Construction IF-scoring rule within the framework of new generation of metric citations

Basing on the scoring rule approach, there was designed a citation metrics, allowing for not only the number of author’s articles published and their citations but also the impact factors of journals in which the articles were published as well as the impact factors of journals with articles citing the autho

Methodology for failure analysis of complex technical systems and prevention of their consequences

The paper presents a study on the methodology of failures and their possible consequences analysis. Analysis of failures and their consequences is carried out for newly developed or modernized products and it is one of main activities in the reliability assurance system. The methodology is applied to the analysis of all designed systems, starting from the earliest stage of development, in order to evaluate the approach to development and compare the advantages of the design solution. The considered analysis of failures and their consequences of components is a part of the complex analysis of reliability of the whole product. Depending on the complexity of the design and the available data, a particular approach may be chosen for the analysis. In one case, it is a structural approach, in which a list of individual elements and their possible failures is compiled. In another case, it is the functional approach, which is based on the statement that each element must perform a number of functions that can be classified as solutions. The results provide a scheme for conducting the analysis and finding solutions to prevent them. The conclusions say that the level of detail determines the level at which failures are postulated

Aggregate ranking of the world's leading universities

The paper presents a methodology for calculating the aggregate global university ranking (Aggregated Global University Ranking, or AGUR), which consists of an automated presentation of the comparable lists of names for different universities from particular global university rankings and a simple procedure of aggregating particular global university rankingsyesBelgorod State Universit

Влияние геометрии облучения на тяжесть острого радиационного поражения

The aim of this study was to demonstrate how the severity of radiation damage in the case of bone marrow syndrome due to acute irradiation depends on the non-uniform irradiation of the body. We used the calculation method that involves the evaluation of organism mortality as a function of bone marrow cells colony survival vs dose for different radiation profiles. It was presumed that the probability of the death for the organism is the same for the same value of survival level of the bone marrow cells regardless of the dose distribution by mass of the organ. The dose of uniform irradiation that is equivalent to the dose for the L-th case of non-uniform irradiation is calculate based on the survival level of the total marrow cells. After that the probability of the death of the organism is estimated according to the dose response curve. Dose distribution in bone marrow of computational MIRD-5-type stylized model adult man for different geometries of exposure by point source of 137Cs was evaluated. Larger non-uniformity of the dose distribution in the bone marrow at the same dose in free air in the site of human location causes a greater probability of survival due to a greater proportion of bone marrow cells that have preserved the possibility of reproduction. The values of mean 50% lethal dose for cases of approximately uniform irradiation of the body surface (point source at a distance 10m) and sharply non-uniform irradiation (point source at a distance of 0.5 m) differ approximately by the factor of 1.7 – 2.5 depending on direction of irradiation. Additionally the values of conversion coefficients from the reading of an individual dosimeter to the value of an effective dose for various geometries of irradiation of emergency workers from the 137Cs point source were calculated. The average value of the conversion coefficient from personal dose to effective dose for the considered exposure situations is 0.7 Sv Cy-1 and the 90% confidence interval is 0.49 – 0.99 Sv Gy-1.Статья посвящена демонстрации того, как тяжесть радиационного поражения при остром облучении в случае костномозгового синдрома зависит от неоднородности облучения организма. В статье использовали метод расчета, при котором смертность организма оценивалась на основе функции выживания клеток костного мозга в зависимости от распределения в нем поглощенной дозы. Предполагалось, что вероятность смерти для организма одинакова для одного и того же значения уровня выживания клеток костного мозга независимо от распределения дозы по массе органа. Доза однородного облучения, эквивалентная дозе L-го случая неравномерного облучения, рассчитывалась на основе доли выживших клеток красного костного мозга. После этого вероятность смерти организма в случае костномозгового синдрома оценивалась с использованием зависимости смертности от поглощенной дозы в клетках красного костного мозга при их равномерном облучении. Рассчитывалось распределение поглощенной дозы в красном костном мозге для математической модели MIRD-5 тела взрослого человека для разных геометрий облучения от точечного источника 137Cs. Бóльшая неравномерность распределения дозы в костном мозге при одинаковой дозе в свободном воздухе в месте расположения фантома обусловливала бóльшую вероятность выживания из-за большей доли клеток костного мозга, которые сохранили способность к воспроизведению. Значения средней 50% летальной дозы для случаев приблизительно равномерного облучения поверхности фантома MIRD-5 (точечный источник на расстоянии 10 м) и резко неоднородного облучения (точечный источник на расстоянии 0,5 м) различались в 1,7–2,5 раза в зависимости от направления падения излучения. Кроме того, были рассчитаны значения коэффициентов перехода от показаний индивидуального дозиметра к эффективной дозе для различных геометрий облучения аварийных работников гамма-излучением точечного источника 137Cs. Среднее значение коэффициента перехода от дозы, зарегистрированной индивидуальным дозиметром, к эффективной дозе для рассматриваемых ситуаций облучения составило 0,70 Sv Gy-1 при 90% доверительном интервале 0,49–0,99 Sv Gy-1

