О ВОЗМОЖНОСТЯХ ПРЯМОЙ И КОСВЕННОЙ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК ЗА СЧЕТ ИНКОРПОРИРОВАННОГО Sr⁹⁸ Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

щения в ткани. Для расстояний, превышающих 3 диаметра источника, достаточно точно соблюдается квадратичный закон уменьшения мощности дозы. И в этом случае:

Р _ Л -8,4• 3600-103 "о _ уг ,

где А — активность источника (в г-экв. радия); г — расстояние (в см).

При расчете принималось, что источник находится в вытянутой вдоль тела руке и отстоит от бедра на 7 см; это соответствует реальным расстояниям, полученным при моделировании аварии и измерении его на фотоснимках. Средняя мощность дозы для всего тела определялась как

Р _ ЕР'У> Е V, '

где Р1 — средняя мощность дозы в слое ¡; — объем (или вес) слоя.

При расчете все тело разбивалось на 13 слоев, мощность дозы рассчитывалась для 26 точек. Средняя для всего тела мощность дозы оказалась равной 0,04 р!сек, а в ближайшей к источнику точке (бедро)— 3,1 р!сек.

Средние для всего тела дозы облучения, полученные в результате рассматриваемой аварии, составили у Р. 2,2 р и у М. 11 р, что не превышает допустимой однократной дозы облучения.

Таким образом, несмотря на высокие местные дозы облучения кистей рук, средние для всего тела дозы облучения незначительны. Это хорошо согласуется с клинической картиной лучевого поражения у М. и Р.

Выводы

1. При радиационно-гигиеническом обследовании аварийных случаев с малогабаритными источниками высокой активности необходим тщательный анализ доз как общего, так и местного облучения, особенно для кистей рук.

2. Места установки источников в радиоизотопных приборах (держателях, штангах и т. п.) должны быть отмечены знаками радиационной опасности, надписями и по внешней отделке должны резко отличаться от остальных деталей.

Поступила 6,'У 1968 г.

УДК 811.648

о возможностях прямой и косвенной методик оценки

ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК ЗА СЧЕТ ИНКОРПОРИРОВАННОГО Sr9e

В. М. Малыхин, В. П. Шамов^Е. И. Сафронов

Под прямой и косвенной методиками в тканевой дозиметрии, как известно, понимают методики определения дозовых нагрузок по данным об уровне содержания изотопа в организме или выделениях. В связи с созданием и усовершенствованием ряда методов радиометрии малых количеств Sr90 в организме (in vivo) и в биологических пробах возникла необходимость в оценке возможностей дозовой диагностики прямым и косвенным методами с учетом сведений о чувствительности используемых радиометрических установок.

При сравнительной характеристике методик радиометрии Sr90 in vivo и в биологических пробах использован параметр качества Q1 и применена

1 Использование параметра качества позволило на единой основе сопоставить мето-

дики 1—7, фон которых меняется от 5,4 до 396 имп/мин, а эффективность — от 5,3 10~3 до 1,6 Ю-2 %.

классификация измерений по трудоемкости на быстрые, обычные, повышенной и большой длительности (Greenfield и Koont; В. М. Малыхин). На рисунке представлены значения параметра качества при измерении in vivo различных уровней активности Sr90 в скелете для 7 методик различной сложности и доступности.

1. Экспериментальный датчик на двух ФЭУ-52 с пластическим сцинтил-лятором (2 пластины 75x40x3 мм из полистирола с добавкой р-терфенила и ророра) в защите БКСС-11; измерение по ß-излучению, выходящему из лобной кости.

2. УИС-1 (датчик на ФЭУ-52) с 1 пластиной того же сцинтиллятора в защите у-спектрометра БКСС-1; измерение по ß-излучению, выходящему из лобной кости.

3. Датчик 1 без защиты.

4. Методика измерения по тормозному у-излучению 62—125 /c?a(Liden и McCall).

5. УИС-1 без защиты.

6. РУС-5 в защите -у-спектрометра БКСС-1.

7. РУС-5.

<? (MV» ')

Представленные ниже данные показывают, в течение каких сроков после однократного и ограниченного поступлений Бг90 в организм возможно его детектирование прямым и косвенным методами и какие величины дозовых нагрузок можно восстановить по результатам проведенных наблюдений.

