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适用于非实验室条件下内污染快速筛查方法研究

作　者: 张富利
导　师: 杨国山
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 放射医学
关键词: 核与辐射突发事件内照射探测限蒙特卡罗
分类号: R817
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 52次
引　用: 1次
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内容摘要

核与辐射突发事件中，放射性核素经呼吸道产生的内照射可能是导致大批量人群受到健康危害的主要方式，因此根据内照射危害水平设置探测限，对大批量人群就近进行内污染快速筛查，是核与辐射应急医学处置中最为重要的任务之一。本研究立足于核与辐射突发事件应急医学处置，采用体外直接测量技术，初步建立了可在非实验室条件下实施的体内污染快速测量方法。本课题首先对可能发生的各类核与辐射突发事件进行了分析，由此确定了源项及可能造成吸入污染的关键放射性核素，再根据随机性效应的发生概率和核素内照射剂量转换系数，确定了肺部关键核素活度检测标准。为便于检测，分别以1mSv、10mSv和50mSv待积有效剂量所对应的核素活度作为探测限，设定了三级行动水平，为体外直接测量和医学诊断提供依据。为实现上述检测，本课题采用便携式γ谱仪建立了肺计数测量方法。结合实验和蒙特卡罗(Monte Carlo，MC)模拟计算方法，评价了NaI(T1)、HPGe探测器对点源和人体模型的探测效率，拟合出相关的效率曲线和函数；在此基础上确定了NaI(T1)、HPGe探测器的最佳探测几何；结合探测限与最小可探测活度(minimum detectable activity，MDA)，确定了使用便携式γ谱仪进行内污染筛查的测量时间。本课题最后一部分工作是采用目前国际上通用的ICRP新呼吸道模型和Mathematica软件包，建立了F、M、S三种类型气溶胶粒子吸入后任一时刻滞留份额IRF(t)的计算方法，由此可根据便携式γ谱仪实时测量结果推算初始吸入量，从而明确核与辐射危害水平，启动相应级别处置行动。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
第一章内照射剂量学基础  10-21
  1 内照射剂量学中常用的量  10-11
    1.1 活度  10
    1.2 吸收剂量  10
    1.3 当量剂量和待积当量剂量  10-11
    1.4 有效剂量和待积有效剂量  11
  2 ICRP内照射剂量学模型  11-15
    2.1 ICRP参考人  11-12
    2.2 呼吸系统模型  12-15
    2.3 内照射剂量估计基本步骤  15
  3 内照射检测方法概述  15-21
    3.1 体外直接测量方法  15-19
      3.1.1 基本原理  15-16
      3.1.2 影响体外直接测量的主要因素  16-19
        3.1.2.1 屏蔽  16
        3.1.2.2 探测器  16-17
        3.1.2.3 效率刻度  17-18
        3.1.2.4 测量几何方式  18-19
    3.2 生物样品测量方法  19-21
      3.2.1 α粒子能谱技术和β粒子计数方法  19
      3.2.2 ICP-MS分析方法  19-21
第二章核与辐射突发事件内污染核素及探测限的确定  21-25
  1 核素确定  21-22
  2 核素探测限的确定  22-25
    2.1 确定探测限的依据  22-23
    2.2 剂量转换系数  23
    2.3 对应1mSv的探测限  23
    2.4 对应10mSv的探测限  23
    2.5 对应50mSv的探测限  23
    2.6 对应不同AMAD的剂量转换系数的修正  23-25
第三章非实验室条件下内照射肺计数方法的建立  25-55
  1 便携式γ谱仪组成  25-27
    1.1 NaI(T1)探测器  26
    1.2 HPGe探测器  26
    1.3 Inspector2000多道分析器系统  26-27
    1.4 GENIE2000谱分析软件  27
  2 探测器对点源、圆柱形体源的能量响应测量和计算  27-35
    2.1 MCNP  27-29
    2.2 探测器对点源的探测效率测量和计算  29-32
      2.2.1 3英寸NaI(T1)探测器对点源的探测效率测量和计算  29-30
      2.2.2 20%HPGe探测器对点源的探测效率测量和计算  30-32
    2.3 探测器对圆柱形体源的能谱测量和计算  32-35
      2.3.1 3英寸NaI(T1)探测器对圆柱形体源的能谱测量和计算  33-34
      2.3.2 20%HPGe探测器对圆柱形体源的能谱测量和计算  34-35
  3 探测器点源效率函数的确定  35-39
    3.1 NaI(T1)探测器点源效率函数MC计算模型  35-36
    3.2 结果  36-39
  4 探测器对人体模型的探测几何优化  39-47
    4.1 BOMAB体模  40-41
    4.2 3英寸NaI(T1)探测器探测几何优化  41-44
    4.3 20%HPGe探测器探测几何优化  44-47
  5 基于BOMAB体模的便携式γ谱仪的无源效率刻度  47-50
    5.1 3英寸NaI(T1)探测器对BOMAB体模探测效率函数的确定  47-49
    5.2 20%HPGe探测器对BOMAB体模探测效率函数的确定  49-50
  6 最小可探测活度(MDA)的确定  50-53
    6.1 3英寸NaI(T1)探测器的MDA  50-52
    6.2 20%HPGe探测器的MDA  52-53
  7 讨论  53-55
第四章内照射剂量评估  55-63
  1 吸入滞留份额 IRF(t)的相关参数  55-58
    1.1 吸入效率  55-56
    1.2 沉积效率  56-57
    1.3 沉积份额  57-58
    1.4 廓清份额  58
  2 IRF(t)的计算  58-61
    2.1 微分方程组的建立  58-60
    2.2 连续测量情况下IRF(t)修正  60-61
    2.3 对应不同AMAD的IRF(t)修正  61
  3 讨论  61-63
结束语  63-64
参考文献  64-68
附录  68-76
发表文章  76-91
致谢  91

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