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1、个人剂量监测中的,几个基础性问题,1、职业照射水平分析 2、人员剂量监测 3、事故剂量监测 4、修约、误差及数据处理,1 职业照射水平分析 1.1 职业照射分析方法,这里主要分析了19862002 期间我国个人剂量监测的有效数据，这些数据主要来自公开发表的文章、卫生部和核工业总公司有关人员剂量监测的技术管理部门。香港的数据来自香港特区的有关通报，台湾的数据摘自UNSCEAR 2000年的报告。文章还对分析中必须用到的量进行了简单的介绍。,目前我国主要采用热释光剂量方法（TLD）用作常规外照射个人剂量监测，常规监测周期一般为1个月，也可视具体情况延长或缩短，但最长不超过3个月。内照射大多用环境检
2、测的数据进行间接估算。 职业外照射个人监测所要测量的量是人员剂量当量Hp(d)，d指人体表面指定点下面的深度。应特别注意的是，在不能使用人员剂量当量Hp(d),而应改为深度吸收剂量Dp(10)来描述。,对个人剂量计刻度时应特别注意以下三个方面的问题：（1）剂量计必须放在一个适当的模体（ICRU球）上刻度；（2）目前基准传递量应是比释动能，应用刻度条件下的比释动能到人员剂量当量的转换系数可给出人员剂量当量的刻度值，但必须标明刻度条件；（3）应用条件与刻度条件不一致时应对其进行适当修正。,当内外照射均应考虑时，一个职业工作人员的有效剂量用以下公式计算：在大多数情况下，内照射剂量对总的有效剂量的贡献
3、是很低的（例如低于十分之一），这时，可以忽略内照射，仅考虑外照射。,在职业照射分析中，不同接受剂量人群大小（NRE）及其集体剂量水平（SRE）分析也是十分重要的，通常称NRE为人数比，SRE为年集体剂量分布比。NRE和SRE用以下公式计算。,表1-1 职业照射分类(UNSCEAR最新分类方法),1.2 职业照射概貌全国辐射源应用单位达5.5万多个各类辐射设备11.2万余台从事放射性同位素与辐射技术工作人员约20万人主要辐射设备平均以每年7%的速度增长医用加速器和CT机平均每年增长速度在15%以上放射事故平均每年约30起,以1999年我国的放射性职业照射为例进行分析。图1-1是我国不同辐射职业人
4、群大小的分布图。图中表明，医用辐射职业人群的最大，有12.16万（占总职业人群的61%），其次是核工业职业人群。,图1-2 是我国不同辐射职业人群的集体有效剂量分布图。图中表明，核工业职业人群的集体有效剂量最大，占总职业人群的45%，其次是医用辐射职业人群。,图1-3是我国不同辐射职业人群的年平均有效剂量分布图。图中表明，核工业职业人群的年平均有效剂量最大，其值为8.6mSv/a；其次是同位素生产职业人群的年平均有效剂量，其值为5.07mSv/a。,图1-4是我国不同辐射职业人群的NR15分布图。NR15是人群中接受剂量大于15mSv的人数占人群总数的分数。图中表明，同位素生产职业人群的NR1
5、5最大，其值为0.099；其次是核工业职业人群，其值为0.05。,图1-4 不同职业照射的NR15比较,表1-2是不同国家核燃料循环系统职业人员受照情况比较。从表中可以看出，鈾矿开采中，我国职业人员接受的年平均剂量是全球平均值的4倍左右，其值高达18.6mSv/a。,表1-2 不同国家核燃料循环系统职业人员受照情况比较,表1-3是不同国家和地区医用辐射职业人员受照情况比较。从表中可以看出，X 射线诊断、核医学和放射治疗中,我国职业人员接受的年平均剂量比全球平均值高。,表1-3 不同地区和国家医用辐射职业人员受照情况比较,2、人员剂量监测 个人监测实用量，个人监测通常是将剂量计佩戴在身体上进行监
