Калибровка радиометров для массового контроля инкорпорированных нуклидов 131I, 134Cs и 137Cs, выполненная с помощью добровольцев

Основную роль в формировании доз внутреннего облучения населения после аварии на Чернобыльской АЭС играют инкорпорированные радионуклиды 131I, 134Cs и 137Cs. Особенностями определения в организме человека указанных радионуклидов при крупных радиационных авариях являются: необходимость обследования больших контингентов лиц, удаленность от места обследования стационарных спектрометров излучения человека (СИЧ), низкая их производительность, а также большой диапазон возрастных и антропометрических показателей обследуемых лиц.

С первых дней аварии для измерения содержания радионуклидов, испускавших γ-излучение, в теле жителей зоны радиоактивного загрязнения использовались сцинтилляционные у-радиометры или одноканальные спектрометры различного назначения. С целью обеспечения максимальной достоверности и единого методического подхода при измерениях в НИИРГ (С.-Петербург) в 1986 г. было проведено специальное исследование на добровольцах, которое позволило разработать методику массового контроля внутреннего облучения населения.

Объект и методика исследования

Принципиально важными аспектами создава емой методики массового обследования насе ления явились :

• -    выбор места расположения детектора и позы обследуемых людей ;

• -    выбор антропометрического параметра , учи тывающего влияние телосложения людей на пока зания приборов ;

• -    определение момента калибровки приборов на добровольцах , соответствующего достижению равномерного распределения инкорпорированных радионуклидов цезия в тканях организма ;

• -    учет вклада мешающего излучения радио нуклидов цезия в результаты определения со держания ¹³¹I в щитовидной железе .

Для решения намеченных задач были привле чены проживающие в С .- Петербурге добровольцы - мужчины в возрасте ( А ) - от 43 до 62 лет , разли чающиеся по массе тела ( М ) - 49-96 кг , росту ( H ) -165-185 см , окружности груди ( В ) - 81-115 см и окружности талии ( L ) - 66-104 см - таблица 1.

Антропометрические данные и возраст добровольцев

Таблица 1

N	Ф . И . О .	М , кг	Н , см	М / Н , кг / см	В , см	L , см	А , лет
1	Р . П . В .	96	169	0.57	114.5	104	57
2	К . В . А .	90	185	0.49	105	91	48
3	К . Ю . Н .	78	178	0.44	102	90	47
4	К . Г . Н .	68	175	0.39	89	80	43
5	Д . Е . И .	52	167	0.31	82	72	62
6	П . Д . К .	49	174	0.28	81	66	62

В начале исследования (осень 1986 г.) каждому добровольцу перорально было введено 50 мл дистиллированной воды с растворенной в ней смесью хлорида 134Cs и 137Cs общей активностью 370±10 кБк (10±0.3 мкКи). Отношение активности 134Cs к активности 137Cs составляло 0.45±0.1, что близко к отношению активности этих нуклидов в аварийном выбросе Чернобыльской АЭС. Раствор был предварительно метрологически аттестован по активности каждого радионуклида с точностью ± 3% во Всесоюзном институте метрологии. Перед введением раствора в организме каждого из добровольцев было определено начальное содержание радионуклидов с помощью стационарного спектрометра излучения человека (СИЧ) [1]. После введения радионуклидов в течение недели все добровольцы получали одинаковый рацион, причем содержание радионуклидов в продуктах тщательно контролировали. В дальнейшем каждый доброволец питался самостоятельно, но в течение трех месяцев используемые ими продукты контролировали на содержание радионуклидов цезия. На протяжении первой недели ежедневно, а далее через 8, 15, 22 и 78 суток осуществляли полный сбор суточных выделений мочи. Суточные выделения кала собирали в первые 6 суток, а затем через 15, 22 и 78 суток. Активность радионуклидов в выделениях контролировали с помощью сцинтилляционного у-спектрометра с кристаллом NaI(Tl) размерами 150x200 мм, имеющего колодец объёмом 200 см3. Текущее содержание 134Cs и 137Cs в организме добровольцев определяли как прямыми измерениями с помощью СИЧ, так и косвенным методом по разнице введенного и выведенного их количества. По истечении трехнедельного срока и на протяжении последующих трех месяцев содержание радионуклидов цезия в организме добровольцев контролировали с помощью СИЧ как в НИИРГ, так и в Институте гигиены морского транспорта (С.-Петербург), ГНЦ РФ “Институт биофизики” и др. учреждениях. Отклонения результатов измерений, выполненных с помощью различных СИЧ, не выходили за пределы 10%.

