10-人体内照射剂量估算简介

i3i3第六节呼吸系统的剂量学模式为了描述吸入的放射性核素在呼吸系统以及向身体的其它器官和组织的滞留和转移及廓清规律和所产生的剂量当量，提出呼吸系统模型（肺模型）。在大多数情况下，空气中的放射性核素是以气溶胶形式存在的。所谓气溶胶是指悬浮在空气中的固体或液体的微粒。以气溶胶方式悬浮在空气中的放射性核素通过呼吸道进入的人体肺部，在肺部的滞留和廓清过程中，一方面会对肺部本身产生直接照射，另一方面通过肺部和胃肠道转移到体液,从而进入的人体的其他组织或器官。气溶胶微粒在肺中的滞留于许多因素有关，如粒子大小、形状、密度、化学形式及人员是否用口呼吸等。肺模型的发展经历了多个阶段，目前所采用的肺模型成为新肺模型，所谓新肺模型，是在旧模型的基础上，结合大量有关空气动力学的性质、呼吸生理等方面的资料提出的其模型如图所示，它表示吸入的放射性气溶胶粒子的沉积位置和清除过程。图二肺模型示意图该模型把呼吸系统分为三个不同部位鼻咽区（N-P）、气管和支气管区（T-B）以及肺实质（P）三个区域。Di表示吸入的总数，D2为呼出的份额，D3、D4、D5分别为沉积在鼻烟区、气管-支气管区和肺区的份数（以D1=1进行计算）。不同大小的气溶胶粒子在各区的沉积份数见表（a）至（j）表示与沉积在各区中的粒子清除有关的各种吸收和转移过程。（a）表示沉积在鼻咽区的粒子向血液的快速转移；（b）表示通过纤毛、粘液的传送将沉积在鼻咽区的粒子清除到胃肠道的过程；（c）的过程与（a）相似；（d）的过程与（b）相似；（f）吞噬细胞、纤毛和粘液的传送作用，使沉积在肺区的粒子清除得较快的过程；（g）表示在肺区的次清除过程，比（f）过程要慢得多，但仍然依靠内吞作用和纤毛、粘液的传送，使沉积在肺区的粒子，由气管和支气管进入到胃肠道；（h）表示沉积在肺区的粒子经由淋巴系统的缓慢清除过程；（i）表示经由淋巴系统将放射性粒子清除到血液的次过程；（j）表示经由胃肠道向血液的清除过程。假定沉积随气溶胶分布的空气动力学特性而变化，并且用三个参数DN-P、DT-B、DP来描述吸入物质最初沉积在N-P、T-B、P部位中的份额。当然沉积情况和该气溶胶的直径有关。为了描述吸入的放射性物质从肺中的廓清，将吸入物质按生物半清除期Tb分为D、W、Y三类：D类：Tb小于10天W类：Tb在10天至100天之间Y类：Tb大于100d表所示为与吸入化合物类型相关的清除途径及清除参数。表中每栏内数值的分子表示该途径的生物半清除期，分母表示沉积在各区的放射性粒子通过该途径的清除分数片。表二新肺模型的有关参数区域途径D类（转移性）W类（中等转移性）Y类（非转移性）鼻咽区(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气管-支气管(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对于工作人员吸入的微粒形态的放射性核素，假定进入呼吸道以及在呼吸道中的区域性沉积情况仅由气溶胶颗粒的大小分布支配。对于气体和蒸气，情况则有所不同，此时在呼吸道的沉积是随物质而异的。几乎所有被吸入气体的分子都同气道表面接触，但通常会返回空气中，除非它们溶解在内表层中或同其发生反应。因此，沉积在各区中的吸入气体或蒸气的份额取决于其溶解度和反应率。但一般说来，气体或蒸气的区域性沉积特性不能机械地从对其物理和化学性质的了解加以预测，而必须从活体实验研究中获取。根据呼吸道沉积的初步模式，新的模型将气体和蒸气的溶解度/反应率（SR）分成表II所示的三个缺省类别。随后在呼吸道的滞留以及进入体液的吸收，决定于气体或蒸气的化学性质。国际放射防护委员会第68号出版物，介绍了将这个模型用于计算工作人员的剂量系数。ICRP和BSS给出的关于气体和蒸汽的沉积和廓清的指导性意见类似于用于以微粒形态吸入的放射性核素的呼吸道廓清的意见。对于那些以气体或蒸汽形态的放射性核素被吸入可能十分重要的元素，推荐了关于SR级别和吸收类型（F型或V型，非常快吸收）的缺省值，在没有进一步信息的情况下，可用于气体和蒸汽。仅仅考虑到质量浓度较低时的气体和蒸汽的行为。在BSS的表II-IX中已给出吸入可溶性或可反应的气体和蒸汽的剂量系数。

