Walidacja — optymalizacja osłony personelu
df=(ref/dist)²; eff=rate×df/PF; coll=eff×h; per=coll/team; PF↑→eff↓; dist↑→eff↓; team↑→per↓.
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:29:33 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | distance_factor = (ref/dist)² = (1/2)² = 0.25 (prawo odwrotnych kwadratów) Prawo odwrotnych kwadratów: I ∝ 1/r²; na 2m dawka = 1/4 dawki na 1m; podstawowy mechanizm redukcji dawki. |
0,25 | 0,25 |
| ✓ | effective_rate = rate × distance_factor / shield_pf = 2.5 × 0.25 / 5 = 0.125 mSv/h Skuteczna moc dawki = rate(ref) × (r_ref/r)² / PF_osłony; kumuluje redukcję odległości i osłony. |
0,125 mSv/h | 0,125 mSv/h |
| ✓ | collective_mSv = effective_rate × total_hours (dawka zbiorowa zespołu) Dawka zbiorowa = moc_dawki × czas; liczy się czas całkowity (wejście + praca + wyjście). |
0,2042 mSv | 0,2042 mSv |
| ✓ | per_worker_mSv = collective / team (dawka na osobę w zespole) Planowanie rotacji: im więcej osób, tym mniej dawki na każdą; minimalizacja indywidualnej dawki. |
0,051 mSv | 0,051 mSv |
| ✓ | effective_rate(PF=100) < effective_rate(PF=1): lepsza osłona → mniejsza dawka PF (protection factor) = dawka bez osłony / dawka z osłoną; PF=100: 1% dawki przechodzi; kluczowy cel ALARA. |
rate(PF=100)=0.0063 < rate(PF=1)=0.6250 mSv/h | < |
| ✓ | effective_rate(dist=5m) < effective_rate(dist=1m): większy dystans → mniejsza dawka Zasada dystansu: at=2d → ×4 redukcja dawki; najtańsze narzędzie ochrony radiologicznej w terenie. |
rate(5m)=0.0200 < rate(1m)=0.5000 mSv/h | < |
| ✓ | per_worker(team=8) < per_worker(team=2): większy zespół → mniejsza dawka indywidualna Rotacja: collective = stała; per_worker = collective/team; więcej osób = mniej dawki każda (ALARA). |
per_w(8)=0.0255 < per_w(2)=0.1021 mSv | < |
| ✓ | min_workers = ceil(collective / limit) min_workers = ceil(D_collective / D_limit): ile osób minimum by nikt nie przekroczył limitu IAEA/pracownik. |
min_workers = 1 (expected 1) | 1 |
| ✓ | max_work_min > 0 (można pracować skończony czas przy limicie 2 mSv) max_work_min = (limit × team / eff_rate × 60) - setup - exit; czas pracy do wyczerpania budżetu dawki. |
max_work = 3822.0 min | > 0 |
| ✓ | per_worker(bez osłony, blisko) > per_worker(z osłoną, dalej): ALARA łączy odległość i osłonę ALARA: As Low As Reasonably Achievable; osłona PF=5 + dystans 2m = łącznie 25× redukcja dawki vs. brak. |
bare=1.021 > protected=0.051 mSv | > |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki pokazują pełny rachunek dawki personelu: od mocy dawki źródłowej do dawki indywidualnej i czasu pracy w limicie.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Ocena |
|---|---|---|---|
| Prawo odwrotnych kwadratów dla dystansu 2 m To podstawowy benchmark ochrony radiologicznej: zmiana odległości jest liczona przed osłoną i czasem pracy. |
distance factor = 0.250 | (1/2)^2 = 0,25 | ✓ doskonały (≤5%) |
| Skuteczna moc dawki po dystansie i osłonie Benchmark pilnuje kolejności redukcji: dystans i protection factor działają mnożnikowo. |
