10-人體內(nèi)照射劑量估算簡介

i3i3第六節(jié)呼吸系統(tǒng)的劑量學(xué)模式為了描述吸入的放射性核素在呼吸系統(tǒng)以及向身體的其它器官和組織的滯留和轉(zhuǎn)移及廓清規(guī)律和所產(chǎn)生的劑量當量，提出呼吸系統(tǒng)模型（肺模型）。在大多數(shù)情況下，空氣中的放射性核素是以氣溶膠形式存在的。所謂氣溶膠是指懸浮在空氣中的固體或液體的微粒。以氣溶膠方式懸浮在空氣中的放射性核素通過呼吸道進入的人體肺部，在肺部的滯留和廓清過程中，一方面會對肺部本身產(chǎn)生直接照射，另一方面通過肺部和胃腸道轉(zhuǎn)移到體液,從而進入的人體的其他組織或器官。氣溶膠微粒在肺中的滯留于許多因素有關(guān)，如粒子大小、形狀、密度、化學(xué)形式及人員是否用口呼吸等。肺模型的發(fā)展經(jīng)歷了多個階段，目前所采用的肺模型成為新肺模型，所謂新肺模型，是在舊模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量有關(guān)空氣動力學(xué)的性質(zhì)、呼吸生理等方面的資料提出的其模型如圖所示，它表示吸入的放射性氣溶膠粒子的沉積位置和清除過程。圖二肺模型示意圖該模型把呼吸系統(tǒng)分為三個不同部位鼻咽區(qū)（N-P）、氣管和支氣管區(qū)（T-B）以及肺實質(zhì)（P）三個區(qū)域。Di表示吸入的總數(shù)，D2為呼出的份額，D3、D4、D5分別為沉積在鼻煙區(qū)、氣管-支氣管區(qū)和肺區(qū)的份數(shù)（以D1=1進行計算）。不同大小的氣溶膠粒子在各區(qū)的沉積份數(shù)見表（a）至（j）表示與沉積在各區(qū)中的粒子清除有關(guān)的各種吸收和轉(zhuǎn)移過程。（a）表示沉積在鼻咽區(qū)的粒子向血液的快速轉(zhuǎn)移；（b）表示通過纖毛、粘液的傳送將沉積在鼻咽區(qū)的粒子清除到胃腸道的過程；（c）的過程與（a）相似；（d）的過程與（b）相似；（f）吞噬細胞、纖毛和粘液的傳送作用，使沉積在肺區(qū)的粒子清除得較快的過程；（g）表示在肺區(qū)的次清除過程，比（f）過程要慢得多，但仍然依靠內(nèi)吞作用和纖毛、粘液的傳送，使沉積在肺區(qū)的粒子，由氣管和支氣管進入到胃腸道；（h）表示沉積在肺區(qū)的粒子經(jīng)由淋巴系統(tǒng)的緩慢清除過程；（i）表示經(jīng)由淋巴系統(tǒng)將放射性粒子清除到血液的次過程；（j）表示經(jīng)由胃腸道向血液的清除過程。假定沉積隨氣溶膠分布的空氣動力學(xué)特性而變化，并且用三個參數(shù)DN-P、DT-B、DP來描述吸入物質(zhì)最初沉積在N-P、T-B、P部位中的份額。當然沉積情況和該氣溶膠的直徑有關(guān)。為了描述吸入的放射性物質(zhì)從肺中的廓清，將吸入物質(zhì)按生物半清除期Tb分為D、W、Y三類：D類：Tb小于10天W類：Tb在10天至100天之間Y類：Tb大于100d表所示為與吸入化合物類型相關(guān)的清除途徑及清除參數(shù)。表中每欄內(nèi)數(shù)值的分子表示該途徑的生物半清除期，分母表示沉積在各區(qū)的放射性粒子通過該途徑的清除分數(shù)片。