放射卫生  1989, Vol. 2 Issue (1): 16-18  

引用本文 

李开宝. 放射事故外照射物理剂量的估算方法[J]. 放射卫生, 1989, 2(1): 16-18.

文章历史

收稿日期:1988-11-05
放射事故外照射物理剂量的估算方法
李开宝     
卫生部工业卫生实验所, 北京

在处理外照射事故中,对受照者剂量的估算存在着一定的困难。一是多数受照者未佩带个人剂量计;二是虽然佩带剂量计,但已超过测读量程的上限;三是即使获得个人剂量计读数结果,但由于大多数受照者接受的是非均匀照射,因而如何由个人剂量计的读数结果来推算人体的“有效”剂量仍然存在问题。尽管如此,多年来辐射剂量学家还是提出了几种估算方法,并根据实践经验,对多数事故给出了可信的物理剂量结果。物理剂量的估算是放射事故处理中不可缺少的组成部分,它对受照者水平的早期分类和最终受照剂量的评价有着重要的意义。处理外照射事故中物理剂量的估算方法大致可分为:①进行事故过程调查和剂量模拟测量;②利用人体伴随物的某些物理性质来测定人体局部剂量;③利用某种技术手段对超量程的剂量计重新获取读数结果。另外,还有事故剂量的表达方式和评价方法,这也是很重要的问题。

一 事故过程调查和模拟测量

对事故剂量的估算必须先进行事故过程调查,因为大多数事故中受照者接受的是非均匀照射。在这种情况下,无论是从佩带的个人剂量计,还是通过某些伴随物所测得的剂量结果,一般只能反映人体的局部受照情况。这些结果在多大程度上能够代表受照者的真实受照水平,必须经过事故过程调查,设立受照条件并进行模拟测量后,才能得出较为可靠的结论。例如,在放射源离人体较近(小于20cm)时,有效剂量当量与个人剂量计读数的比值可以随着放射源的垂直距离和前、后照射方向等几何条件的变化而急剧变化。个人剂量计的读数可能只相当于有效剂量当量的几十分之一,也可能为有效剂量当量的十几倍[1]

事故过程调查的主要内容包括事故源的类型和强度(对混合辐射场还要知道其辐射成分),受照者相对于辐射源的距离和方向,受照时间及受照时受照者周围环境等。而受照时间和受照时距离一般只能通过当事人的回忆得到,故很难做到准确。因此,调查时要尽量寻找一些对时间和位置有限定意义的条件,对其回忆资料的真实性进行鉴别和分析。再在事故过程调查的基础上设立事故受照条件,进行剂量模拟测量。模拟测量要给出辐射场照射量的空间分布资料,以便通过计算得到人体内的吸收剂量分布,最好利用体模进行剂量模拟测量。

二 事故剂量的测量方法

在事故剂量的估算中,经常遇到的是受照者没有佩带个人剂量计,因此利用人体的伴随物来确定局部受照剂量是非常必要的。用此法所得到的剂量结果是重要的客观数据,可用于检验所设立的受照条件是否合理。

利用手表中红宝石的热释光性质测定事故中子剂量的方法,在国内外均有研究和报道,并见于实际应用[2]。这种方法的可测量下限约为0.1Gy。其主要缺点是红宝石个体灵敏度差异很大。陶瓷材料制成的假牙或牙齿的陶瓷填隙物,也具有热释光现象,可测下限约为0.5Gy[3]。另外,工作服棉织物的光、热激发发光也可用于事故剂量的测量,可测下限约为0.5Gy。在大的核事故和核袭击情况下,可以利用自然分布的砖瓦和食盐等环境样品的热释光现象来测量环境照射量,从而估计受照者可能接受的剂量[4]。在存在中子照射的事故中,利用血清中钠和毛发中硫的活化分析技术来测量中子剂量,测量下限约为0。05Gy。此方法已成功地应用于反应堆事故[5, 8]。利用血清的辐射淬熄效应来测量事故剂量也有报道[7],目前国内有的单位已在开展这方面的研究。照射后的血清可引起氟闪烁计数的降低,而降低的程度与受照剂量大小有关。这种方法的可测下限约为0.2Gy,优点是照射后能很快给出剂量结果,缺点是由于恢复效应的存在,采样时间需在受照后48小时之内。此外,照射可改变血清中K+、Na+和C1-的浓度,因而其电导率发生变化,但这一性质也可用于剂量学目的。电子自旋共振(ESR)技术应用于事故剂量学中的研究,近年来有所增加,国内也已开展这方面的研究工作。实验表明,人的毛发、牙齿和指甲等受照后产生自由基,通过ESR技术能够观察到自由基浓度的变化,从而测量剂量[8-10]。另外,人体的随身物品,如棉织物、钮扣等,也具有类似的性质。这种方法的可测下限约为0.5Gy。

在事故剂量测量中,可能由于剂量计超过测读量程上限或其他原因丢失了数据,特别是个人剂量监测中广泛应用的热释光剂量计,一般只能一次读数。另外,有些热释光物质存在严重的信号贮存衰退现象。在这些情况下,可采用前剂量技术[11]和光致转移发光技术[12]重新获得剂量结果。

可用于事故剂量测量的方法虽然不少,但对某一具体事故而言,哪一种方法可以利用并获得成功,这具有很大的随机性。因此,事故剂量学系统应包括多种测量手段。

三 事故剂量的表示方法和估算结果的评价

长期以来,事故剂量的表示方法一直是各式各样的,有的用个人剂量计读数表示,有的用躯体中线平均剂量表示,有的用平均剂量表示,也有的给出剂量分布或某些主要器官的吸收剂量,而有些报告只给出照射量。由于实际辐射事故多属非均匀照射,还有分次、延时照射的情况,因此如何统一事故剂量的表示方法,而使得给出的剂量数值能够反映放射损伤的程度,这是事故剂量学中有待深入研究的问题。根据目前文献资料,事故剂量的表示方法可根据剂量大小作如下区分:事故剂量在0.5Gy以下,可用有效剂量当量表示随机效应,也可采用ICRU39号报告中定义的运用量来代表有效剂量当量。在骨髓型放射病剂量范围内(大于0.5Gy-10Gy),用红骨髓造血干细胞活存计权等效剂量来表示造血组织的损伤程度[13]。另外,局部遭受大剂量照射者用吸收剂量表示局部急性损伤。必要时还要给出全身吸收剂量分布。

在事故剂量的估算中,通常影响剂量准确度的最重要参数是时间、距离的估计值。在这种估计中往往带进一些主观因素,因此应尽可能获得客观的局部剂量测量值,以验证估算结果。在完全没有客观剂量数值参考的情况,很难给出准确结果。在骨髓型急性放射病范围内,估计的剂量值愈高,对剂量准确度的要求也就愈高。因此,物理估计要与生物、临床推断结合起来,并使其达到基本符合。

(史元明教授曾为本文提供一些有用的文献资料,特致谢忱)

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