甲状腺浓聚碘的能力很强, 经吸入或食入途径进入体内的放射性碘在甲状腺内蓄积, 从而可能诱发甲状腺癌^[1]。在涉及放射性碘释放的核或放射突发事件中, 甲状腺属于关键器官。我们以国际原子能机构的有关报告^{[2, 3]}介绍的在可能涉及放射性碘释放的核或放射突发事件时甲状腺监测的实用程序和剂量估算方法为基础, 利用Visual Basic 6.0研制了可用于核或放射应急的甲状腺剂量估算软件。

1 甲状腺监测 1.1 应急工作人员的防护

监测由个人监测/去污小组实施。在现场可能随时遭遇危险, 要及时采取必要防护措施, 不要在没有适当防护安全装备的情况下进入现场。所有监测活动应该在受照剂量尽可能低的情况进行。所有成员都应接受辐射防护培训, 牢记返回水平并遵守应急工作人员通用防护导则, 详见文献[4]。

1.2 设备

具有NaI (Tl)探头的污染监测仪, 测量的物理量为表面活度浓度, 单位为Bq/cm²或每秒计数(cps),最小可探测β/γ活度为1Bq/cm²; 个人防护装备及其他通用装备^[2,5]。所有仪器应每年刻度1次、维护保养2次,在使用之前和使用之后做质量控制(QC)检查。

1.3 监测程序

对具有NaI (Tl)探头的污染监测仪进行QC检查, 检查检验证书或刻度证书, 确认最近一次正式检验的日期, 检查条件和结果是否满意, 检查最近一次的例行检验结果。NaI (Tl)探头用塑料薄膜或薄丝纸包裹以防污染, 将探头放置在靠近颈部的位置, 在喉结与环状软骨之间进行监测。为了保证几何条件的相对固定和可重复, 可将探头接触皮肤表面测量。建议采用铅准直器以降低本底。读取甲状腺监测的结果并记录。如果在测量过程中, 观察到的计数率显著高于本底"正常计数率, 就应当考虑甲状腺可能受到放射性碘的污染, 受检者应当及时服用稳定碘(碘化钾或碘酸钾), 使用原则和方法详见文献^{[1, 6]}, 同时要将其送到合适的医疗机构作进一步的检查和评价; 如果测量值与本底之差为负数, 则可以让受检者离开。应在工作单上明确记录下列内容:监测的地点、日期和时间; 所使用仪器的类型、型号、序列号、本底读数、探测器灵敏面积; 受检者的姓名、性别、年龄、类别(工作人员或公众成员)、住址; 甲状腺的净计数率及其单位; 是否服用稳定碘及其剂量; 是否需要在医疗机构作进一步的评价等。在任务结束后应对工作人员和设备进行放射性污染监测, 如果必要, 进行去污处理^[2]。

2 甲状腺剂量的估算 2.1 可利用的数据、目的和实施者

可利用的数据:单次短期摄入后在第t天进行测量所获得的甲状腺放射性碘活度数据; 突发事件释放的放射性碘的同位素成分。目的是估算个人甲状腺剂量并据此提出进一步行动的建议。可由辐射剂量测量或保健物理专业人员实施。

2.2 摄入量的估算

单次短期t₀时间摄入的放射性碘同位素Ri在甲状腺的摄入量I_Ri (t₀)(单位为Bq)的具体推算可以利用下列公式进行:

(1)

式中:t₀-单次短期摄入的时刻, 天数(d); M_Thy, R_i(t)-摄入t时间后测量的甲状腺放射性碘活度, Bq; f_Thy, R_i(g, t)-年龄为g的人员摄入t时间后(天数d)放射性碘在甲状腺的摄入滞留函数; g-受检者的年龄。

放射性碘同位素的f_Thy, R_i (g, t)数值可以利用公式(2)推导:

(2)

式中:f_{Thy, iod}(g, t)-年龄为g的人员摄入t时间后(天d)稳定碘在甲状腺的摄入滞留函数, 可查表 1; t-摄入后时间, d; g-受检者的年龄; λ_Ri-放射性碘同位素R_i的衰变常数, 单位为d^-1, ¹²⁵I、¹³¹I和¹³³I的放射性衰变数据列于表 2。