На протяжении первых трех недель и через 78 суток измеряли потоки у - излучения от тела каждо го добровольца с помощью переносных у - радиометров и одноканальных спектрометров при различных вариантах геометрии “ человек - детектор ”.

В качестве переносных средств измерения, подлежащих калибровке, применяли: сцинтилляционный радиометр СРП-68-01 с цилиндрическим кристаллом NaI(Tl) размерами (диаметрхвысота) 30x25 мм, имеющим только нижний энергетический порог дискриминации у-излучения вблизи энергии 60 кэВ, а также одноканальные сцинтилляционные Y-спектрометры: отечественный ГТРМ-01 Ц с кристаллом 40x40 мм и RFT-20046 фирмы Роботрон (ГДР) с кристаллом NaI(Tl) 25x25 мм и 40x40 мм, имеющие регулируемые нижний и верхний уровни энергетического диапазона регистрации у-излучения. В соответствии с техническим паспортом этих приборов энергетическое разрешение (на линии 662 кэВ) составляло: ГТРМ-01Ц - 10%, RFT-20046 с малым кристаллом - 8%, а с большим - 9%. Все приборы прошли метрологическую аттестацию в региональном центре стандартизации. При калибровке спектрометров с целью определения содержания радионуклидов цезия во всем организме энергетический диапазон регистрации выбирали от 500 до 1000 кэВ. В этот диапазон попадает Y—излучение 137mBa, образующееся при распаде 137Cs с энергией 662 кэВ (выход - 0.85 1/распад) и 134Cs с энергией 563, 569, 605, 796 и 802 кэВ (0.24, 0.98 и 0.94 1/распад соответственно). Для оценки вклада мешающего излучения инкорпорированных радионуклидов цезия в результат измерения 131I в щитовидной железе границы энергетического диапазона были установлены в интервале 250-450 кэВ (основная линия Y—излучения 131I с энергией 365 кэВ с выходом 0.81 1/распад). Такие относительно широкие энергетические интервалы были выбраны для компенсации возможной нестабильности спектрометра.

Геометрию измерений при калибровке при боров , предназначенных для определения со держания радионуклидов цезия во всем орга низме , выбирали с учетом точности и чувстви тельности измерений , а также комфортности об следуемого человека . Исследования проводили при трех положениях детектора : перпендикулярно животу , груди и спине обследуемого , а также при трех позициях человека : стоя , сидя и сидя согнув шись . Основное внимание было уделено двум выбранным вариантам геометрии - рисунок 1. Как будет показано ниже , первый из них ( детектор перпендикулярно животу , позиция обследуемого - сидя согнувшись ) обеспечивает наивысшую чув ствительность , а второй ( детектор на спине на уровне талии стоящего или лежащего человека ) обеспечивает большую точность , комфортность и возможность измерения людей с любым телосло жением , включая детей , беременных , пожилых и больных .

Рис . 1. Варианты геометрии измерения содержания радионуклидов цезия в организме человека .

Оценку вклада мешавшего излучения радио нуклидов цезия при определении ¹³¹I в щито видной железе производили при двух вариантах геометрии :

• 1    - детектор вплотную к шее в месте распо ложения щитовидной железы ;

• 2    - детектор вплотную к наружной стороне бед ра на середине его длины .

Второй вариант расположения детектора вы бран из допущения о том , что выход у - излучения инкорпорированных радионуклидов цезия , относи тельно однородно распределяющихся в мышеч ной ткани , на поверхности тела в области шеи и середины бедра , имеющих примерно одинаковую толщину , практически одинаков . у - излучение 131 1, депонированного в щитовидной железе , из - за зна чительного расстояния от бедра до шеи практи чески не регистрируется детектором , рас положенным в области бедра .