表二新肺模型的有關(guān)參數(shù)區(qū)域途徑D類（轉(zhuǎn)移性）W類（中等轉(zhuǎn)移性）Y類（非轉(zhuǎn)移性）鼻咽區(qū)(a)0.01天/0.500.01天/0.100.01天/0.01(b)0.01天/0.500.4天/0.900.01天/0.99氣管-支氣管(c)0.01天/0.950.01天/0.50.01天/0.01(d)0.2天/0.050.2天/0.50.2天/0.99(e)0.5天/0.8050天/0.15500天/0.05肺(f)1天/0.401天/0.40(g)50天/0.40500天/0.40(h)0.5天/0.2050天/0.05500天/0.15淋巴(i)0.5天/1.0050天/1.001000天/0.90(j)a天/0.10對于工作人員吸入的微粒形態(tài)的放射性核素，假定進入呼吸道以及在呼吸道中的區(qū)域性沉積情況僅由氣溶膠顆粒的大小分布支配。對于氣體和蒸氣，情況則有所不同，此時在呼吸道的沉積是隨物質(zhì)而異的。幾乎所有被吸入氣體的分子都同氣道表面接觸，但通常會返回空氣中，除非它們?nèi)芙庠趦?nèi)表層中或同其發(fā)生反應(yīng)。因此，沉積在各區(qū)中的吸入氣體或蒸氣的份額取決于其溶解度和反應(yīng)率。但一般說來，氣體或蒸氣的區(qū)域性沉積特性不能機械地從對其物理和化學(xué)性質(zhì)的了解加以預(yù)測，而必須從活體實驗研究中獲取。根據(jù)呼吸道沉積的初步模式，新的模型將氣體和蒸氣的溶解度/反應(yīng)率（SR）分成表II所示的三個缺省類別。隨后在呼吸道的滯留以及進入體液的吸收，決定于氣體或蒸氣的化學(xué)性質(zhì)。國際放射防護委員會第68號出版物，介紹了將這個模型用于計算工作人員的劑量系數(shù)。ICRP和BSS給出的關(guān)于氣體和蒸汽的沉積和廓清的指導(dǎo)性意見類似于用于以微粒形態(tài)吸入的放射性核素的呼吸道廓清的意見。對于那些以氣體或蒸汽形態(tài)的放射性核素被吸入可能十分重要的元素，推薦了關(guān)于SR級別和吸收類型（F型或V型，非常快吸收）的缺省值，在沒有進一步信息的情況下，可用于氣體和蒸汽。僅僅考慮到質(zhì)量濃度較低時的氣體和蒸汽的行為。在BSS的表II-IX中已給出吸入可溶性或可反應(yīng)的氣體和蒸汽的劑量系數(shù)。

新的人體呼吸道模型比ICRP第30號出版物中給出的肺模型復(fù)雜，并具有明顯的優(yōu)點，因為它更逼真地描述了被吸入放射性物質(zhì)的行為，并能同物質(zhì)特有的數(shù)據(jù)一起用于劑量評估和解釋生物學(xué)檢驗的信息。韻鼻it運肺祖沖■■百和小韻鼻it運肺祖沖■■百和小痕?1j圖三呼吸道解剖學(xué)分區(qū)第七節(jié)放射性核素的攝入模式具有放射性的物質(zhì)進入到人體內(nèi)的時間進程來說，可以分為單次攝入和連續(xù)攝入兩類因而提出了兩種攝入模式。短期內(nèi)反復(fù)多次攝入，可以視為單次攝入的特殊方式。但具體而言，可以分為以下幾種方式：一、長期均勻攝入：每年的絕大多數(shù)日子里，以基本恒定的速率攝入放射性放射性核素，如長期吸入恒定污染水平的空氣，食入恒定污染水平的水，即屬于此種情況，吸入或食入的速率I(t)不變(如圖四所示)。圖四圖四對于這種攝入，體液中的吸收速率保持不變，而全身滯留量或器官滯留量q(t)隨時間而增加，對于器官的有效半廓清期短的核素，滯留量很快達到平衡，對于器官的有效半廓清期長的核素，器官的滯留量隨時間增長而不易達到平衡。二、單次攝入(可溶性核素)一次攝入且持續(xù)時間不超過幾小時的攝入，體液吸收率突然增大，很快變小，體內(nèi)器官滯留量突然增大，然后按指數(shù)規(guī)律減小。