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核恐怖袭击受照人员血液活化中子生物剂量方法的建立

作　者: 成杰
导　师: 谢向东
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 辐射防护与环境保护
关键词: 核恐怖血液活化中子生物剂量
分类号: R142
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目的核与辐射突发事件发生后,快速确定人员的受照剂量,为后续的分类、诊断、治疗提供剂量学数据,是核医学救援的首要任务。在常见射线剂量测量中,中子剂量难于测量,是核与辐射医学应急救援研究的热点和难点。本文旨在建立一套能够快速准确测量人体受照中子剂量的技术方法,并开发相应的标准测量装置。方法测量人体血液中的元素23Na被热中子活化生成的放射性同位素24Na衰变时的γ光子数,使用比活度——中子剂量的转换系数估算人体受照剂量,提出多个影响剂量估算的因素,对直接使用剂量转换系数获得的剂量进行校正。结果在模拟实验中,使用NaI探测器对血液样品进行测量,获得了24Na的含有本底的特征峰和去本底的特征峰。通过解谱降低本底中40K能量为1.461MeV的γ峰的干扰,得出采集的3mL血样的绝对活度为14.8Bq。在使用ORNL提供的比活度——剂量转换系数进行计算后,得出其剂量为1.94~2.82Gy。结论本课题围绕人体受中子照射后,采用测量活化血液的方法来估算人体中子剂量,具体研究内容如下:1.分析了中子照射后人体剂量估算的技术环节,总结出一套完整的人体剂量估算方法。2.总结归纳出适用于核医学应急救援条件下的中子剂量标准测量流程。3.通过对比活度——中子剂量转换系数和影响因素进行分析,总结出主要的影响因素,提出修正的技术方法和思路,对其中的5个影响因素给出了修正值或表格数据。4.进行了便携式血液中子辐照剂量检测仪研发的模拟实验,检验该测量方法从设计思路到测量技术的可行性。5.研制出了一套便携式血液中子辐照剂量检测仪。对研发配套的血钠测量仪提出改良意见。一是仪器的屏蔽室对便携性影响太大,二是剂量转换系数的积累还不够,需要针对研发的仪器进行实验,积累与该仪器完全匹配、多条件下的剂量转换数据。本文规范了中子剂量的测量流程,利用该测量流程可在现场实现快速标准化测量;开发了一套便携式中子剂量测量仪,并对仪器进行了调试实验。

全文目录

缩略词表  6-8
中文摘要  8-9
英文摘要  9-11
前言  11-15
第1章绪论  15-21
  1.1 血液活化法中子生物剂量测量方法的发展现状  15
  1.2 中子剂量测量与估算的基本原理  15-18
    1.2.1 24Na 比活度的获得  17
    1.2.2 血液样品活度测量  17-18
    1.2.3 由24Na 比活度转换为中子剂量  18
    1.2.4 剂量转换系数F 的获取途径  18
    1.2.5 剂量估算后的处理措施  18
  1.3 核与辐射恐怖袭击事件的危害及其发生后剂量快速测量的意义  18-21
    1.3.1 核与辐射恐怖袭击事件的危害  19
    1.3.2 核与辐射恐怖袭击事件发生后的剂量快速测量的意义  19-21
第2章中子剂量估算中的影响因素分析与研究  21-29
  2.1 影响中子剂量估算精确度的因素  21-25
    2.1.1 新陈代谢衰变校正  21
    2.1.2 照射过程的衰变校正  21-22
    2.1.3 照射结束到测量开始的衰变校正  22
    2.1.4 在辐射场中人体与辐射源的相对距离  22-23
    2.1.5 临界装置与人之间的屏蔽层  23
    2.1.6 中子的地面散射和墙壁散射  23
    2.1.7 人体的尺寸  23
    2.1.8 人体对中子的俘获概率  23-25
    2.1.9 人体在辐射场中的取向  25
  2.2 修正后获得的24Na 的比活度  25-26
  2.3 理论计算获取24Na 的比活度  26-27
  2.4 修正后获得的估算剂量  27-29
第3章剂量估算预实验  29-37
  3.1 测量仪器的介绍  29
  3.2 实验样品的获取与测量  29-32
    3.2.1 实验样品的获取与准备  29-30
    3.2.2 实验样品的测量  30-32
  3.3 效率刻度  32-34
    3.3.1 无源效率刻度方法简介  32
    3.3.2 确定剂量估算预实验的探测效率  32-34
  3.4 数据处理及结果  34-37
第4章血液样品中子剂量测量系统及分析软件研制  37-45
  4.1 系统设计  37-39
    4.1.1 整体设计  37
    4.1.2 集成模块实现方案  37-39
  4.2 硬件实现  39-40
  4.3 软件实现  40-41
  4.4 样机性能  41-45
    4.4.1 能量刻度  41
    4.4.2 能量分辨率  41-43
    4.4.3 系统稳定性测试  43
    4.4.4 功耗测试  43-45
第5章中子谱与24Na 的比活度——中子剂量转换系数  45-55
  5.1 中子源的描述与中子能谱  45
    5.1.1 同位素中子源中的自发裂变中子源252Cf  45
    5.1.2 同位素中子源中的（α，n）中子源  45
    5.1.3 反应堆中子源  45
  5.2 已有的比活度与中子剂量的转换系数  45-55
    5.2.1 美国橡树岭实验室的数据及分析  45-50
    5.2.2 日本原子能研究所的数据及分析  50-53
    5.2.3 中国卫生部工业卫生实验所的数据及分析  53-55
总结  55-57
参考文献  57-59
附录A 锎-252 的主要特性  59-61
附录B 典型中子源的结构与中子能谱  61-67
附录C 反符合屏蔽法的设计图  67-69
文献综述  69-78
  参考文献  75-78
个人简历  78-80
致谢  80

核恐怖袭击受照人员血液活化中子生物剂量方法的建立

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