Для распространения результатов исследования на детский контингент были использованы два фантома. Один из них с параметрами L=57 см, М=24,3 кг соответствовал ребенку восьми лет, а второй с параметрами L=43 см, М=10,8 кг - ребенку двух лет. Фантомы созданы совместно Институтом гигиены морского транспорта и Всесоюзным институтом метрологии [2]. Они изготовлены из блоков тканеэквивалентной пластмассы в форме прямоугольных параллелепипедов различных размеров. Блоки могут быть соединены между собой в различных комбинациях, что позволило имитировать людей различного телосложения. Внутри блоков имеются продольные каналы, в которых размещали метрологически аттестованные радиоактивные источники 134Cs и 137Cs. Конструкция фантомов позволила воспроизводить как геометрии измерения “стоя”, так и близкую к варианту “сидя согнувшись”.

Результаты и обсуждение

Основные результаты наблюдения за экскре цией радионуклидов цезия и удержанием их в ор ганизме 6 добровольцев представлены в таблице 2 как средняя суточная скорость экскреции с мо чой и калом в процентах от введенной активности ¹³⁴Cs+¹³⁷Cs. Функцию удержания в организме R(t) в течение 22 суток после введения вычисляли как разность между активностью Q 0 , введенной в на чальный момент времени , и активностью , выве денной с экскретами к моменту t , отнесенную Q 0 :

t

R = 1 - 0.ij (u + f )dt,              (1)

где u(t) - функция выведения ¹³⁴Cs+¹³⁷Cs из орга низма с мочой , % -сут - ¹ ( табл . 2);

f(t) - функция выведения ¹³⁴Cs+¹³⁷Cs из ор ганизма с калом , % -сут - ¹ ( табл . 2).

Таблица 2

t , сут	u *, % -сут - 1	f *, % -сут - 1	u + f *, % -сут - 1	R , отн . ед .
1	4.8 ± 0.8	0.80 ± 0.22	5.6 ± 0.8	0.94
2	1.92 ± 0.25	1.11 ± 0.39	3.0 ± 0.5	0.91
3	1.42 ± 0.19	0.39 ± 0.05	1.81 ± 0.20	0.90
4	1.25 ± 0.17	0.31 ± 0.14	1.56 ± 0.22	0.88
5	1.10 ± 0.13	0.18 ± 0.04	1.28 ± 0.14	0.87
6	0.85 ± 0.38	0.15 ± 0.04	1.01 ± 0.38	0.86
8	0.79 ± 0.14	0.14 ± 0.03	0.93 ± 0.14	0.84
15	0.64 ± 0.05	0.12 ± 0.02	0.76 ± 0.05	0.76
22	0.58 ± 0.09	0.11 ± 0.05	0.69 ± 0.10	0.74
78	0.31 ± 0.04	0.07 ± 0.02	0.38 ± 0.05	0.46

* - среднее значение ± стандартное отклонение.

Средние значения функций выведения ¹³⁴Cs + ¹³⁷Cs с мочой u(t) , калом f(t) , мочой и калом (u+f) и функции удержания в организме R

Начиная с 22 суток после введения доброво льцам калиброванной активности активность ¹³⁴Cs+¹³⁷Cs в теле определяли с помощью СИЧ . Такие измерения были произведены через 22, 38, 78 и 112 суток .

Анализ полученных данных показывает, что в среднем 6% активности радионуклидов цезия выводится из организма за первые сутки, а за после- дующие 20 суток выводится еще около 20%. Значение функции удержания R через 112 суток оказалось равным 0.35. Эффективные периоды “долгой” компоненты выведения смеси 134Cs и 137Cs определяли по наклону индивидуальных кривых удержания на участке от 38 до 112 суток. У шести добровольцев эти периоды изменялись в интервале (74-108) суток, а в среднем составляли 88±12

суток . Дальнейший анализ кривых удержания со стоял в вычитании из них “ долгой ” компоненты и анализе полученной разности . При этом было ус тановлено , что ни для одного из шести добро вольцев остаток функции удержания не может быть аппроксимирован одной экспонентой . В свя зи с этим мы аппроксимировали остаток суммой двух экспонент . Таким образом было установлено , что период “ промежуточной ” компоненты изменял ся по добровольцам в интервале (3.5-7) суток , а период “ короткой ” - составил менее одних суток . На наличие “ промежуточной ” компоненты указано также в работе [3]. Вклад “ долгой ” компоненты функции удержания составил около 88%, а “ про межуточной ” - 5-7%.