Для быстрых измерений (с ошибкой е<10% за время Т не более 1 мин.) диапазон детектируемых уровней активности в скелете составляет 0,8—8 мккюри, а для обычных (е<[10%, Т<; 15 мин.) и повышенной длительности (е<20%, Г <60 мин.) — соответственно 0,17— 1,3 и 0,03—2,3 мккюри (см. рисунок, диапазоны параметра качества на правой шкале).

Данные о детектируемых уровнях совместно с дозиметрическими характеристиками Эг90 позволяют получить величину поступлений данного изотопа, которые можно детектировать в те или иные сроки, и соответствующие этим поступлениям дозовые нагрузки. Результаты анализа таких данных для однократного поступления Бг90 в организм (табл. 1) показывают, например, что обычным измерением можно определять дозиметрические параметры через 10 лет после него, равные 11—22 мккюри2, причем интегральная доза на костную ткань составит 18—35 бэрад за 4 года и 68— 140 бэрад за 30 лет.

Аналогично, если оценить величину среднесуточного поступления (ССП), которой отвечает накопление в организме уровней, детектируе-

2 БКСС-1—большой кристаллический сцинтилляционный спектрометр для измерения радиоактивности в теле человека (Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены).

3 Диапазон 11—22 мккюри соответствует диапазону чувствительности рассматриваемых методик.

Сравнительная метрии малых пробах (кривые

характеристика количеств Sreo

1 — 9) и организме (кривые 1—7).

/О*/7 (кюри)

методик радио-в биологических человека

Таблица 1

Уровни однократного поступления в организм Sr90, детектируемые методом in vivo в разные сроки, и соответствующие дозовые нагрузки на костную ткань

Время после однократного пос-1 тупления (в годах) Измерение Однократное поступление (в мккюри), детектируемое измерениями Дозовая нагрузка на костную ткань (в бэр) за время после поступления

1 год 4 года 10 лет 30 лет

0,5 Быстрое 24—36 13—19 38—58 77—115 150—220

1 » 27—44 15—24 43—70 87—140 170—270

4 » 38—62 21—33 61—99 120—200 240—380

10 » 53—87 29—47 85—140 170—280 350—540

0,5 Обычное 5,0—9,7 2,7—5,2 8—16 16—31 31—60

1 > 5,8—11 3,1—5,9 9,3—18 19—35 36—68

4 > 8,1—16 4,4—8,6 13—26 26—51 50—100

10 э 11—22 5,9—12 18—35 35—70 68—140

0,5 Повышенной 0,9—2,4 0,49—1,3 1,4—3,8 2,9—7,7 5,6—15

длительно-

сти

1 То же 1,0—2,8 0,54—1,5 1,6—4,5 3,2—9,0 6,2—17

4 » » 1,4—3,8 0,76—2,1 2,2—6,1 4,5—12 8,7—24

10 » » 2,0—5,3 1.1—2,9 3,2—8,5 6,4—17 12—33

мых первыми из рассмотренных выше методик, то можно получить данные для длительного поступления Бг60 в организм, представленные в табл. 2.

Анализ дозиметрических характеристик совместно с параметрами, определяющими чувствительность некоторых методик радиометрии малых ко-

Таблица 2

Возможности прямого метода определения дозиметрических параметров по данным измерения инкорпорированного Sr90 методом in vivo при длительном поступлении его

в организм

Длительность поступления (в годах) Измерение ■ ССП (в нкюри), при котором для определения дозиметрических параметров можно использовать данные измерения Sr" ¡n vivo Интегральная нагрузка на костную ткань дозовая (в бэрад) за время от начала контакта со вг"

