²²²Rn是²³⁸U系中核素²²⁶Ra的衰变子体，²²²Rn的照射是采矿、坑道挖掘等工作人员受天然辐射最重要的来源。²²²Rn对人造成的内照射剂量主要来自其短寿命子体，这些子体核素经吸入进入人体后主要沉积在呼吸道内。氡及其子体核素的内照射剂量估算，普遍采用测氡仪或个人氡剂量计直接监测场所氡及其子体浓度，从而估算工作人员吸入氡及其子体的活度。但在工作人员采取了一定的防护措施时，该估算值会高出工作人员实际的受照剂量。体外直接测量人体吸入氡及其子体核素的活度，主要采用全身和肺部计数器系统进行。目前国内有关此类方面的研究工作开展得很少，主要原因可能是全身和肺部计数器设备较昂贵。中国辐射防护研究院曾经报道过环境中氡对全身计数器测量的影响^[1]; 马如维等研究过骨中²¹⁰Pb的测量与剂量的估算^{[2, 3]}。有关直接测量肺内氡短寿命子体的报道较少。国外开展了一些研究工作，大多数是针对煤矿工作人员体内²¹⁰Pb的测量，也有少量关于居住地氡气浓度较高的人员体内氡及其子体的监测报道^[4-6]。

笔者采用活性炭在氡室中吸附一定量的氡气，由实验室超低本底HPGe γ谱仪进行测定活性炭的氡气吸附量，用活性炭模拟人肺，将活性炭装入模拟人体的躯干体模内，对肺部计数器测量氡短寿命子体的探测效率进行了刻度。根据实验刻度的结果，并假设现场工作人员的工作时间，呼吸量、现场氡浓度等条件，通过计算估算出了肺部计数器系统测量氡子体的性能，探讨肺部计数器可以从体外直接测量氡的短寿命子体的可行性。

1 实验器材和方法 1.1 实验器材

含4个平板型HPGe探测器的肺部计数器1套; 躯干体模1套^[7]; 实验室超低本底HPGe γ谱仪1套; 含²⁴¹Am、¹³⁷Cs和⁶⁰Co的混合点源1个; 烘箱1台; 氡室1套; 电子天平1台; RAD7测氡仪1台; 托盘4个; 1L塑料量杯2个; 活性炭若干; 液氮若干升; 塑料袋、药棉等其它实验辅助器材。

1.2 实验方法

将2 kg椰壳活性炭过8目筛，去除粉尘和小粒径的活性炭，控制密度为0.4 g/cm³，置于烘箱内，120 ℃下烘5 h，冷却至室温。将活性炭分成四份，其中2份分别装入2个塑料袋内，密封，称重，留作本底测量用。另外2份，分别置于2个托盘中，放置于氡室内5 h后取出。分别装入2个塑料袋内，密封，称重，标记。4 h后，分别置于1 L的塑料量杯中，用实验室超低本底HPGe γ谱仪测量活性炭中吸附的氡气活度。

取出躯干体模中的左右两模拟肺，将装本底活性炭的2个塑料袋填充在躯干体模中的左右肺的部位，如下图 1所示，盖上基板和第一盖板后，用肺部计数器测量4 000 s，收集本底谱。然后，将2个含有氡气的活性炭的塑料袋替代，测量4 000 s，收集刻度谱。

分析测量的本底谱和刻度谱，得出氡子体²¹⁴Bi的609.3keV的全能峰计数，应用下式进行肺部计数器探测效率的计算:

(1)

式中: ε为肺部计数器探测效率，i为肺部计数器探测器编号，N_i为第i个探测器的刻度谱中609.3keV全能峰计数，N_ib为第i个探测器的本底谱中609.3keV全能峰计数，A为活性炭中氡气活度，Bq，P_γ为609.3keVγ射线发射几率，t为谱收集时间，s。

2 结果

肺部计数器测量氡子体²¹⁴Bi 609.3keV全能峰的探测效率，以及通过609.3keV全能峰探测4 000 s时²¹⁴Bi的最小可探测活度MDA如表 1所示。

氡的半衰期为3.82d，其短寿命子体²¹⁴Bi的半衰期仅为19.9 min。氡气为惰性气体，当工作人员吸入一定量高浓度的氡离开现场以后，又会以一定的速率呼出。此种特性并结合肺部计数器的性能，对工作人员体内的氡及其子体的测量时机不可能是在离开现场较长时间以后进行。

从文献资料得知^{[8, 9]}，工作人员在高浓度氡现场工作30 ~ 40 min以后，体内氡浓度跟外界达到平衡; 氡在人体血液、脂肪、体液中的溶解系数分别为0.29、0.85、0.17;离开工作现场后，以约1 ~ 2mBq·s^-1的速率呼出氡气; 氡子体约20% ~ 50%的几率沉积在肺部; 现场平衡因子取0.4^[8]。

根据以上数据，假设工作现场的氡浓度分别为10 000 Bq·m^-3、5 000 Bq·m^-3、1 000 Bq·m^-3情况下，工作人员工作8h，离开工作现场后人体内短寿命氡子体的活度随时间的变化如图 2所示。

刚离开现场2 00min以内，体内的氡子体活度下降较快，主要原因是短寿命子体的半衰期较短。当现场氡浓度较低时，如1 000 Bq/m³时，工作人员体内的氡及其子体约在120min后的活度就小于系统探测能力。当现场氡浓度较高时，如10 000 Bq/m³时，工作人员体内的氡及其子体在800min后的活度小于系统探测能力。因此，通过体外测量工作人员体内氡及其子体的活度，必须在工作人员离开现场后尽快进行测量。

3 讨论

(1) 肺部计数器可以测量工作人员肺内的短寿命氡子体的活度，但必须在工作人员离开现场后较短时间内进行。

(2) 由于实验室通常距工作现场较远，会对测量带来一定的不便。可以考虑应用车载式或门禁式肺部计数器对工作人员离开现场时进行快速测量，从而快速估算出工作人员的吸入氡引起的内照射剂量。

(3) 本方法直接对工作人员本人进行测量，具有较强的针对性。

(4) 下一步开展的研究工作主要在于实用性研究，即如何对测量结果进行评价以及如何具体应用到现场工作中。