При оценке поглощенной дозы от инкорпорированных радионуклидов цезия наличием “короткой” и “промежуточной” компонент функции удержания можно пренебречь без внесения заметной погрешности. С другой стороны, в процессе измерений мы обнаружили, что калибровочные коэффициенты использованных приборов изменяются со временем, причем их величина становится стабильной только по истечении около 2 недель после введения нуклидов. Следует особо отметить, что эта зависимость от времени имеет различный характер при различной геометрии измерений. Максимальное различие в характере изменения калибровочных факторов было обнаружено для двух вариантов расположения детектора относительно стоящего человека: со стороны живота и со стороны спины на уровне талии. Эти зависимости приведены в качестве примера для добровольца N 4 на рисунке 2. Здесь и далее калибровочный коэффициент K, кБк⋅с/имп, определяли как отношение активности радионуклидов цезия в организме Q к “чистой” (за вычетом фона) скорости счета импульсов N. Из рисунка 2 видно, что в первые несколько суток после введения нуклидов значения K для разных геометрий измерения отличаются незначительно, в то время как по истечении трех недель они могут различаться почти в два раза. В дальнейшем, как показали измерения, выполненные через 78 суток, это различие сохраняется. По нашему мнению, изменение калибровочных факторов со временем отражает перераспределение радионуклидов между органами и тканями организма, причем стабильное распределение наступает только по истечении трех недель после поступления радионуклидов в организм.

Интервал времени t после введения радионуклидов, сут.

Рис . 2. Зависимость калибровочного коэффициента от величины интервала времени после введения радионуклидов цезия : 1 - детектор со стороны живота ( см . рис . 1 - вариант 1), 2 - детектор со стороны спины ( вариант 2 геометрии измерения ).

По результатам проведенных измерений были сделаны два практических вывода :

• 1)    при измерении содержания радионуклидов цезия в теле человека с помощью простых радио метров с одним детектором могут иметь место значительные ошибки , если время между одно кратным поступлением и измерением не превы шает 3- х недель ;

^^^^^^^^^^^е 80

• 2)    калибровку аппаратуры с помощью доб ровольцев следует считать корректной , если она проведена не ранее , чем через 3 недели после введения радионуклидов .

Учитывая изложенное выше, калибровка приборов была проведена через 21 день после введения радионуклидов. В таблице 3 приведены значения калибровочных факторов для каждого из добровольцев, полученные с помощью двух одноканальных спектрометров с детекторами NaI(Tl) размерами 25x25 и 40x40 мм, работающих в энергетическом диапазоне 0.5-1 МэВ и радиометра с детектором 30x25 мм, имеющего нижнюю границу энергетического диапазона около 60 кэВ. Результаты приведены для двух вариантов геометрии измерений, показанных на рисунке 1.

Таблица 3

Калибровочный коэффициент К, кБк /( имп / с ) использованных приборов для добровольцев и коэффициент к , кБк /(( имп /с) -см ) в уравнении регрессии K = k-L для смеси радионуклидов цезия в соотношении ¹³⁴Cs/¹³⁷Cs : р = 0.45 - k mix и для “ чистого ” ¹³⁷Cs - 137 k

N добровольца	Тип прибора; размеры детектора (диаметр х высота); энергетический диапазон регистрации у -излучения
	RFT-20046; 25 x 25 мм; 0.5 - 1.0 МэВ		RFT-20046; 40 x 40 мм; 0.5 - 1.0 МэВ		СРП-68-01**; 30 x 25 мм; > 0.06 МэВ
	* 1	2*	* 1	2*	* 1	2*
1	10.5	15.2	2.44	3.85	0.63	1.67
2	8.5	13.3	2.07	3.59	0.48	1.30
3	7.8	12.0	1.85	3.07	0.52	1.37
4	7.4	12.2	1.78	3.03	0.52	1.22
5	6.7	9.3	1.41	2.48	0.52	1.26
6	5.2	9.3	1.22	2.33	0.48	1.07
k mix	0.089	0.14	0.022	0.037	0.0058	0.015
137k	0.133	0.21	0.033	0.056	0.0087	0.022

* - вариант геометрии измерения - 1 или 2 (рис. 1);

- отсчет показаний СРП-68-01 ведется в режиме измерения потока у -излучения.

