Дисертаційна робота присвячена розробці і розвитку інформаційних технологій для систем комп’ютерної підтримки рішень з радіаційної безпеки на основі нових та удосконалених математичних моделей переносу забруднення у водних екосистемах та дозових впливів на людину через різні шляхи опромінення. З цією метою камерна модель POSEIDON-R була вдосконалена для використання в системах комп’ютерної підтримки рішень з радіаційної безпеки. Зокрема, розроблена модель донного ланцюжка живлення, в якій вперше враховується перехід забруднення з донних відкладень у морські організми. Нова кінетично-алометрична модель неоднорідного засвоєння забруднення організмом риби, розроблена в роботі, дозволяє враховувати хіміко-біологічні властивості забруднюючих речовин накопичуватися в певних тканинах організму. У моделі враховується залежність параметрів, які описують основні процеси метаболізму риби, від її маси в степені -¼, що узгоджується з загальним законом масштабування в біології. Також отримана залежність засвоєння ізотопів цезію і стронцію морськими організмами від солоності оточуючої води, тобто від концентрації конкуруючих іонів калію і кальцію, відповідно. Дане вдосконалення моделі POSEIDON-R дає змогу застосовувати її у водних об’єктах з широким діапазоном солоності, зокрема, в лиманах і гирлах річок з майже прісною водою, а також у морях з великим стоком річкової води.
Необхідно було здійснити адаптацію моделі POSEIDON-R до різних областей Світового океану для її інтеграції в систему RODOS. З цією метою вона застосовувалась для довгострокового моделювання переносу радіоактивного цезію 137Cs в європейських морях і морях північно-західної частини Тихого океану, суттєво забруднених в результаті аварій на Чорнобильській АЕС і АЕС Фукусіма. Для кожної з описаних областей розраховані концентрації радіонукліда у воді, донних відкладеннях і морських організмах узгоджуються з даними відповідних вимірювань за весь період моделювання.
З метою детального відтворення переносу радіоактивного забруднення в північно-західній частині Тихого океану протягом двох років після аварії на АЕС Фукусіма-1 та в Балтійському морі протягом п’яти років після аварії на ЧАЕС застосовувалась тривимірна модель THREETOX. У результаті отримані карти забруднення морського середовища, а також області з підвищеними концентраціями 137Сs та шляхи його поширення в різні моменти часу. Для відтворення переносу 137Cs в морських організмах Тихого океану після аварії на АЕС Фукусіма-1 та для прогнозування наслідків майбутніх аварій у тривимірну модель THREETOX були вперше інтегровані компоненти технології моделювання забруднення водних екосистем.
Камерна модель POSEIDON-R була включена в платформу PREDO для оцінки доз опромінення населення в результаті витоків радіонуклідів, що утворюються в умовах нормальної експлуатації атомних об’єктів Швеції, в морське середовище. Представлене порівняння розрахованих концентрацій радіоактивних 60Co та 54Mn у воді, донних відкладеннях і морських організмах з відповідними вимірами для АЕС Форсмарк, яка розміщена на березі Балтійського моря. Розроблена в даній роботі кінетично-алометрична модель неоднорідного накопичення забруднення в рибі дає краще узгодження розрахованих концентрацій обох радіонуклідів з вимірами порівняно з іншими моделями для типів риби, що знаходяться на різних рівнях ланцюжка живлення. Причиною цього є врахування внеску різних тканин, оскільки навіть низька концентрація активності в м’язовій тканині суттєво впливає на загальний вміст радіонукліда в рибі через її значну масову частку.
Для розрахунку доз, отриманих населенням від прісноводних шляхів опромінення, в систему RODOS була інтегрована модель FDMA. В ній проводиться оцінка доз опромінення, отриманих населенням за рахунок вживання питної води та внаслідок споживання продуктів харчування рослинного і тваринного походження, забруднених через прісноводні шляхи. Вхідними даними моделі є концентрація радіонуклідів у воді на територіях сільськогосподарського виробництва і територіях проживання, яка є вихідною інформацією гідромодуля системи RODOS. Параметри моделі, які відносяться до різних радіоекологічних регіонів України, були зібрані, опрацьовані і внесені в систему RODOS, що сприяло її впровадженню в Україні. В даний час оцінка доз для населення від прісноводних шляхів опромінення в рамках системи RODOS здійснюється на атомних об’єктах України і в урядових структурах, зокрема, на Рівненській АЕС та в центрі прогнозування наслідків радіаційних аварій Українського гідрометеорологічного центру ДСНС України, що підтверджується відповідними актами впровадження.
