第五章 内照射防护、监测与评价

电离辐射剂量与防护概论第五章内照射防护、监测与评价第一节放射性核素的摄入第二节放射性核素在人体内的代谢第三节ICRP所使用的代谢模型第四节剂量系数第五节内照射防护第六节内照射个人监测与评价第一节放射性核素的摄入内照射是指放射性物质经呼吸道、消化道、皮肤、粘膜和伤口进入机体后，放射性核素发出的核射线由体内对机体进行的照射。ICRP100ICRPHATMICRP2ICRP6、9ICRP1ICRP26ICRPXX07年建议书ICRP60ICRP30ICRP78ICRP54ICRP61ICRP68ICRP30、54、68、78的修改其他有关出版物ICRP关于工作人员内照射的出版物转移、溶解粒径大小、化合物性质氧化氚、碘溶化合物液持续性照射选择性照射特点：摄入量、吸收量、滞留量有效半衰期表示，进入体内或某一特定器官的放射性核素，由于生理代谢作用和自发核转变，减少到初始量的一半所经历的时间。它的大小决定于该核素的生物半衰期核物理半衰期。某一核素的有效半衰期T与物理半衰期Tr、生物半衰期Tb的关系如下：brbrΤΤΤΤΤ生物半衰期表示某种核素在全身或某一特定器官内，由于机体的生理代谢作用而减少到初始量的一半所经历的时间。它与物理半衰期无关，仅决定于元素的物理、化学性质。第二节放射性核素在人体内的代谢【例题】238U进入人的全身，Tr＝1.6×1012天，Tb＝100天。求T和λ各为多少？天100100106.1100106.11212brbrΤΤΤΤΤ解：13121093.6100693.0106.1693.0天br7隔室（库室）一阶动力学规律转移速率：放射性衰变常数、库室的速率常数沉积和转移廓清和滞留排出人体内的器官和组织是相互沟通的，故描述库室中的放射性核素活度的动力学方程可以表示为：iNijjijrjNijjjiiiqqIdtdq11.qi：放射性核素在i库室的活度；Ìi：是i库室的放射性核素的摄入量；λji：射性核素从j库室向i库室的廊清速率常数；λij：射性核素从i库室向j库室的廊清速率常数；N:人体包括的总库室数。库室理论由N个库室的动力方程组成一个方程组，该方程组可以用库室模型图表示，二者是等效的。11211qidtdqr224233321122qqqdtdqr334322233qqdtdqr43342244qqqdtdqr参考人为了给职业照射控制标准提供一个共同的生物学基础，规定的一种假想的成年人模型。等蛋白质含量，元素组成密度，水，灰，脂肪和物理化学参数：质量，水平衡等养，排泄，呼吸标准，生物学参数：能耗，营度和成分解剖学参数：质量，线规定第三节ICRP所使用的代谢模型11物理体模：美国BOMAB体模数学体模体素体模面元体模靶器官质量，g源器官质量，g卵巢睾丸肌肉红骨髓肺甲状腺骨表面胃壁小肠壁上段大肠壁下段大肠壁肾肝胰皮肤脾胸腺子宫肾上腺膀胱壁11352800015001000201201506402101603101800100260018020801445卵巢睾丸肌肉红骨髓肺甲状腺胃内容物小肠内容物上段大肠内容物下段大肠内容物肾肝胰皮质骨小梁骨皮肤脾肾上腺膀胱内容物全身113528000150010002025040022013531018001004000100026001801420070000呼吸道模型ICRP66组成部分：形态学模型生物学参数辐射生物学考虑沉积模型廓清模型组织A(占组织权重因子（WT=0.12）的份额)胸腔外区ET1（前鼻）ET2（后鼻通道，咽，喉和口腔）LNET（淋巴组织）胸区BB（支气管）bb（细支气管）AI(肺泡间质)LNTH（淋巴组织）0.0010.9980.0010.3330.3330.3330.001辐射生物学考虑：呼吸道各组织的危害权重因子区1μm（AMAD)5μm（AMAD)ET1ET2