0.125 mSv/h | 2,5 × 0,25 / 5 = 0,125 mSv/h | ✓ doskonały (≤5%) |
| Dawka zbiorowa i dawka na pracownika Użytkownik widzi, że do czasu w polu dawki wchodzą także wejście i wyjście, a rotacja dzieli dawkę zbiorową. |
collective 0.2042 mSv; per worker 0.0510 mSv | 0,125 × 98/60 = 0,2042 mSv; /4 = 0,0510 mSv | ✓ doskonały (≤5%) |
| Limit dawki i czas pracy Ten wiersz sprawdza odwrotne użycie budżetu dawki: z limitu i mocy dawki wyznaczany jest czas dopuszczalnej pracy. |
min workers 1; max work 3822 min | 1 osoba wystarcza dla limitu 2 mSv; zapas czasu około 3822 min | ✓ doskonały (≤5%) |
| Efekt ALARA: osłona i dystans razem To nie jest tylko kontrola wzoru, ale czytelny przykład, dlaczego w ochronie radiologicznej łączy się czas, dystans i osłonę. |
bez ochrony 1.021 mSv/os.; wariant chroniony 0.051 mSv/os. | redukcja około 20× dla PF=5 i dystansu 2 m | ✓ doskonały (≤5%) |
Kontekst metodologiczny:
Model jest planistyczny i edukacyjny: nie zastępuje procedury ochrony radiologicznej, ale musi poprawnie łączyć trzy podstawowe środki ALARA. Dlatego tabela benchmarków rozbija wynik na dystans, osłonę, czas i rotację zespołu.
Zakres walidacji
Sprawdzone: df=(ref/dist)², eff=rate×df/PF, coll=eff×h, per=coll/team, PF↑→eff↓, dist↑→eff↓, team↑→per↓, min_workers, max_work>0, ALARA.
Dane źródłowe i granice precyzji
Osłony gamma, XRF i absorpcja
| Pb photoatomic | MT 501: 4076; MT 502: 155; MT 504: 135; MT 515: 72; MT 516: 145; MT 517: 96; MT 522: 3695; σ_total(1 MeV)=24.3471 b/atom; rozkład 1 MeV: MT 502 coherent scattering=0.9567 b (3.9294%), MT 504 incoherent scattering=17.159 b (70.4766%), MT 522 photoelectric absorption=6.2314 b (25.594%) |
|---|---|
| Fe photoatomic | MT 501: 2573; MT 502: 137; MT 504: 133; MT 515: 73; MT 516: 152; MT 517: 101; MT 522: 2191; σ_total(1 MeV)=5.552 b/atom; rozkład 1 MeV: MT 502 coherent scattering=0.0403 b (0.7263%), MT 504 incoherent scattering=5.479 b (98.686%), MT 522 photoelectric absorption=0.0326 b (0.5877%) |
| ENDF/B atomic relaxation | Pb MF=28/MT=533: 1990 rekordów; parser linii aktywny (0.05607 keV, 0.0328 keV, 0.1344 keV) |
| Build-up szerokiej wiązki | brak tablic Brodera/Berger-Godson/ANSI-ANS-6.4.3 w obecnym zestawie; obecny współczynnik jest tylko ilustracją dydaktyczną |
Co to wnosi: można precyzyjniej walidować HVL/TVL, absorpcję i XRF na danych ENDF/B. Nie wolno przedstawiać build-up jako wyniku precyzyjnego, dopóki nie ma właściwych tablic zależnych od energii, materiału i grubości optycznej.
Audyt modelu: Optymalizacja osłony personelu
Kalkulator bilansuje czas, odległość i osłonę dla zadania w polu promieniowania oraz wyznacza dawkę kolektywną.
Najważniejsze uproszczenia
- Pole dawki jest jednorodne po przeskalowaniu odległością.
- Nie uwzględnia hot spotów i trajektorii wejścia.
- Nie zastępuje dozymetrii operacyjnej.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać wiele stref dawki i role pracowników.
- Dodać optymalizację harmonogramu z ograniczeniem dawki indywidualnej.
- Dodać rezerwy proceduralne i dawki z dekontaminacji.