Внутренняя дозиметрия - это наука и искусство оценки дозы внутреннего ионизирующего излучения от радионуклидов, попавших в организм человека. [1]
Радионуклиды, попавшие в организм, будут облучать ткани и органы и вызывать ожидаемую дозу до тех пор, пока они не будут выведены из организма или радионуклид полностью не распадется.
Дозы внутреннего облучения работников или населения, подвергшихся воздействию радиоактивных частиц, можно оценить с использованием данных биотестов, таких как счетные измерения легких и тела, концентрация радиоизотопов в моче или фекалиях и т. Д. Биокинетические модели Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) применяются для установления взаимосвязи между индивидуальным потреблением и измерениями биопробы, а затем для определения внутренней дозы.
Предполагаемая доза
Доза внутреннего облучения от инъекции, проглатывания или вдыхания радиоактивных веществ известна как ожидаемая доза .
МКРЗ определяет ожидаемую эффективную дозу E ( t ) как сумму произведений ожидаемых эквивалентных доз для органа или ткани и соответствующих весовых коэффициентов ткани W T , где t - время интегрирования в годах после приема. Период действия обязательств составляет 50 лет для взрослых и 70 лет для детей. [2]
В МКРЗ далее говорится: «Ожидаемые эффективные дозы внутреннего облучения обычно определяются на основе оценки поступления радионуклидов на основе измерений биопробы или других количеств (например, активности, удерживаемой в организме или в ежедневных выделениях). Доза облучения определяется исходя из прием с использованием рекомендованных дозовых коэффициентов ». [3]
Пути приема
Есть несколько путей поступления (радионуклида), а именно:
- Вдыхание
- Проглатывание
- Инъекция
- Абсорбция
В радиоактивной зоне частицы радионуклида могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе и могут попадать в организм при вдыхании. Эти частицы могут откладываться в различных частях дыхательных путей в зависимости от их аэродинамического диаметра . [4]
Методы мониторинга
Мониторинг in vivo
Внутренний мониторинг дозы радионуклидов, излучающих радиацию, которая может проникать из организма. Например рентгеновские лучи, гамма-лучи достаточной энергии. Его можно измерить с помощью таких устройств, как счетчик всего тела.
Весь счетчик тела [5] имеет низкую фоновую договоренность с системами подсчета
- Детекторы NaI (Tl) для регистрации фотонов высоких энергий
- Детекторы Phoswich с окном Be, тонким кристаллом NaI (Tl) и толстым CsI (Tl) или CsI (Na) для регистрации фотонов с низкой энергией (<100 кэВ)
Детекторы HPGe заменяют детекторы для измерения фотонов низкой и высокой энергии соответствующими электронными системами.
Калибровка этих систем осуществляется с помощью различных физических и математических фантомов. Физические фантомы включают BOMAB , LLNL, JAERI, фантомы щитовидной железы и коленного сустава. Некоторые из известных математических фантомов - это MIRD, CRISTY и в настоящее время воксельные фантомы, также известные как вычислительные человеческие фантомы .
Мониторинг in vitro Мониторинг радионуклидов, присутствующих в организме, с использованием пробы биологических анализов, взятых из организма; это включает образцы мочи, пота, кала и т. д.
Биокинетическое моделирование
Модели ICRP используются для моделирования распределения изотопов внутри человека. Все текущие модели ICRP, скомпилированные в программе просмотра данных OIR (ICRP134 / 137) [6], могут быть представлены в виде разделенных систем с постоянными коэффициентами. Концептуальную модель, используемую МКРЗ, можно резюмировать следующим образом.
Организм человека можно разделить на три системы:
а) Модель дыхательных путей человека (HRTM). Эта модель применяется для моделирования поступления радиоактивных аэрозолей при вдыхании. Подробное описание приведено в ICRP 130 (2016), обновляющем ICRP 66 (1994). Если человек мгновенно вдыхает количество I, оно откладывается непосредственно в некоторых отсеках HRTM. Фракция, отложенная в каждом отсеке, называется фракцией начального осаждения или IDF. Это функция от среднего аэродинамического диаметра активности (AMAD), который включает размер, форму, плотность, анатомические и физиологические параметры, а также различные условия воздействия. Значения IDF могут быть рассчитаны либо в соответствии с процедурой, описанной в ICRP 130/66, либо на основе их Приложения. Общая модель HRTM является общей для любого элемента, за исключением скоростей поглощения {fr, ss, sr}, которые связаны с химической формой элемента. ICRP дает значения скорости абсорбции по умолчанию в соответствии с типами F, M или S, но конкретные значения для некоторых соединений доступны в ICRP 134 и ICRP 137.
б) Модель пищеварительного тракта человека (HATM). Это применяется для моделирования поступления частиц в желудочно-кишечный тракт в соответствии с моделью, представленной в ICRP 105 (ICRP 2005). Частицы могут попадать в желудочно-кишечный тракт непосредственно при приеме внутрь или через RT. Отложение в желудке (ST). Часть или весь кровоток передается через SI в кровь (B). Скорость передачи от SI к B задается fA. Значение fA связано с элементом и его химической формой.
в) Системные отсеки. Это особые отсеки, применяемые к элементу. Текущие модели описаны в ICRP 134 и ICRP 137. Было разработано несколько компьютерных программ для оценки поступления и расчета дозы внутреннего облучения с использованием данных систематического анализа. [7]
Оценки биотестов
Биокинетическое моделирование широко используется во внутренней дозиметрии и для оценки данных биотестирования . Компьютерные программы могут использоваться для оценки биопроб. [8] Измеренные значения биопробы можно использовать для оценки неизвестного поступления. [9]
Смотрите также
- Предполагаемая доза
- Зиверт - мера воздействия на здоровье от низких доз радиации. Также содержит описание различных доз.
Рекомендации
- ^ [1] Документ IRPA 54302 - Внутренняя дозиметрия: наука и искусство оценки дозы внутреннего облучения.
- ^ Публикация 103 МКРЗ - Глоссарий.
- ^ Публикация 103 МКРЗ - Параграф 144.
- ^ Аэродинамический диаметр
- ^ Мониторинг всего тела [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Международная комиссия по радиологической защите. Средство просмотра данных OIR; 2018-07-15.
- ^ G. Sanchez Health Phys. 92 (1): 64–72 (2007).
- ^ Оценка биологических анализов с помощью Biokmod
- ^ Оптимальный дизайн и математическая модель, применяемая для создания программ биотестов.