BBBbAI总计16.5221.121.24(47%在BB2中)1.65（49%在bb2中）10.6651.1933.8539.911.78（33%在BB2中）1.10（40%在bb2中）5.3281.96吸入气溶胶在参考工作人员体内呼吸道各区的沉积份额沉积模型：粒子大小、形状、密度及吸入个体的解剖学特征、生理参数及呼吸习惯等因素活度中值空气动力学直径AMAD:某个气溶胶粒子在空气中沉淀时的滑流末速度，与1个密度为1g/cm3的球体在相同的空气动力学条件下沉淀时的滑流末速度相等时，此球的直径称为该气溶胶粒子的空气动力学直径。如果在所有气溶胶粒子中，直径大于和小于上述空气动力学直径的粒子所具有的活度各占总活度的一半，则此直径称为AMAD。19廓清模型吸收入血通过咽喉进入胃肠道通过淋巴管进入淋巴结吸收入血是一个两阶段过程：粒子离解为可被血液吸收的物质（溶解）；可溶物质和由粒子离解所得物质的吸收入血（吸收）。吸收类别FMS快速溶解份额ft10.10.001近似溶解速率：快速（d-1），Sr慢速（d-1），Ss100—1000.00151000.0001模型参数：初始溶解速率（d-1），Sp转换速率（d-1），Spt最终溶解速率（d-1），St1000—10900.0050.11000.0001结合态份额，fb000由结合态的吸收速率（d-1），Sb———对F类：10min(100%)；对M类，有两项，10min(占10%)，140d(占90%)；对S类，有两项，10min(占0.1%)，7000d(占99.9%)胃肠道剂量学模型24关键器官是指因辐射损伤将导致人体的最大损伤的那些器官。确定关键器官的标准是：（1）放射性物质的浓度积累得最大的器官；（2）影响全身健康的器官；（3）在放射性核素进入人体的途径中易受损伤的器官；（4）对放射性最敏感的器官。第四节剂量系数—放射性核素j每次核转变时产生辐射i的产额；—辐射i的能量或其平均能量（MeV）；—在源器官S中，每发射一次辐射i，靶器官T所吸收的辐射能量的份额；—相应于辐射i的辐射权重因子（组织权重因子？）—靶器官的质量比有效能量转变克兆电子伏iTRiiiiMWSTAFEYS)jSEE(T)(iYiERiWiSTAF)(TM比有效能量是指在源器官（S）内，每次核转变所发射的某一特定的辐射i，授予每克靶器官（T）的能量（兆电子伏）。Us为源器官S中的放射性核素在摄入后50年的核变化总数。对于源器官S中放射性核素j发出的某一种辐射类型i来说，它对靶器官T产生的待积当量剂量H50（T←S）i由下式给出：)(10)(106.131350SvSTSEEUsSTHii当靶器官T受到来自几个不同源器官S的几种放射性核素的照射时，靶器官T中总的H50,T为sjjiiTSvSTSEEUsH10,50106.1500dttRUss待积当量剂量SvHWETT))(50(025.0)50(025.050)50(11)50(SvHmmHmHmHWETjTiTTKTTTTKTTTTTTT)(50)50()50(1TSvmHmWHWEITkTTTkTTjTiTTT其余待积有效剂量一般情况下少数情况下BqeALI5002.0年摄入量限值ALI是一年时间内放射性核素的摄入量，单独摄入该量将使具有参考人特征的个人所接受的待积有效剂量等于ICRP规定的年有效剂量限值。DAC＝ALI／（2000×60×0.02）=ALI/2.4×103（Bqm-3）导出空气浓度DAC：如果参考在这种浓度下进行“轻工作”呼吸一个工作年（50周，每周40小时，一个工作年等于2000小时），它将导致一个ALI的吸入量。0.02m3是参考人在“轻工作”条件下每分钟吸入空气体积。急性单位摄入量产生的待积有效剂量e(τ),τ是计算剂量时所包含的时间长短，如e(50)，剂量累计时间为50年，单位为Sv•Bq-1。