement was selected for comparison of different methods of retrospective dosimetry. External radiation doses in residents of the Dolon village estimated using methods of luminescence and EPR dosimetry were compared with calculated doses. The available data of soil contamination density by 137Cs and 239+240Pu in the village and in its vicinity were used for interpretation of the results. With an allowance for these data and “behavior and shielding” factors, essential for dose forming, the mean calculated external radiation dose to the residents was estimated to be equal to 260±80 mGy. Mean dose estimated by EPR dosimetry method was equal to 156±37. It was concluded, that values of external radiation dose in residents of the Dolon village (1000 mGy-2000 mGy) published earlier were essentially overestimated.

Key words: retrospective dosimetry, nuclear tests, doses of irradiation among inhabitants.

Matuschenko A.M.a Skvortsov V.G

Matuschenko ÆM. - D.Sc., Tech., Professor, Research Institute for Impulse Technique of Rosatom; Stepanenko V.F.* - Head of Lab., Cand. Sc., Biol., MRRC RAMS; Dubasov Yu.V. - Head Department, D.Sc., Chem., Professor, V.G.Khlopin’s Radium Institution; Smagulov S.K. - Deputy Chairman, Cand.Sc., Tech., The Union of Veterans of Special Risk (Saratov’s branch). Ivannikov A.I. - Leading Researcher, Cand.Sc., Tech.; Skvortsov V.G. - Head of Laboratory, Cand.Sc., Biol.; Orlov М.Yu. - Leading Researcher, Cand.Sc., Phys.-Math.; Kolyzshenkov T.V. - Senior Researcher, Cand.Sc., Biol.; Dubov D.V. - Research Assistant; Tsyb A.F. - Director, Academician of RAMS, D.Sc., Med., MRRC RAMS.

* Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel./fax: (495) 956-14-40; e-mail: mrrc@mrrc.obninsk.ru.