Для нахождения статистической связи между коэффициентом калибровки радиометра с антропометрическими показателями или их комбинацией мы оценили коэффициент корреляции по данным таблиц 1 и 3. В качестве таких показателей рассматривались: масса тела M (кг), рост Н (см), окружность груди В (см), окружность талии L (см), а также (М/Н) и (М/Н)1/2. Анализ результатов показал, что калибровочный коэффициент, полученный во втором варианте геометрии измерения (рис. 1), наилучшим образом связан с окружностью талии L (коэффициент корреляции для различных приборов находился в интервале 0.93-0.98). Почти такие же значения коэффициента корреляции получены и для зависимости калибровочного коэффициента от параметра (М/Н)1/2. При использовании других антропометрических показателей коэффициент корреляции оказался существенно меньше: 0.74-0.81. Нетрудно заметить, что оба параметра - L и (М/Н)1/2 в отличие от других характеризуют линейный размер поперечного сечения тела человека в зоне расположения детектора, в связи с чем надежная корреляция с ними калибровочного коэффициента представляется вполне закономерной. При проведении массовых измерений удобнее использовать антропометрический параметр L, так как для его определения не нужно использовать весы и ростомер, а можно измерить окружность талии L простой гибкой измерительной лентой.

В качестве иллюстрации на рисунке 3 показаны линии регрессии , связывающие калибровочный коэффициент K с параметром L для прибора с детектором NaI(Tl) размерами 40 x 40 мм .

Может показаться не вполне корректным “закрепление” линий регрессии в начале координат. Строго говоря, они должны проходить через точку, отмеченную прямоугольным значком на оси ординат при L = 0 и полученную экспериментально с помощью точечного источника. Перенос линий регрессии в начало координат сделан из соображений упрощения формулы для определения калибровочного фактора, что не приводит к заметной погрешности. Точки на рисунке 3, обозначенные +, получены с помощью описанных выше фантомов, соответствующих по антропометрическим параметрам детям в возрасте двух и восьми лет. Как видно на рисунке 3, в втором варианте геометрии измерения (линия 2) точки, полученные с помощью фантомов, незначительно отклоняются от линии регрессии, а в геометрии 1 (линия 1) -соответствующие точки лежат ниже линии регрессии. Это объясняется сложностью моделирования геометрии типа 1 с помощью фантомов. Если при натурных измерениях детей пользоваться калибровочными факторами, полученными с помощью

фантомов , то существует опасность занизить ре зультаты измерений на 20-40%. В связи с этим на практике используются калибровочные факторы , соответствующие линии регрессии , полученной в исследованиях на взрослых добровольцах .

Рис . 3. Зависимость калибровочного фактора для прибора с кристаллом NaI(Tl) 40 x 40 мм от окружности талии L .

Цифры у линий регрессии указывают номер варианта геометрии измерений ( рис . 1). Прямоугольные точки - измерения добровольцев ( кроме значка в начале координат ); + - измерения фантомов .

В данной работе изучены еще два частных во проса :

• 1.    - зависимость калибровочного коэффициен та K от размеров сцинтилляционных кристаллов ;

• 2.    - зависимость K от соотношения активно стей ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs в смеси радионуклидов .

Оба исследования проведены с помощью фан тома - эллиптический цилиндр с размерами полу осей 20, 15 см и высотой 40 см . При изучении за висимости K от размеров кристаллов использо ваны также данные , полученные на добровольцах . В качестве параметра , характеризующего размер кристалла , принят его объём V . Результаты при ведены на рисунке 4, где значения калибровочного коэффициента даны в относительных единицах - за единицу принято значение K для кристалла NaI(Tl) размерами 40 x 40 мм объемом 50.3 см ³.

