事故吸入241Am 后RBE 加權(quán)吸收劑量系數(shù)計(jì)算

陳倩蘭 陳寶維 夏益華 駱志平 劉森林

摘 要：當(dāng)已經(jīng)發(fā)生或即將發(fā)生放射性核素急性大量攝入時(shí)，對(duì)于確定效應(yīng)（ 或組織反應(yīng)） 劑量范圍，需要一個(gè)能夠快速估計(jì)敏感靶器官或組織在短時(shí)間內(nèi)吸收輻射能量的技術(shù)手段或工具，從而能夠基于國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（ IAEA） 安全導(dǎo)則GSG-2 進(jìn)行核與輻射應(yīng)急響應(yīng)和其他響應(yīng)行動(dòng)決策，盡可能地減少受照射人員的急性大劑量照射、保護(hù)人員的生命健康。本文在系統(tǒng)研究國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ ICRP） 呼吸道模型、系統(tǒng)模型、消化道模型設(shè)計(jì)原理和參數(shù)建立依據(jù)基礎(chǔ)上，編寫(xiě)241 Am 為代表的超鈾核素吸入后的滯留排泄份額m（ t） 計(jì)算程序，計(jì)算事故吸入241 Am 后敏感靶器官的短期相對(duì)生物效應(yīng)（ RBE） 加權(quán)吸收劑量AD（30） T 系數(shù)，并經(jīng)驗(yàn)證確保計(jì)算結(jié)果正確。

關(guān)鍵詞：生物動(dòng)力學(xué)模型;RBE 加權(quán);吸收劑量系數(shù);滯留排泄份額;驗(yàn)證;確定效應(yīng);241 Am

中圖分類(lèi)號(hào)：TL72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）第103 號(hào)出版物（2007）指出，對(duì)于劑量特別高可能導(dǎo)致確定效應(yīng)（或組織反應(yīng)），特別是應(yīng)急情況下，有效劑量和待積當(dāng)量劑量不適合這種情況下的照射評(píng)估，而應(yīng)當(dāng)用組織或器官的吸收劑量（Gy）來(lái)評(píng)價(jià)，如果涉及的是高LET 輻射（比如α 粒子），吸收劑量計(jì)算時(shí)權(quán)重應(yīng)采用對(duì)應(yīng)的相對(duì)生物效應(yīng)（RBE） 值[1] 。

因此為評(píng)價(jià)核或輻射事故情況下受到嚴(yán)重急性照射人員（確定效應(yīng)范圍）的內(nèi)照射劑量，需要估算其特定靶組織或器官的吸收劑量或RBE 加權(quán)吸收劑量，來(lái)作為核或輻射應(yīng)急響應(yīng)決策的依據(jù)。

為了指導(dǎo)各成員國(guó)核與輻射應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)行動(dòng)，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）通用安全導(dǎo)則No.GSG-2《核與輻射應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)使用的準(zhǔn)則》中給出了操作性強(qiáng)的通用準(zhǔn)則，該通用準(zhǔn)則以參考水平形式作為核與輻射應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)和其他相應(yīng)行動(dòng)的決策依據(jù)，為防止或最小化確定效應(yīng)，該準(zhǔn)則給出的參考水平就是敏感靶組織或器官的吸收劑量及RBE 加權(quán)吸收劑量[2] 。該通用準(zhǔn)則的參考水平可用于推算各種應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的操作準(zhǔn)則（能夠測(cè)量的量的值或觀測(cè)特征，包括[2] ：操作干預(yù)水平（OILs）、應(yīng)急行動(dòng)水平（EALs）、可觀察的和指示性的量），從而便于應(yīng)急響應(yīng)決策者能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和信息迅速地開(kāi)展防止確定效應(yīng)防護(hù)行動(dòng)和其他響應(yīng)行動(dòng)。IAEA 通用安全導(dǎo)則No. GSG-2對(duì)于接近確定效應(yīng)劑量范圍的參考水平，按內(nèi)、外照射分別給出，對(duì)于超鈾核素內(nèi)照射，關(guān)注的靶組織或器官是容易發(fā)生癌癥的肺部AI 區(qū)（ 吸入途徑）、紅骨髓、結(jié)腸、甲狀腺、胎兒[2] （本文工作人員超鈾核素內(nèi)照射評(píng)價(jià)不考慮后兩項(xiàng)）。因超鈾核素涉及高LET 輻射（有α 粒子），短期吸收劑量需要進(jìn)行RBE 加權(quán)。對(duì)于內(nèi)照射，該參考水平對(duì)短期吸收劑量及RBE 加權(quán)吸收劑量的待積時(shí)間選定為30 天。

目前未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、商用軟件給出這個(gè)量的劑量系數(shù)，ICRP、IAEA 的報(bào)告也沒(méi)有給出基于當(dāng)前最新模型的該劑量系數(shù)，僅在IAEA 核應(yīng)急危險(xiǎn)值報(bào)告中給出了相對(duì)粗略的短期劑量系數(shù)[3] ，該系數(shù)沒(méi)有區(qū)分成年人和兒童，也沒(méi)有區(qū)分核素的吸收類(lèi)型，報(bào)告中提到未來(lái)會(huì)根據(jù)新的發(fā)展來(lái)更新這些危險(xiǎn)量的劑量系數(shù)[3] 。

自20 世紀(jì)90 年代ICRP 發(fā)布的輻射防護(hù)生物動(dòng)力學(xué)模型（本文簡(jiǎn)稱(chēng)舊模型，見(jiàn)表1） 被廣泛用于內(nèi)照射基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算以來(lái)，內(nèi)照射監(jiān)測(cè)研究經(jīng)過(guò)20 多年發(fā)展，積累了更豐富的放射性核素在人體和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)分布的新信息，并陸續(xù)修訂了3 種生物動(dòng)力學(xué)模型，形成了以ICRP 第141 號(hào)出版物為代表的模型[4] （本文簡(jiǎn)稱(chēng)新模型，見(jiàn)表1）。近年來(lái)，計(jì)算依據(jù)的模型及數(shù)據(jù)更新情況列于表1。