如果仅有甲状腺巡测得出的γ辐射计数率数据, 则估算甲状腺中放射性碘的测量活度是必要的。在反应堆事故中, 当多种放射性核素已经释放到环境中时, 有必要测量颈部和大腿的计数率, 以消除其它放射性核素(例如¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs)对计数率的影响。公式(3)可用于估算甲状腺中放射性碘的测量活度:

(3)

式中:M_Thy (t)-在摄入t_m时间后甲状腺的滞留活度, Bq; n_n -颈部的γ辐射计数率, cps; n_t-大腿部的γ辐射计数率, cps; K-刻度系数, Bq/cps。

在仅涉及放射性碘的突发事件中, 可只使用公式(4)估算甲状腺中放射性碘的测量活度:

(4)

式中:M_Thy (t)-在摄入t_m时间后甲状腺的滞留活度, Bq; n_n -颈部的γ辐射计数率, cps; n_t-测量部位的本底γ辐射计数率, cps; K-刻度系数, Bq/cps。

2.3 甲状腺剂量的估算

可利用公式(5)估算甲状腺待积当量剂量H_Thy(τ):

(5)

式中:I_Ri——单次短期时间t₀摄入的放射性碘同位素Ri在甲状腺的摄入量, Bq; ——每单位摄入放射性碘同位素Ri的年龄依赖的待积当量剂量(待积辐射权重剂量), 单位为Sv/Bq, 数值见表 3。

表 1和表 3中, 在公众照射的情况下, 数值代表不同年龄g的参考人:成年参考人代表年龄大于17a的人群; 0.25a参考人代表 0~12个月的婴儿; 1a参考人代表年龄大于1a~2a的儿童; 5a参考人代表年龄大于2a~7a的儿童; 10a参考人代表年龄大于7a~12a的儿童; 15a参考人代表年龄大于12a~17a的人群。在职业照射情况下, 表 1相应的数据代表参考工作人员。

3 软件的编写

为了简化上述甲状腺剂量计算过程, 并使计算结果更加准确, 利用Visual Basic 6.0实现计算过程软件化。该软件按照事故中受检人群分为职业人员和公众人员分别计算。考虑到在应急情况下, 甲状腺放射性碘的活度可能已知也可能未知, 未知的情况下提供了两种估算放射性碘活度的常规方法, 即"仅有甲状腺巡测得到的γ辐射计数率"和"仅涉及放射性碘的突发事件"。软件流程图如图 1所示。为便于理解和使用, 图 2~ 图 7给出了计算过程界面(以公众人员为例)。

4 讨论

胎儿、儿童和青少年是容易发生癌变的辐射敏感器官。在摄入放射性碘之前或摄入后立即服用稳定性碘(¹²⁷I), 可阻止吸收入血的放射性碘进入甲状腺, 减少放射性碘在甲状腺吸收和蓄积, 服用稳定性碘的时机对于防护效果起着至关重要的影响^[1]。在涉及放射性碘释放的事件发生后, 必须迅速采取恰当的行动测量甲状腺中放射性碘的活度, 以获得估算甲状腺待积当量剂量必要的信息, 为医学应急和公众防护行动的决策提供技术依据。通常采用的内照射监测方法有下列两大类:体外直接测定全身或器官内放射性核素活度的活体测量; 以及分析人体排泄物(尿、粪便等)中放射性活度的离体测量(可以采用γ谱仪或液体闪烁计数器测量尿样中¹²⁵I、¹²⁹I和¹³¹I的活度)。活体测量的优点是快速和方便, 适用于监测一切能发射X、γ或高能β射线的核素; 离体测量的优点是成本比较低, 并且也适用于监测不发射X、γ或高能β射线的核素。一般情况下, 这两种方法并不互相排斥, 而是应该相互补充。由于直接测量甲状腺中放射性碘的活度, 以食入模式为基础的甲状腺剂量估算和依据吸入模式的甲状腺剂量估算相比较, 不存在实质性的差别^[3], 因此, 本文介绍的方案可适用于吸入、食入或两者并存情况下的剂量估算。我们利用Visual Basic 6.0编写的甲状腺剂量估算软件, 方法可靠, 人机交互界面友好, 操作简单方便, 可用于涉及放射性碘释放的核或放射突发事件时, 对受影响人群的快速筛查和评估。可根据估算的结果和有关标准^[6-9], 提出医学处理和干预、公众防护行动的适当建议。