1 год 4 года 10 лет 30 лет

1 Быстрое 59—96 6,5—10,6 32—51 67—110 140—220

4 ш 20—32,5 2,2—3,6 26—42 78—130 173—280

10 » 10—17 1.1—1,8 13—22 67—110 220—330

30 » 5,2—3,4 0,57—0,92 6,7—11 34—55 210—350

1 Обычное 13—24 1,4—2,7 6,7—13 14—28 29—56

4 » 4,3—8,3 0,47—0,91 5,5—11 17—32 37—71

10 » 2,2—4,2 0,24—0,46 2,8—5,5 14—28 44—85

30 » 1,1—2,1 0,12—0,23 1,4—2,8 7,2—14 46—89

1 Повышенной 2,2—5,9 0,24—0,65 1,2—3,2 25—67 5,1—14

длительно-

сти

4 То же 0,75—2,0 0,082—0,22 0,98—2,6 2,9—7,8 6,5—17

10 » * 0,39—1,0 0,042—0,11 0,50—1,2 2,5—6,7 7,7—21

30 » » 0,19—0,52 0,021—0,057 0,25—0,67 1,3—3,4 8,1—21

личеств Эг80 в биологических пробах, свидетельствует о том, что большими возможностями обладает также косвенный метод дозиметрии этого изотопа. Представление о сравнительной чувствительности измерения Бг90 и Бг8' в биологической пробе дает рисунок, где кривыми | /—изображена зависимость параметра качества от активности в ней для методик:

| 1 — спектрометра на сцинтиллирующем геле (В. И. Поникаров); 4,2 — то же, что | но для Sr89; 4. 3 — УИС-1, источник средней толщины (100мг/см2, 12см2)-, j 4— «бесфоновый» счетчик на СТС-5, измерение Sr89; { 5— счетчик МСТ-17 в стандартной защите; 4 6 — то же, что 4, 5, но для Sr90; 4. 7 — то же, что | 4, но для Sr90; | 8 — трехканальный ^-спектрометр на сцинтиллирующем геле (Д. Г. Флейшман), канал Sr90; j 9 — экспериментальный датчик сцинтилляционного спектрометра с комбинированной защитой; 2ФЭУ-16Б и сцинтиллятор на поливинилтолуоле (10x70 мм)\ проба 27 см3 (7X70).

Эффективность методик меняется в диапазоне 4—100%, фон—от 1,5 до 100 имп/мин. По суммарной активности чувствительность их на 3—3V2 порядка выше чувствительности измерения Sr90 in vivo и находится в пределах 0,2—2 нкюри для быстрого измерения и 0,02—0,27 нкюри для обычного. Величина активности суточных выделений может быть использована для определения дозиметрических параметров через полгода после однократного поступления в организм 5—15 мккюри Sr90 при быстром измерении биологической пробы, 0,5—2 мккюри при обычном измерении и 0,2—1 мккюри при измерении повышенной длительности. Дозовая нагрузка за 10 лет в этих случаях составит соответственно 16—49, 1,6—6,5 и 0,75— 3,1 бэр. Полные данные о величине поступления Sr90, детектируемого в разные сроки, и о сопряженных дозовых нагрузках на костную ткань для однократного поступления представлены в табл. 3.

Таблица 3

Уровни однократного поступления Sr90 в организм, детектируемые косвенным методом в разные сроки, и соответствующие дозовые нагрузки на костную ткань

Время после однократного поступления (в годах) Измерение Однократное поступление (в мккюри), детектируемое измерениями Дозовая нагрузка (в бэр) на костную ткань за время после поступления