Зависимость калибровочного коэффициента K mix для смеси ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs от соотношения их активностей в весьма значительна . Нетрудно по казать , что K mix может быть найден по формуле :

K mix =

K ■

1+в

1 + в ■

137 _K

134 _K

кБк /( имп / с ),

где ¹³⁷K и ¹³⁴K - калибровочные коэффициенты для инкорпорированных в теле обследуемого ¹³⁷Cs и ¹³⁴Cs соответственно ;

в - отношение активности ¹³⁴Cs к активности ¹³⁷Cs.

Величина ¹³⁷K/¹³⁴K была определена с помо щью фантомов в виде описанных выше эллип тических цилиндров , заполненных : один - водным раствором хлорида ¹³⁷Cs, а другой - ¹³⁴Cs. Экспе риментально установлено , что для всех использо ванных в работе приборов отношение ¹³⁷K/¹³⁴K равно 2.6 ± 0.2, что соответствует отношению вы ходов у - квантов при распаде этих радионуклидов .

В частном случае при в = 0.45 формула (2) за пишется :

Kmix = 1 . 5 ■ Kо,45

1 + в

■----------------------------------------,

1 + 2. 6 ■ в

кБк /( имп / с ),

где K 0,45 - калибровочный коэффициент , полу ченный при измерении добровольцев .

Таким образом, полученные результаты могут быть использованы на практике при значениях β, отличных от 0.45, или при использовании приборов с сцинтилляционными детекторами, размеры кристаллов которых отличаются от тех, что применялись авторами данной работы.

Рис . 4. Зависимость калибровочного коэффициента K от объёма V кристалла NaI(Tl), нормированная на значение K ( V = 50 см ³) для кристалла размерами 40 × 40 мм объемом 50.3 см ³.

Результаты данной работы послужили основой разработки методического документа [4] по экс - пресс - определению содержания ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs в организме человека . Согласно этому документу , у каждого обследуемого человека измеряют длину окружности талии , а затем с помощью одного из описанных приборов или аналогичного им изме ряют скорость счета импульсов N в геометрии 1 или 2 ( рис . 1). Второй вариант геометрии предпоч тителен при измерениях тучных и пожилых людей , а также беременных женщин . До и после серии измерений производится измерение скорости сче та N b в помещении в отсутствии измеряемого че ловека . Оценка суммарной активности Q радио нуклидов цезия в организме обследуемого затем производится по формуле :

Q=k⋅L⋅(N-χ⋅Nb), кБк,         (4)

где k - коэффициент в уравнении регрессии для калибровочного фактора K = k ⋅ L ( табл . 3);

χ - коэффициент экранирования телом чело века , не содержащего инкорпорированных ра дионуклидов цезия , γ - излучения в точке изме рения .

Коэффициент экранирования зависит от геометрии измерений, антропометрических по- казателей обследуемого, пространственных и энергетических характеристик поля γ-излучения в помещении, где проводятся измерения. Величина χ изменяется в интервале от 0.5 (полный человек массой 85-100 кг) до 0.9 (ребенок массой 10-15 кг) в геометрии типа 1 (рис. 1) и в интервале 0.75-0.95 в геометрии типа 2.

Минимально определяемую активность ¹³⁴Cs+¹³⁷Cs при использовании описанной выше переносной аппаратуры рассчитывали с до верительной вероятностью 0.95 при условии , что время измерения фона в 4-5 раз превосходит время измерения ∆ t человека , по формуле :

Q min

=2⋅ K ⋅

1+ 1 + Nb ⋅ δ2 ⋅ ∆t δ2 ⋅ ∆t

где δ - заданная с доверительной вероятностью 0.95 относительная погрешность измерения .

Величина Qmin зависит как от геометрии измерений, так и от антропометрических данных человека, поскольку калибровочный коэффициент является линейной функцией L. Так, Qmin для детей может быть в 2-3 раза меньше, чем для взрослых. Зависимость Qmin от потока γ-излучения в помещении, где проводятся измерения, также мо- жет быть значительной, если обследуемые проживают в зоне радиоактивного загрязнения.

В таблице 4 представлены значения минимально определяемой с относительной погрешностью 30% активности 134Cs+137Cs в организме условного человека (L=85 см) [5]. Значения Qmin рассчитаны в зависимости от уровня внешнего у-излучения в помещении, где проводятся измере- ния (из-за того, что величина Nb в формуле (5) различна для разных радиометров, в таблице 4 дана мощность поглощенной дозы в помещении) для двух вариантов геометрии измерения и времени измерения 100 с. При измерениях СРП-68-01 использована постоянная времени интегрирования, равная 5 с.