三、短期多次攝入在一定時期內(nèi)，反復(fù)攝入一種核素，體液中的吸收幾率突然變化，體內(nèi)器官內(nèi)的滯留量在每次吸收后又突然增加，以后按指數(shù)規(guī)律減小，第二次吸收后又突然增加，結(jié)果呈鋸齒狀增加，在到最后一次才按指數(shù)規(guī)律逐漸減小。對于傷口來說，單次受不可轉(zhuǎn)移性核素污染，或單次吸收時肺內(nèi)沉積不可轉(zhuǎn)移性核素即屬此種情況。體液吸收率開始大，以后逐漸減小，體內(nèi)或器官內(nèi)滯留量逐漸增加，達到極大值，然后逐漸減小。第八節(jié)內(nèi)照射防護措施一、防止放射性物質(zhì)經(jīng)呼吸道進入體內(nèi)放射性粉塵或放射性氣體逸入空間，可能造成工作場所空氣的嚴重污染。例如鈾礦開采、選礦、金屬鈾加工和精制、濃縮鈾的生產(chǎn)、燃料元件制造、輻照過核燃料的后處理、放射性同位素等環(huán)節(jié)中以及夜光粉的生產(chǎn)及夜光粉涂料車間、放射化學(xué)實驗室等場所?？諝馕廴臼窃斐煞派湫晕镔|(zhì)經(jīng)呼吸道進入體內(nèi)的主要途徑，其基本的防止措施是：(1)空氣凈化空氣凈化就是通過空氣過濾、除塵等方法，盡量降低空氣中放射性粉塵或放射性氣溶膠的濃度。同時在實驗室或工作場所設(shè)計上，應(yīng)注意氣流走向和污染控制。(2)稀釋稀釋就是不斷地排出被污染的空氣并換以清潔空氣，換氣次數(shù)視空氣被污染的水平而定。為防止環(huán)境放射性污染，被排出的污染空氣一般應(yīng)經(jīng)過濾器過濾。(3)密閉包容密閉包容就是把可能成為污染源的放射性物質(zhì)存放在密閉的容器中或者在密閉的手套箱或熱室中進行操作，使之與工作場所的空氣隔絕。工作場所分區(qū)控制也是一種廣泛意義上的包容。(4)個人防護個人防護，就是工作人員佩戴高效率的防護口罩、采用隔絕式或活性炭過濾式防護面具。當空氣污染嚴重時，工作人員可戴頭盔或穿氣衣作業(yè)。二、防止放射性物質(zhì)經(jīng)口進入體內(nèi)除了防止工作場所造成工作人員食入污染以外，還應(yīng)防止環(huán)境污染而使放射性物質(zhì)經(jīng)口進入公眾體內(nèi)，主要是防止食物和水源污染。在通常情況下，食品被放射性物質(zhì)污染較為少見。極個別情況下，工作人員可能經(jīng)被污染的手接觸食物而將放射性物質(zhì)轉(zhuǎn)移至體內(nèi)。因此，必須嚴格遵守有關(guān)安全操作規(guī)程。禁止在放射性工作場所或?qū)嶒炇页闊?，進食、飲水等。應(yīng)特別重視的是防止廢物排放造成的水源污染。放射性物質(zhì)不經(jīng)過處理，大量排入江河、湖泊、或注入地質(zhì)條件差的深井，都可能造成地面水或地下水源的嚴重污染。某些水生植物和魚類能濃集某些放射性核素，經(jīng)過食用，而造成人體內(nèi)放射性核素的沉積。例如，美國最大的钚工業(yè)中心漢福特，其后處理工廠以前曾將不合格的一些廢水和反應(yīng)堆冷卻水排入哥倫比亞河，曾造成該河的嚴重污染，雖經(jīng)河水的充分稀釋，然而哥倫比亞河流域個別漁民的骨骼劑量，估計曾達到最大容許劑量的40%。因此，必須嚴格控制往江河湖泊排放放射性物質(zhì)，排放之前一般應(yīng)經(jīng)過凈化處理。我國相關(guān)標準明確規(guī)定廢水向環(huán)境排放必須實行槽式排放。在廠區(qū)，生活用水系統(tǒng)應(yīng)和生產(chǎn)用水系統(tǒng)分別設(shè)置，以免生產(chǎn)用水污染生活用水。三、建立污染控