АНАЛИЗ ДОЛГОСРОЧНОЙ ДИНАМИКИ ДОЗ ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ПОСЛЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ

The paper presents an analysis of the dynamics of individual doses of external exposure among the population living for almost 20 years in the territories affected by the radioactive contamination due to the Chernobyl NPP accident. The dynamics of the average effective dose of the external exposure of the inhabitants in the period of 5 to 20 years after the Chernobyl fallout is well described by processes that consider the radioactive decay of cesium radionuclides and their natural migration. The distribution of individual doses of external exposure among residents, normalized to the average dose in the settlement corresponds to a logarithmically normal law with the time-stable parameters: the geometric mean ~ 0.9 and geometric standard deviation ~ 1.5, which allows, in particular, predicting the dose for the critical group of population or for a representative person. Comparison of the mean effective doses of external exposure of the settlement residents estimated based on the results of two different measurement technologies (using TLD-method and measurements of dose rates in air in various settlement locations) indicated their good agreement for the 17 years period after the fallout. For two settlements, where measurements were performed in 2003, the relative differences in mean effective doses did not exceed 12%. It allows using the previously developed model of external exposure for dose estimation to the population residing on the territories contaminated after the Chernobyl accident.В работе представлен анализ динамики индивидуальных доз внешнего облучения населения, проживающего в течение почти 20 лет на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате Чернобыльской аварии. Показано, что динамика средних значений эффективной дозы внешнего облучения жителей в этот период времени после чернобыльских выпадений хорошо описывается процессами, учитывающими радиоактивный распад и естественную миграцию радионуклидов цезия. Распределение индивидуальных доз внешнего облучения жителей населенных пунктов, нормированное на среднее значение дозы в населенных пунктах, соответствует логарифмически нормальному закону с устойчивыми во времени параметрами: геометрическим средним значением ~ 0,9 и геометрическим стандартным отклонением ~ 1,5, что позволяет, в частности, прогнозировать значение дозы у критической группы населения или для репрезентативного индивидуума (a representative person). Сравнение значений средних эффективных доз внешнего облучения у жителей населенных пунктов, оцененных на основании результатов двух различных методов измерений (индивидуальных доз с использованием термолюминесцентных дозиметров и измерений мощностей доз в воздухе в различных локациях населенных пунктов), показало их хорошее согласие через 17 лет после аварии. В двух населенных пунктах, где проводились измерения в 2003 г., относительные различия значений средних эффективных доз не превышали 12%. Это позволяет и в дальнейшем использовать ранее разработанную модель внешнего облучения для оценки доз у населения, проживающего на территориях, загрязненных вследствие чернобыльской аварии

Верификация модели внешнего облучения населения Японии после аварии на АЭС «Фукусима-1»

The paper is devoted to the verification of the model of external exposure of the Japanese population from radioactive fallout after the accident at the “Fukushima-1” NPP published by UNSCEAR in 2014. The paper presents specific quantitative examples of the verification of the external exposure model of the Japanese population after the accident at the “Fukushima-1” nuclear power plant. As an independent set of experimental data for validation of the model estimates we used the results of measurements of individual doses of external radiation in various population groups in Japan in different time periods after fallout. In the case of the deterministic version of the model, it was shown that for the adult population working mainly outdoors (construction workers and agricultural workers), the differences between the average values of effective doses predicted by the model and those obtained on the basis of measurements were less than 20%. For office workers, this difference was larger, from 34 to 70%, depending on whether their office buildings are wooden or multi-story concrete. For children under 16 years of age and a longer period of time for measuring individual doses after radioactive fallout (2011 – 2015), the differences between the model average effective doses and those estimated on the basis of measurements ranged from –24% to +32% in different time periods. In the case of the stochastic version of the model, it was shown that for the three considered groups of the adult population the distributions of individual doses obey the logarithmically normal law and the differences in the values of the calculated and experimental geometric means ranged from –7% to +20%. The geometric standard deviation values obtained in the simulation were always slightly higher than the similar values estimated based on the measurement results.Статья посвящена верификации модели внешнего облучения населения Японии от радиоактивных выпадений после аварии на АЭС «Фукусима-1», опубликованной НКДАР ООН в 2014 г. Для верификации модельных оценок в качестве независимого набора экспериментальных данных использовали результаты измерений в Японии индивидуальных доз внешнего облучения у различных групп населения в разные периоды времени после выпадений. При верификации детерминированной версии модели показано, что через год после выпадений для взрослого населения, работающего преимущественно вне помещений (строительные рабочие и сельскохозяйственные рабочие), относительные расхождения между средними значениями эффективных доз, предсказанных моделью и полученных на основе измерений, были менее 20%. Для офисных работников это различие было больше – от 34 до 70% в зависимости от того, являлись ли здания их офисов деревянными или многоэтажными бетонными. Применительно к детям младше 16 лет и более отдаленному периоду времени измерений индивидуальных доз после радиоактивных выпадений (2011–2015 гг.) различия между модельными средними значениями эффективных доз и оцененными на основании измерений колебались в пределах от -24% до +32% в разные периоды времени. При верификации стохастической версии модели показано, что для трех рассмотренных групп взрослого населения распределения индивидуальных доз подчиняются логарифмически нормальному закону, и различия в значениях расчетных и экспериментальных геометрических средних варьируют от -7% до +20%. Значения геометрического стандартного отклонения, полученные в случае моделирования, всегда были несколько выше аналогичных значений, оцененных на основе результатов измерений