剂量系数曾称为转换因子或剂量转换系数。防护目的：防止放射性物质进入人体。基本原则：（1）围封，即把放射性物质限制在一定空间不让其外泄。（2）保持清洁和对被污染的空气、水和物体表面采取措施。（3）制定适宜的管理规定和操作程序，并要求工作人员严格遵守，尽量减少人员吸入或摄入放射性物质。（4）采用合适的个人防护器具，要求工作人员穿戴好个人防护用品，并讲究个人卫生。（5）妥善储存放射性物品。第五节内照射防护内辐射防护的一般措施八个字：包容、隔离、净化、稀释包容：对源的操作→指在操作过程中，将放射性物质密闭起来。对操作人员→用工作服、鞋、帽、口罩、围裙、气衣等将操作人员围封起来，以防止放射性物质进入体内。隔离：也叫分隔，根据放射性核素的大小，操作量多少和操作方式等，将工作场所进行分级、分区管理。净化：采用吸附、过滤、除尘、凝聚沉淀、离子交换、蒸发、储存衰变、去污等方法，尽量降低空气、水中放射性物质浓度，降低物体表面放射性污染。稀释：在合理控制下利用干净的空气或水使空气或水中的放射性浓度降低到控制水平以上。开放型放射工作场所的分级、分区及其主要防护要求1、日等效（最大）操作量及其计算开放型（非密封源）工作场所是按放射性核素日等效最大操作量Qmax的大小进行分级的。（1）Qmax定义放射性核素日等效最大操作量Qmax定义为：放射性核素的实际日操作量A（Bq）与该核素毒性组修正因子G的积除以与实际操作方式有关的修正因子F所得的商。即：Q=AG/F若操作场所含有不同放射性核素，则：iiiiFGAQmax（2）放射性核素的毒性分组（GB18871-2002可查）四组：极毒组、高毒组、中毒组、低毒组。（3）放射性核素的毒性组别修正因子毒性组别毒性组别修正因子极毒10高毒1中毒0.1低毒0.01（4）操作方式与放射源状况修正因子操作方式放射源状况表面污染水平较低的固体液体、溶液、悬浮液表面有污染的固体气体、蒸汽、粉末、压力很高的液体和固体源的储存1000100101很简单的操作1001010.1简单的操作1010.10.01特别危险的操作10.10.010.001例如：在一工作场所有储有液体226Ra源，若226Ra的总活度为107Bq，求该场所的日等效操作量。对液体226Ra源：G=10，F=100，A=107BqQ=AG/F=106(Bq)2、非密封源工作场所的分级按放射性核素日等效最大操作量的大小分为甲、乙、丙三级，即：级别日等校最大操作量，Bq甲4×109乙2×107～4×109丙豁免活度值以上～2×1073、开放型放射性工作场所的分区对于开放型放射性工作场所国际上分为四个区：白色区：办公、休息、非或低放实验室场地（3/10剂量限值）绿色区：屏蔽室或密封容器操作区，中、高活度实验室（剂量限值）橙色区：可在其中打开屏蔽室或密封容器进行维修，装卸和去污的场所（可能超过剂量限值）红色区：屏蔽室、装源的密封闭容器、辐射室等（不接近、加以控制）甲级开放型工作场所：三区原则，一区与二区严格隔离，二区三区间设卫生通道；运送放射性物质通道与人员通道分开；换气次数要求；严格过滤。乙级开放型工作场所：一般二区原则，不必运送放射性物质通道与人员通道分开。丙级开放型工作场所：一区，有检查手和衣服污染的监测设备，换气次数要求或自然通风。4.开放型放射工作场所的主要防护要求三区三区4、开放型放射性工作场所的主要防护要求（1）甲级开放型放射性工作场所的主要防护要求（绿色区、橙色区、红色区）*按三区制原则布置特点：1）危险级高的区域依次被危险级较低的区域所包围；2）三区三区3）工作必须按序在各区域之间通行，进：低危险→高危险出：高危险→低危险（2）乙级开放型放射性工作场所的主要防护要求（白区、绿区、有时还包括橙色区）（3）丙级开放型放射性工作场所的主要防护要求（白区）5.事故的防止和处理这里的事故是