放射卫生  1992, Vol. 5 Issue (1): 40-41  

引用本文 

郑仁圻. 辐射剂量的测量问题[J]. 放射卫生, 1992, 5(1): 40-41.

文章历史

收稿日期:1991-08-09
辐射剂量的测量问题
郑仁圻     
中国辐射防护研究院, 太原

在辐射防护中,如前文[1]所述,有效剂量是最终评价的重要量值。于是有了想用“有效剂量测量仪”的需求。如果能研制出这样一种仪表,就可以直接读出有效剂量,很快且方便地得出是否超过限值的结论,而不必请教辐射防护专家根据原始测量数据去做分析评价。有效剂量是否可以测量,是否可研制出“有效剂量仪”是本文讨论的主要内容。

从有效剂量的定义来看,它是源、受体以及两者之间关系的多参量函数。不仅取决于放射源的种类、性质、能量和活度,又取决于受照人体的部位、方向等,还取决于射线到达受照体的途径和周围环境。为此,就需要将仪器的敏感部件放到受照体内。即使这样,仪器测出值只是反映该特定条件下的吸收能量。它与当量剂量、有效剂量间,还有两重权重因子的间隔距离。

为了深入讨论,我们先从现有的剂量监测技术和剂量测量仪表来看实际达到的状况,具体分析实际上的差距。

先从内照射监测来看,无论是全身计数器,还是对人体排出物(尿、粪等)或人体取样品(骨、血、头发等)的测量,它们的测量结果都只是体内某种放射性核素的活度,有时或许可测出该核素在体内的沉积部位(或组织器官)。但大多数情况,只是推测、判定、假设核素的沉积组织器官。这样设定了源组织,再根据射线的性质,和人体组织的结构关系,设定若干靶组织,然后再经过计算得到有效剂量。这一套计算方法称为内剂量估算模式。实用时,为了简便起见,没有必要每次都做模式计算,干脆直接比较体内的核素含量,即与以前ICRP给定的最大体(器官)负荷量作比较。后来ICRP建议[2]用某核素的年摄入量Ii(可由体内核素含量计算出来,或其他测量值计算出来)与给定的该核素的年摄入量极限(ALI)比较。国际[3·4]也采用这种办法。新建议书规定了较低的剂量限值,相应的新的ALI值已由ICRP61号出版物[5]给出。以上分析说明在内照射剂量方面,有效剂量、当量剂量,甚至吸收剂量均不是一种直接测量的量。内照射监测所测量的量是核素活度,评价、结算时也常是核素的活度。有效剂量只是理论上的结算量。

外照射监列剂量的仪器可分为两类:类是保带人体身上的个人剂量计,另一类为场所测量仪器。后一类仪器实际上测量的内容不是照射量,就是辐射的通量。也就是测量源的特性,或者源在一定空间形成的辐射场的性质。但是,源到人体各器官的几何关系,不象内照射剂量估算中的源组织到靶组织那样有确定的几何关系。而需要先设定源到人身的几何关系,才能用类似内照射模式来计算剂量。或者要求测量值可表征人体表面处的辐射特性(种类、能量、强度),再建立某种模式以计算剂量。至于个人剂量计,由于已佩带于人身,可直接探测入射到人体前的射线,或射线在体内(或某部位)的能量沉积,这符合新建议书的定义。并且,由于人体的反射、吸收对辐射场的影响已是具体存在的现实,不须象前一类仪器的测量结果要经过修正或模式假设。值得注意的是剂量计佩带的部位及其复盖物的设计,应适合该器官吸收剂量的定义。

至于当量剂量和有效剂量的测量;在ICRP新建议书发表以前,国际辐射测量委员会ICRU的39号报告[6]提出周围剂量当量H*(d),定向剂量当量H'(d),深部个人剂量当量Hp(d),浅表个人剂最当量Hs(d)以解决剂量当量指数不可测和不可相加的困难。然而在实践过程中,大多数还是按有体模时,按定义计算出整套的换算系数,再用该系数改正各能量时的照射量作为刻度基准。故在当时剂量当量的可测性问题仍处于研究阶段。而今新建议书中明该四个量均是基于点的剂量当量,不同于新建议书定义的当量剂量。既然,当量剂量与ICRV的四个量还没有发生联系,则更谈不上经过四个量的可测性问题的解决,再过渡到当量剂量,有效剂量的测量问题。故此直接研讨当量剂量和有效剂量的测量问题可能更恰当些。

当平均(器官)吸收剂量已知时,测量当量剂量是需解决辐射因子的测量。辐射因子是一组设定的数,不是与某种类效应成比例的量。所以,不能直接测量。然而可以利用探测器测出其辐射种类、能量,经查表得出其数值。或者说,既然辐射因子不能直接测,是否可直接测量吸收剂量与辐射因子的复合量,即直接测当量剂量。为此仪器的敏感器不应当是能量型,(一般探测器均为此型),而需用能响应生物效应型式的敏感器,或许生物剂量计能适合这种条件。但是,这种敏感体(血、染色体、微核或其他)必须是离体的,可长期携带的,能快速获得读数的。这种理想生物剂量计可能成为一个发展方向,但目前还不是现实。

进一步来讨论有效剂量的测量问题,则还需要解决组织权重因子的测量,它比辐射权重因子具有更大的人为置定因素。可以肯定地说,不可能用任何仪器测量它,也无法测与它相关的综合量。解决的办法可以是,按个人剂量计佩带的部位,即仪器是用来反映那些器官的吸收剂量,以决定所应采用的相对应的组织权重因子值。

总结起来,吸收剂量是可能测到的量值,而当量剂量和有效剂量按其定义均非直接测量的量值,而是计算出来的评价量。但是,利用现代科学技术,可以做到用带电脑(微型计算机技术)的仪表直接读出评价结算量。例如用一定数量的配备有合适配件(吸收元件,反映元件等等)的探测元件,以反映一定组织器官的吸收剂量,再用另一些探测元件去确定射线或辐射场的种类,能量等性质,按后者的讯息由仪器的电脑软件查出该状态下的辐射权重因子。再由前一类探测器所处的位置,可事先设定组织器官的类别(可按键输入),也经电脑换算成权重因子,最后由电脑把以上诸讯息综合起来按指定模式综合出有效剂量。并可和有关的剂量限值做比较,超过时也可发出警告信号。如欲研制包括内照射剂量的全能仪表,则还应包括测气载微粒、碘、惰性气体放射性的取样器和相应的探测器。这将是一个有足够多敏感器,并包括数据采集系统和专家系统的联合体,这样一种仪器可能过于庞大和昂贵。故应把实用代价也引入这类仪器的可行性研究。

参考文献
[1]
郑仁折. 辐射剂量的应用问题[J]. 放射卫生, 1991, 4(4): 154.
[2]
国际放射防护委员会第26号出版物.国际放射防护委员会建议书.北京: 原子能出版社, 1978: 23~33.
[3]
GB 4792-84放射卫生防护基本标准。
[4]
GB 8703-88辐射防护规定。
[5]
ICRP Publicafion 61.Annual limits on intakeof radionuclides by workers based on the 1990 necommendations.
[6]
ICRU Report 39.Determination of dose cguivalents nesulfing from external radiafion sources.