Таблица 4

Мощность поглощенной дозы в помещении, где проводятся измерения инкорпорированной активности, мкГр/ч	Тип прибора; размеры детектора (диаметр х высота); энергетический диапазон регистрации у -излучения
	RFT-20046; 25 х 25 мм; 0.5 - 1.0 МэВ		RFT-20046; 40 х 40 мм; 0.5 - 1.0 МэВ		СРП-68-01; 30 х 25 мм; > 0.06 МэВ
	* 1	2*	* 1	2*	* 1	2*
0.1	8	13	3.3	5.7	6.9	17
0.2	11	18	4.6	8.0	9.8	24
0.5	16	26	6.4	12	15	35
1.0	22	35	9.8	17	20	49
2.0	31	49	14	24	28	68

- вариант геометрии измерения - 1 или 2 (рис. 1).

Минимально определяемая активность Q min , кБк ¹³⁴Cs+¹³⁷Cs в организме взрослого человека радиометрами с детектором NaI(Tl) различных размеров в двух вариантах геометрии измерения

Разработка методики определения содержания ¹³¹I в щитовидной железе в присутствии ра дионуклидов цезия во всем организме стала воз можной в результате проведения описанного вы ше исследования на добровольцах . Эта методика [6] предусматривает измерения при помощи ра диометров или одноканальных спектрометров скорости счета излучения обследуемого человека при двух положениях детектора без коллиматора : вплотную к шее напротив щитовидной железы и вплотную к середине бедра . Активность G ¹³¹I в щитовидной железе можно оценить затем по фор муле :

G=131K - [N1 - N2 - K -

- (1 - K2)- Ks • Nb], кБк,K1

где ¹³¹K - калибровочный коэффициент для ¹³¹I в щитовидной железе , кБк /( имп / с );

N 1 и N 2 - показания прибора при поочередном расположении детектора вплотную к шее и бедру , соответственно , имп / с ;

K2/K1 - отношение калибровочных коэффициентов, полученных с помощью добровольцев - носителей радионуклидов цезия при расположении детекторов на шее и бедре, соответственно, в режиме измерения 131I;

K s - коэффициент экранирования детектора телом обследуемого при регистрации внешнего у - излучения в помещении , достоверно не отличаю щийся для шеи и бедра и равный 0.93 ± 0.03.

Средние значения этих факторов , а также ста ндартные отклонения приведены в таблице 5 вме сте с набором ¹³¹K . Отношение K 2 /K 1 оказалось одинаковым для всех 6 добровольцев и почти не зависит от типа прибора и размеров детектора :

K 2 /K 1 = 0.85 ± 0.05.

Таким образом , формула для расчета соде ржания йода в щитовидной железе может быть записана в виде :

G=131K - (N1 - 0. 85 - N2 -- 0.15 - Ks - Nb), кБк.

Формула (7) и ее параметры получены при измерениях взрослых добровольцев и, следовательно, применима только для взрослых людей. Исследование отношения K2/K1 у детей было проведено Корелиной Н.Ф. [7]. В процессе массовых измерений содержания радионуклидов цезия в организме детей, живущих в загрязненных районах Брянской области, были выявлены те из них, у кого содержание цезия превосходило 10 кБк. Измерения проводились в июле 1986 года, когда 131I практически полностью распался. У этой группы измерили скорость счета у-излучения при расположении детектора вплотную к шее и к сере- дине бедра. Дети были разбиты на две возрастные группы: 1-8 лет (16 детей) и 8-16 лет (12 детей). Величина отношения K2/K1 составила для младшей группы 0.87±0.15, а для старшей -0.9±0.16, т.е. не отличалась достоверно от результатов аналогичных измерений у взрослых.