1 год 4 года 10 лет 30 лет

0,5 Быстрое 5—15 2,8—8,5 8,4—25 16—49 31—92

1 > 11,8—35 6,7—19,8 20—53 38—114 72—210

2 » 33,4—100 19—57 56—167 109—325 200—610

4 > 77—230 43,5—130 130—380 250—750 470—1400

10 » 286—856 162—483 480—1430 930—2800 1700—5200

0.5 Обычное 0,5—2 0,28—1,1 0,84—3,3 1,6-6,5 3,1 — 12

1 » 1,2—4,7 0,68—2,7 2,0—7,9 3,9—15 7,3—29

2 > 3,3—13,3 1,9—7,5 5,5—22 11—43 20—81

4 » 7,7—30,8 4,4—17,5 13—52 25—100 47—190

10 » 28,6—114 16—64 48—190 93—370 170—700

0,5 Повышенной 0,23—0,95 0,13—0,54 0,39—1,6 0,75—3,1 1,4—5,8

длительно-

сти

1 То же 0,53—2,24 0,3—1,27 0,89—3,7 1,7—7,3 3,2—14

2 » » 1,53—6,33 0,86—3,6 2,6—11 5,0—21 9,3—39

4 > » 3,54—14,6 2—8,2 5,9—24 12—47 22—89

10 » » 13,1—54,3 7,4—30,7 22—91 43—176 80—330

Для продолжительного поступления Бг90 подобный анализ проведен с использованием данных о задержке изотопа и накоплении дозовых нагрузок. Величина поступлений, при которых для оценки дозиметрических параметров можно использовать радиометрию активности суточных выделений и соответствующие значения дозовых нагрузок, приведены в табл. 4. При использовании быстрых измерений активности суточных выделений дозовую диагностику косвенным методом можно проводить в течение года от начала контакта при поступлениях изотопа, отвечающих дозовым нагрузкам менее 1 бэр за первый год (менее 0,1 бэр с использованием измерений обычной и повышенной длительности), менее 10 бэр за 10 лет и менее

20 бэр за 30 лет. После контакта в течение 10 лет дозовую диагностику косвенным методом можно проводить при поступлениях изотопа, соответствующих дозе не более 48 бэр за 10 лет и 160 бэр за 30 лет (не более 6—20 бэр при использовании обычного измерения).

Таблица 4

Возможности косвенного метода определения дозиметрических параметров по данным измерения активности суточных выделений при длительном поступлении Бг90 в организм

Длительность поступления (в годах) Измерение ССП (в нкюри), при котором измерение активности суточных выделений определяет дозиметрические параметры Интегральная дозовая нагрузка за время от начала контакта со Sr10

1 год 4 года 10 лет 30 лет

1 Быстрое 2,9—8,6 0,33—0,98 1,5—4,5 3,2—9,6 6,4—19

4 > 2,7—8 0,30—0,91 3,4—10,2 10—31 23—70

10 » 2,6—7,7 0,29—0,88 3,3—9,8 16—43 53—160

1 Обычное 0,29—1,1 0,033—0,13 0,15—0,61 0,32—13 0,64—2,6

4 » 0,27—1,06 0,030—0,12 0,34—1,36 1,0—4,1 2,3—9,2

10 > 0,26—1,02 0,029—0,11 0,33—1,31 1,6—6,3 5,3—21

1 Повышенной 0,13—0,54 0,015—0,062 0,068—0,28 0,14—0,61 0,29—1,2

длительно-

сти

4 То же 0,122—0,51 0,014—0,058 0,15—0,65 0,47—2,0 1,0—4,4

10 > 1 0,116—0,49 0,013—0,056 0,15—0,63 0,72—3,0 2,4—10

Косвенный метод при длительном поступлении Sr90 имеет несколько большую чувствительность, чем прямой, и может изменяться в широких пределах нагрузок, при которых еще не проявляется выраженное патологическое действие на организм. Исчерпывающее сопоставление этих методов требует учета коэффициента неравномерности распределения Sr90, вариации биологических параметров обмена и суточной лабильности выведения. Однако при представительном отборе пробы выделений (полный сбор за 3—4 дня) косвенный метод дозиметрии Sr90, по-видимому, не только не уступает прямому, но из-за большой доступности его имеет и преимущества перед ним. В случае однократного поступления Sr90 в течение первого года обнаруживаются при быстром измерении дозовые нагрузки до 20 бэр за год, до 110 бэр за 10 лет и до 210 бэр за 30 лет; при обычном измерении — до 2,7 бэр за год, до 15 бэр за 10 лет и до 29 бэр за 30 лет.

Таким образом, косвенный метод обеспечивает оценку доз, не только имеющих значение с точки зрения радиационной гигиены, но и значительно меньших.

ЛИТЕРАТУРА

Groenfield М. A., Koontz R. L., Int.J. appl. Radiat., 1960, v. 11,p. 208. — Малыхин В. M. Измер. техника, 1966, № 12, с. 84. — L i d е п К. V. Н., М с-CallR. С. В кн.: Whole-body counting. Vienna, 1962, p. 145.

Поступила 15/IX 1967 г.