6、测，所以个人监测实用量定义时考虑了这一实际情况。对于个人监测，它的实用量就是人员剂量当量， 。它是ICRU软组织深度d处的剂量当量， d是在佩戴剂量计身体表面下的深度。监测皮肤剂量时，d=0.07 mm ，监测有效剂量时，d=10 mm ，当需要监测眼晶体剂量时， d=3 mm 。上述定义实用于所有辐射类型。当考虑辐射的入射方向、身体的反向散射后， 可用佩戴在身体上的剂量计近似地测量。,很明显，由于散射和吸收人员将影响辐射场， 的测量结果会因人而异，也会随剂量计佩戴的部位不同而改变，在非各向同性场中，测量结果还随辐射入射的方向而改变。用于个人监测的实用量，应能估算出所有可能辐射条件下的有效剂量
7、，但事实并非如此。例如，在X线能量较低时，个人剂量计佩戴在人体前面，若辐射从人体后面入射，这时绝大部分能量已被人体吸收，即使进行了一些修正，剂量计就很难可靠的估算出有效剂量。因而，这就要求剂量计应佩戴在能代表身体受照的位置。,即使剂量计应佩戴在能代表身体受照的位置，入射也是各向同性，但我们也无法在真正的人体表面来对剂量计进行刻度。因而在实际刻度中，应当用一个适当的模体来替代人体。ISO定义了3种用于上述目的的ICRU组织的模体：30 cm 30 cm15 cm 的板模；直径为7.3 cm ，高为30 cm 的圆柱(腕模);直径为1.9 cm ，高为30 cm 的圆棒(指模)。, 人员剂量当量（
8、吸收剂量）的确定对每一个剂量计测读后，常规监测情况下应赋与浅层和深度人员剂量当量（ p(0.07)和Hp(10) ）的值，在事故剂量情况下应赋与深度吸收剂量值( Dp(10) ）。a) 光子在无模体时，测得的模体正面中心位置的空气比释动能（ ），对于给定的光子谱，浅层和深度人员剂量当量（ p(0.07)和Hp(10) ）和深度吸收剂量值( Dp(10) )的数值应按如下方法赋与：,式中 和 是空气比释动能到相应人员剂量当量的转换因子。注意计算事故剂量的等式（2-3)的 无量纲。注意，这种方法主要用在TLD刻度时。,在刻度条件与使用条件不一致时，应做如下的修正：,是刻度条件下的相应值。,表C1
9、空气比释动能到深度和浅层人员剂量当量转换因子（ISO线束和241Am）,深度人员剂量当量转换因子(,浅层人员剂量当量转换因子(,表2-1 空气比释动能到深度和浅层人员剂量当量转换因子 光子辐射（ISO 4037-3 、ICRP74 和ANS/HPS N13.11-2001 ）,b) 对标准源，模体中给出的是吸收剂量，浅层人员剂量当量(p(0.07) )的数值应按如下方法赋与：式中Dp(0.07)是模体中0.07mm处的吸收剂量的数值。,c)中子中子源用发射率校准，是将参考剂量点(RDP)空气中测定的注量（n）与转换因子 的乘积赋与深度人员剂量当量（Hp(10)）即：,其中， 对15 cm D2
10、O慢化的252Cf源,为91pSv cm2 (9.1 nrem cm2)；对未慢化的252Cf源，为340pSv cm2(34 nrem cm2); 对241Am-Be源，为411pSv cm2(41.1 nrem cm2),对与上述两个中子谱相关的光子谱，人员剂量当量应按下式赋值。式中是与上述两个中子谱相关的光子人员剂量当量率与中子人员剂量当量率的比值。与房间的几何特性和照射距离有关。表2-2是其典型值的例子。,表2-2 中子源和场的特性,d) 混合场在包含有混合辐射场的检验分类中，每一种辐射的浅层（或深度）人员剂量当量都应当加上。 e)修正当剂量计中心偏离射线轴时，应对其赋与的人员剂量当量
11、值进行修正。当灵敏元件偏离参照平面时，应对其赋与的人员剂量当量值用灵敏元件与RDP间的距离进行修正。,3、事故剂量监测前剂量（pre-dose） 是确定天然辐射源累积剂量和事故剂量的一种非常好的方法。这个方法的基础是，已观察出经辐照和高温退火的石英110 0C发光峰灵敏度的变化。石英的前剂量技术已经广泛的应用到回顾剂量（剂量重建）学中，其材料已不仅限于石英，还有其他一些天然材料。, 什么是TL前剂量技术？1988年，以色列专家chen等发现，未退火的人造石英样品的110度TL峰显示出明显的随吸收剂量的超线性增长。他还发现，TL的最大强度Imax与吸收剂量（D）之间服从以下等式。,式中和k是常数