Коэффициенты перехода от индивидуального эквивалента дозы Нр(10) к эффективной дозе в полях фотонного излучения и их использование при разработке моделей профессионального облучения

The paper presents the values of the conversion coefficients from the operational quantity, HP(10)/ to the protection quantity, effective dose (E). The conversion coefficients were calculated in a number of points located at a depth of 10 mm under the surface of the torso of the computational model MIRD-5 of the body of an adult. The simulated irradiation conditions corresponded to both uniform and sharply non-uniform irradiation of the employee in the fields of photon radiation with the energy from 0.04 to 2 MeV. It was demonstrated that for the uniform radiation and the “typical” location of the individual dosimeter on the employee’s body, the E/HP(10) ratio is less than one in the entire range of radiation energies for the directions of its incidence in front and from the left side, i.e. Hp(10) is a conservative assessment of E. When the radiation falls on the back and for the “typical” location of an individual dosimeter on the employee’s body in the entire range of radiation energies, the ratio E/Hp(10) is significantly larger (for the energies <0.1 MeV) or close to one, i.e. Hp(10) is not a conservative assessment of E. In the spatial non-uniform fields of photon radiation with an increase in the degree of non-uniformity irradiation of the employee’s body, the values of the conversion coefficients decreased. When irradiation in front and from the left side an individual dosimeter placed in a “typical” position will be conservative estimate the value of an effective dose of the employee in the entire considered range of energies. When irradiation on the right side an individual dosimeter placed in a “typical” position will underestimate the value of an effective dose in the entire considered range of energy. It was demonstrated that the optimal location of the individual dosimeter on the surface of the employee’s body allows us to adequately assess according to his indications the value of an effective dose even with significantly changing geometry of its irradiation during a complete cycle of treatment with the source of ionizing radiation. В статье представлены значения коэффициентов перехода от операционной величины Hp(10) к нормируемой величине – эффективной дозе. Коэффициенты перехода рассчитывались для ряда позиций индивидуальных дозиметров, расположенных на поверхности торса расчетной модели MIRD-5 тела взрослого человека. Моделируемые условия соответствовали как равномерному, так и резко неравномерному облучению работника в полях фотонного излучения с энергией от 0,04 до 2 МэВ. Было продемонстрировано, что для однородных в пространстве полей излучения и «типичном» расположении индивидуального дозиметра на теле работника отношение эффективной дозы и Hp(10) меньше единицы во всем диапазоне рассматриваемых энергий фотонного излучения для направлений его падения спереди и с левого бока, т.е. Hp(10) является консервативной оценкой эффективной дозы. При падении излучения сзади и «типичном» расположении индивидуального дозиметра на теле работника во всем диапазоне рассматриваемых энергий фотонного излучения отношение эффективной дозы и Hp(10) существенно больше (для энергий < 0,1 МэВ) или близко к единице, т.е. Hp(10) не является консервативной оценкой эффективной дозы. В пространственно-неоднородных полях фотонного излучения с увеличением степени неравномерности облучения тела работника значения коэффициентов перехода уменьшались. При облучении спереди и слева и размещении индивидуального дозиметра в «типичном» положении Hp(10) консервативно оценивает значение эффективной дозы у работника во всем рассмотренном диапазоне энергий. При облучении справа и размещении индивидуального дозиметра в «типичном» положении значение Hp(10) будет занижать эффективную дозу во всем рассмотренном диапазоне энергий. Продемонстрировано, что оптимальное расположение индивидуального дозиметра на поверхности тела работника позволяет адекватно оценивать по его показаниям значение эффективной дозы даже при существенно изменяющихся геометриях его облучения во время полного производственного цикла обращения с источником ионизирующего излучения.

