基于肺部计数器的内照射监测和剂量评价技术研究

发布时间：2019-07-12 11:44

【摘要】：本文主要针对应用肺部计数器测量和评价内照射剂量过程中遇到的技术难点，如测量低能射线的效率刻度、仿真躯干模型的研制、高氡环境中工作人员肺内低能核素的测量、解谱中弱峰分析、内照射剂量估算中ICRP新呼吸道模型应用等等开展相关研究，目的是掌握基于肺部计数器测量内照射剂量的技术，能够应用研究成果开展内照射测量与剂量评价技术工作。在引进四套HPGe探测器和放大器、多道分析器以及谱采集与分析软件的基础上，结合原有全身计数器的铅屏蔽室，增添了通风过滤系统，组建了肺部计数器测量系统。通过实验测试，得到了测量系统的探测效率与等效胸壁厚度间的关系曲线，研究了屏蔽室和人员肺内氡及其子体对测量系统性能的影响。在理论分析方面，应用MNCP模拟计算了测量系统的探测效率，应用ICRP新呼吸道模型对测量结果进行了内照射剂量的估算，分析并估算了内照射剂量估算结果的不确定度。课题研究工作主要取得以下几点成果：（1）研制了一套用于肺部计数器测量系统效率刻度的躯干模型。跟外协单位联合研制，用聚氨酯作为人体的肌肉和脂肪、肝、肾、腹腔的等效材料，用环氧树酯与碳酸钙按不同比例混合等效人骨和软骨，用聚氨酯发泡剂产生的泡沫等效肺组织，其中肺内含有已知活度的241Am、235U、238U放射性核素。另外用聚氨酯研制了四块盖板，模拟不同厚度的胸壁。（2）研究了减弱高氡环境下肺部计数器测量低能放射性核素时受屏蔽室和人体内氡及其子体干扰的方法。经过通风过滤降低屏蔽室内的氡浓度，经呼吸排出体内氡和自然衰变法降低体内氡子体的影响，，给出了系统测量氡、镅（钚）、铀的最小可探测活度。（3）研究了肺部计数器测量谱的弱峰分析与处理技术。经实验测试，利用小波分析方法对肺部计数器测量的谱进行弱峰分析。（4）研究了基于肺部计数器测量结果来估算内照射剂量方法。基于ICRP66号出版物新呼吸道模型以及相关参数，推导了胸区各库滞留函数，估算出关心核素的摄入量，然后选定剂量系数由摄入量估算出工作人员的待积有效剂量。
文内图片： 270型肺部计数器内部结构示意图

图片说明：型 HPGe 探测器，探测器表面积为 20cm2、28cm2、38cm2行选择，谱采集和分析方面使用数字多道分析器和 ABA材料为 10cm 的低本底钢，重达 17.5 吨。用 4 个低能型 H钟，系统对235U、241Am 的最小可探测活度为 4Bq，图 1.1]。
文内图片： LLNL和JAERI模型

图片说明：如下图 1.2 所示，左图是 LLNL 模型，右图是 JAAEA 可以购买获得。并且 IAEA 组织了三次国际上的核素包括：238Pu、241Am、天然铀、浓缩铀、加了 IAEA 组织的第三次比对测量工作，探测器采对测量的典型谱图如图 1.3 所示[21]。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R144

【参考文献】