新的人体呼吸道模型比ICRP第30号出版物中给出的肺模型复杂，并具有明显的优点，因为它更逼真地描述了被吸入放射性物质的行为，并能同物质特有的数据一起用于剂量评估和解释生物学检验的信息。韵鼻it運肺祖冲■■百和小韵鼻it運肺祖冲■■百和小痕«1j图三呼吸道解剖学分区第七节放射性核素的摄入模式具有放射性的物质进入到人体内的时间进程来说，可以分为单次摄入和连续摄入两类因而提出了两种摄入模式。短期内反复多次摄入，可以视为单次摄入的特殊方式。但具体而言，可以分为以下几种方式：一、长期均匀摄入：每年的绝大多数日子里，以基本恒定的速率摄入放射性放射性核素，如长期吸入恒定污染水平的空气，食入恒定污染水平的水，即属于此种情况，吸入或食入的速率I(t)不变(如图四所示)。图四图四对于这种摄入，体液中的吸收速率保持不变，而全身滞留量或器官滞留量q(t)随时间而增加，对于器官的有效半廓清期短的核素，滞留量很快达到平衡，对于器官的有效半廓清期长的核素，器官的滞留量随时间增长而不易达到平衡。二、单次摄入(可溶性核素)一次摄入且持续时间不超过几小时的摄入，体液吸收率突然增大，很快变小，体内器官滞留量突然增大，然后按指数规律减小。三、短期多次摄入在一定时期内，反复摄入一种核素，体液中的吸收几率突然变化，体内器官内的滞留量在每次吸收后又突然增加，以后按指数规律减小，第二次吸收后又突然增加，结果呈锯齿状增加，在到最后一次才按指数规律逐渐减小。对于伤口来说，单次受不可转移性核素污染，或单次吸收时肺内沉积不可转移性核素即属此种情况。体液吸收率开始大，以后逐渐减小，体内或器官内滞留量逐渐增加，达到极大值，然后逐渐减小。第八节内照射防护措施一、防止放射性物质经呼吸道进入体内放射性粉尘或放射性气体逸入空间，可能造成工作场所空气的严重污染。例如铀矿开采、选矿、金属铀加工和精制、浓缩铀的生产、燃料元件制造、辐照过核燃料的后处理、放射性同位素等环节中以及夜光粉的生产及夜光粉涂料车间、放射化学实验室等场所。空气污染是造成放射性物质经呼吸道进入体内的主要途径，其基本的防止措施是：(1)空气净化空气净化就是通过空气过滤、除尘等方法，尽量降低空气中放射性粉尘或放射性气溶胶的浓度。同时在实验室或工作场所设计上，应注意气流走向和污染控制。(2)稀释稀释就是不断地排出被污染的空气并换以清洁空气，换气次数视空气被污染的水平而定。为防止环境放射性污染，被排出的污染空气一般应经过滤器过滤。(3)密闭包容密闭包容就是把可能成为污染源的放射性物质存放在密闭的容器中或者在密闭的手套箱或热室中进行操作，使之与工作场所的空气隔绝。工作场所分区控制也是一种广泛意义上的包容。(4)个人防护个人防护，就是工作人员佩戴高效率的防护口罩、采用隔绝式或活性炭过滤式防护面具。当空气污染严重时，工作人员可戴头盔或穿气衣作业。二、防止放射性物质经口进入体内除了防止工作场所造成工作人员食入污染以外，还应防止环境污染而使放射性物质经口进入公众体内，主要是防止食物和水源污染。在通常情况下，食品被放射性物质污染较为少见。极个别情况下，工作人员可能经被污染的手接触食物而将放射性物质转移至体内。因此，必须严格遵守有关安全操作规程。禁止在放射性工作场所或实验室抽烟，进食、饮水等。应特别重视的是防止废物排放造成的水源污染。放射性物质不经过处理，大量排入江河、湖泊、或注入地质条件差的深井，都可能造成地面水或地下水源的严重污染。某些水生植物和鱼类能浓集某些放射性核素，经过食用，而造成人体内放射性核素的沉积。例如，美国最大的钚工业中心汉福特，其后处理工厂以前曾将不合格的一些废水和反应堆冷却水排入哥伦比亚河，曾造成该河的严重污染，虽经河水的充分稀释，然而哥伦比亚河流域个别渔民的骨骼剂量，估计曾达到最大容许剂量的40%。因此，必须严格控制往江河湖泊排放放射性物质，排放之前一般应经过净化处理。我国相关标准明确规定废水向环境排放必须实行槽式排放。在厂区，生活用水系统应和生产用水系统分别设置，以免生产用水污染生活用水。三、建立污染控