12、。,等式（10）在双对数坐标上作图，可以得到斜率为k的线性图。实际上k就标征了超线性的程度。这种超线性在低剂量时较为明显，当剂量高于10Gy超线性的现象就很难观测到。这种现象提示我们，这类未退火的人造石英样品，在线性实验前已接受到一定剂量，称之为前剂量（Predose)。chen和Leung提出了一种解释Predose的模型，它是Zimmerman电子陷阱模型的修改版。这种模型与他们的实验在以下两个方面符合很好：1、从不同Predose的 TL - D 关系图中发现：在与TL相同的水平Predose处饱和状态；2、当Predose逐渐增加到两个数量级，系数k从超线性明显（k=2)到线性明显（k
13、=1)。, TL前剂量技术的理论模型 下图是前剂量电子模型。一般TL发光曲线中，存在110 0C的发光峰，这个峰可以用下图中的电子陷阱T和两个空隙中心R和L来解释。一般假设R比L的作用截面要大得多，因此，在受到辐照时产生的空隙基本上集中在R中，电子浓集在电子陷阱T中。陷阱T是一个浅陷阱，仅需加热到150 0C，或在室温下几个小时就可以腾空。空隙中心R也不太深，并靠近价带，在加热到550 0C就可使空隙释放。空隙中心L的几率虽然很小，但加热到高温时，确有利于空隙从R到L的转移。,前剂量电子-陷阱模型,由于空隙中心L远离价带，加热到550 0C不能将它释放到价带。因而，L就类似一个“蓄水池”，由于
14、L是发光中心，这个过程，因此有利于110 0C发光峰的测量。 Chen对上述模型进行了修正，他提出，一个“Test-Dose”的TL测读响应随L中心的浓度单调的增加，这是因为，一方面，此时除热激活外，还有一个很大的“刺激效应”；另一方面，还另外存在一个电子陷阱S，它是一个深陷阱，在对110 0C测量时，它显示出竞争释放电子的作用。, TL前剂量技术的估算方法前剂量技术与通常TL的不同主要是以下两点：多次热激活技术和附加剂量技术。在测量时，附加剂量技术的基本操作程序如下：把样品分为二个部分，第一部分先测量出材料的TL灵敏度S0和SN:a)照射一个TD（通常是0.01Gy)，测量110 0C峰的响
15、应，记为S0；b)加热激活温度到500 0C；c)照射一个相同的TD，测量110 0C峰的响应，记为SN；,应用第二部分材料，测量出材料的TL灵敏度S0和SN+:d)为两部分样品标化的目的，重复a)的步骤，也记为S0；e) 照射一个实验室刻度剂量，通常是几Gy；f) 重复b)的步骤;g) 照射一个相同的TD，测量110 0C峰的响应，记为SN+。测量附加剂量TD的110 0C峰TL响应加热到150 0C。 原来增加的剂量（AD）可用以下公式计算：, 前剂量技术的应用用前剂量技术估算的剂量范围在几十mGy 几个Gy之间。Bailiff 和 Haskell等用瓦片样品进行的日本原爆剂量估算最低达1
16、0 mGy。 Stoneham 用前剂量技术人工照射瓷器碎片，显示出瓷器制品有好的前剂量特性，其剂量范围在 44 mGy) 带 440 mGy。 Haskell 等用前剂量TL技术测量了Nevada site受到大气核试验辐射微尘照射过的砖的累积剂量，估算的剂量低到0.20 Gy。 Haskell等居室砖中石英晶体的累积剂量，这些居室是在Utah洲辐射微尘事件前的临时建筑，其平均剂量在3815 mGy范围。 Hutt等用前剂量TL技术和TL技术, 分析了Chernobyl 下风向区域环境材料中石英和材料微粒的累积剂量，其结果在0.12 Gy范围。,4、修约、误差及数据处理 4.1 有效数和数值修约规则 4.1.1 有效数字的概念,一般来说，实验所处理的数值有2种：一种是没有误差的准确值(如测量的次数，公式中的纯数等)；另一种是测量值。测量值总含有一定的误差，因此它的数据就不应无止境地写下去，仅需记录有效数字就可以了。,