Таблица 5

Тип прибора; размеры детектора (диаметр х высота); энергетический диапазон регистрации	131K , кБк/(имп/с) для возрастной группы:			K 1 , кБк/(имп/с)	K 2 , кБк/(имп/с)
	1-8 лет	8-16 лет	более 16
RFT-20046; 25 х 25 мм; 0.25 - 0.45 МэВ	1.95 ± 0.31	2.30 ± 0.29	2.85 ± 0.44	22 ± 2.5	19 ± 2.1
RFT-20046; 40 х 40 мм; 0.25 - 0.45 МэВ	0.57 ± 0.10	0.62 ± 0.11	0.67 ± 0.12	6.2 ± 0.6	5.1 ± 0.6
СРП-68-01; 30 х 25 мм;	0.037 ± 0.007	0.043 ± 0.007	0.049 ± 0.008	1.6 ± 0.2	1.3 ± 0.2
> 0.06 МэВ	3.4 ± 0.6 *	4.0 ± 0.6 *	4.5 ± 0.7 *	140 ± 20 *	120 ± 20 *

- значения калибровочного коэффициента даны в единицах нКи/(мкР/ч).

Калибровочный коэффициент ¹³¹K для ¹³¹I и смеси радионуклидов цезия .

K 1 - при расположении детектора вплотную к шее и K 2 - у бедра

Калибровка переносных приборов по у - излу - чению ¹³¹I проводилась в С .- Петербурге в ла боратории радиоизотопной диагностики , испо льзующей ¹³¹I для исследования функции щи товидной железы . Количество введенного ¹³¹I и его доля в щитовидной железе контролировалась оте чественными приборами ГТРМ -01 Ц и другими приборами , аттестованными региональной метро логической службой Госстандарта . Для оценки калибровочного коэффициента ¹³¹K привлекались только те пациенты , у которых не было обнаруже но патологии щитовидной железы . Полученные значения ¹³¹K и стандартной ошибки для трех воз растных групп приведены в таблице 5. В нижней ( затемненной ) строке таблицы 5 приведены зна чения ¹³¹K для СРП -68-01 в единицах нКи /( мкР / ч ). В первой возрастной группе (1-8 лет ) было обсле довано 12 детей , во второй (8-16 лет ) - 24 ребен ка , а в третьей ( более 16 лет ) - 45 человек . Из таблицы 5 видно , что калибровочный фактор ¹³¹K имеет возрастную зависимость , игнорирование которой может привести к неточности в определе нии ¹³¹I в организме человека .

В заключение данного раздела отметим, что в реальных условиях радиоактивного загрязнения регионов России после чернобыльской аварии и при проведении массовой радиометрии 131I в щитовидной железе жителей во второй половине мая-июне 1986 г. учет вклада излучения радионуклидов цезия в скорость счета от щитовидной железы, как это предложено в данной работе, предупреждает значительную, в 1.5-5 раз, переоценку активности 131I и дозы в щитовидной железе (выделено ред.).

Заключение

В исследовании на добровольцах , пациентах радиодиагностической лаборатории , жителях зоны радиоактивного загрязнения и на фантомах чело века выполнена калибровка переносных радио метров и одноканальных у - спектрометров , обеспе чивающая возможность их использования для массового контроля за внутренним облучением населения радионуклидами ¹³¹I, ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs в период после чернобыльской аварии . При этом показано :

• 1)    оптимальным местом расположения де тектора относительно тела обследуемого на со держание радионуклидов цезия человека яв ляется : детектор перпендикулярно спине на уров не талии в положении стоя или лежа ; детектор в области пупка , а обследуемый сидит согнувшись вперед ;

• 2)    параметром , наиболее точно отражающим связь между активностью ¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs в теле , пока заниями радиометра и антропометрическими дан -

• ными обследуемого, является длина окружности талии;

• 3)    учет вклада мешающего γ - излучения ра дионуклидов цезия при измерениях ¹³¹I в щито видной железе может быть осуществлен по опи санной в настоящей работе методике , пре дусматривающей дополнительное измерение с помощью детектора , располагаемого на бедре обследуемого .

На основании результатов работы изданы и ис пользуются для массового дозиметрического кон троля населения “ Методические указания по экс - пресс - определению содержания ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs в организме человека ” [4]. Только в районах радио активного загрязнения Брянской и Тульской об ластей России в 1986-1994 гг . по этой методике выполнено более 300 тыс . измерений содержания радионуклидов в организме лиц всех возрастов .