Дозиметрия внешнего облучения населения: сравнение аварий на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима-1»

The paper is devoted to comparing the models and the doses of the population external exposure from radioactive fallout after the accident at the Chernobyl and Fukushima-1 NPPs estimated with their help. In the case of the Fukushima-1 accident, the model proposed by the UNSCEAR was used. Both the values of the doses of gamma radiation in the environment and the values of the effective doses of external exposure of comparable population groups normalized to the same surface activity of radionuclides were close for both accidents. The reasons for this are both the similarity of the isotopic compositions of the radioactive fallout and the fact that the “Japanese” model of external exposure was based on the “Chernobyl” model up to using the same numerical values for some parameters, due to the lack of specific Japanese post-accident data for the moment of the first dose estimates for the inhabitants of Japan. For a more accurate comparison of the external exposure of residents after two accidents it is necessary to verify the values of the parameters of the Japanese model using the results of measurements of gamma radiation dose rates in the environment and individual external doses of the residents after the accident at the Fukushima-1 NPP.Статья посвящена сравнению моделей и оцениваемых с их помощью доз внешнего облучения населения от радиоактивных выпадений после аварии на Чернобыльской АЭС и АЭС «Фукусима-1». В случае аварии на АЭС «Фукусима-1» использовали модель, предложенную НКДАР ООН. Как значения доз гамма-излучения в окружающей среде, так и значения эффективных доз внешнего облучения сопоставимых групп населения, нормированные на одинаковую поверхностную активность радионуклидов, для обеих аварий оказались близки. Причинами этого явились как схожесть изотопных составов радиоактивных выпадений, так и тот факт, что «японская» модель внешнего облучения была основана на «чернобыльской», вплоть до использования одинаковых численных значений для некоторых параметров, из-за недостатка специфических японских послеаварийных данных к моменту первых оценок доз облучения жителей Японии. Для более корректного сравнения доз внешнего облучения жителей после двух аварий необходимо верифицировать значения параметров японской модели с помощью результатов измерений мощностей доз гамма-излучения в окружающей среде и индивидуальных доз внешнего облучения жителей, выполненных после аварии на АЭС «Фукусима-1»

Оценка рисков медицинского облучения на основе данных радиационно-гигиенической паспортизации в субъектах Российской Федерации

This article is aimed at methodology development for collective risk assessment of medical irradiation, basing on results of radiation-hygienic passportization in the Russian Federation regions, i.e. using values of collective effective doses for big groups of medical technologies: photoroentgenography, roentgenography, roentgenoscopy, and computer tomography. Use of the effective dose concept for medical irradiation risk definition involves a number of essential restrictions. Age and sex of the employees and of general population (effective dose concept has been developed for these groups of people) may essentially differ from those in patients. Lifelong risk of stochastic effects occurrence in children is 2-3 times higher than the rating values used in effective dose concept, while for elderly people (about 60 years at irradiation time) it’s 4-5 times lower. The article suggests the algorithm of effective doses values correcting factors assessment for consideration of dependence of radiogenic cancer risk factors on age and sex. This enables to assess more correctly collective risk of radiology and nuclear medicine imaging. Since patients tend to be elderly and their risk factor is below the rating used in the effective dose concept, the values of these correcting factors for most radiology and nuclear medicine imaging are below one. Thus, in most cases, the effective dose concept leads to conservative assessment of medical irradiation collective risk.Целью работы являлась разработка методологии оценки коллективного риска медицинского облучения на основе результатов радиационно-гигиенической паспортизации в субъектах Российской Федерации, т.е. используя значения коллективных эффективных доз для широких групп медицинских технологий: флюорографии, рентгенографии, рентгеноскопии, компьютерной томографии. Использование концепции эффективной дозы для определения рисков медицинского облучения имеет ряд существенных ограничений. Половозрастной состав работников или всего населения (именно для этих категорий лиц была развита концепция эффективной дозы) может существенно отличаться от такового у пациентов. Оценки  пожизненного риска возникновения стохастических эффектов у детей в 2–3 раза выше, номинальных значений, которые используются в концепции эффективной дозы, а для пожилых людей (около 60 лет на момент облучения) они, наоборот, в 4–5 раз ниже. В работе предлагается алгоритм оценки корректирующих факторов к значениям эффективных доз с целью учета половозрастной зависимости коэффициентов риска радиогенного рака, что позволяет более корректно оценивать коллективный риск от проведения рентгенорадиологических медицинских исследований. В связи с тем, что возрастной состав пациентов, как правило, смещен в сторону пожилых людей, для которых коэффициент риска меньше номинального, используемого в концепции эффективной дозы, значения этих корректирующих факторов для большинства рентгенорадиологических исследований меньше единицы. Таким образом, использование концепции эффективной дозы в большинстве случаев приводит к консервативной оценке коллективного риска медицинского облучения