Влияние геометрии облучения на тяжесть острого радиационного поражения

Статья посвящена демонстрации того, как тяжесть радиационного поражения при остром облучении в случае костномозгового синдрома зависит от неоднородности облучения организма. В статье использовали метод расчета, при котором смертность организма оценивалась на основе функции выживания клеток костного мозга в зависимости от распределения в нем поглощенной дозы. Предполагалось, что вероятность смерти для организма одинакова для одного и того же значения уровня выживания клеток костного мозга независимо от распределения дозы по массе органа. Доза однородного облучения, эквивалентная дозе L-го случая неравномерного облучения, рассчитывалась на основе доли выживших клеток красного костного мозга. После этого вероятность смерти организма в случае костномозгового синдрома оценивалась с использованием зависимости смертности от поглощенной дозы в клетках красного костного мозга при их равномерном облучении. Рассчитывалось распределение поглощенной дозы в красном костном мозге для математической модели MIRD-5 тела взрослого человека для разных геометрий облучения от точечного источника ¹³⁷Cs. Бóльшая неравномерность распределения дозы в костном мозге при одинаковой дозе в свободном воздухе в месте расположения фантома обусловливала бóльшую вероятность выживания из-за большей доли клеток костного мозга, которые сохранили способность к воспроизведению. Значения средней 50% летальной дозы для случаев приблизительно равномерного облучения поверхности фантома MIRD-5 (точечный источник на расстоянии 10 м) и резко неоднородного облучения (точечный источник на расстоянии 0,5 м) различались в 1,7–2,5 раза в зависимости от направления падения излучения. Кроме того, были рассчитаны значения коэффициентов перехода от показаний индивидуального дозиметра к эффективной дозе для различных геометрий облучения аварийных работников гамма-излучением точечного источника ¹³⁷Cs. Среднее значение коэффициента перехода от дозы, зарегистрированной индивидуальным дозиметром, к эффективной дозе для рассматриваемых ситуаций облучения составило 0,70 Sv Gy^-1 при 90% доверительном интервале 0,49–0,99 Sv Gy^-1.

1. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and Effects of Ionizing Radiation. UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Volume II, Scientific Annexes C, D and E. New York, UN, 2011.

2. U.S. Department of Homeland Security. Technology Assessment and Roadmap for the Emergency Radiation Dose Assessment Program. UCRL-TR-215887. June, 2005.

3. National Council on Radiation Protection and Measurements. Management of terrorist events involving radioactive material. NCRP Report No. 138. Bethesda, Md: National Council on Radiation Protection and Measurements, 2001.

4. Аветисов Г.М., Даренская Н.Г., Нелюбов А.А. Биологические эффекты неравномерных лучевых воздействий. М.: Атомиздат, 1974.

5. Гозенбук В.Л., Кеирим-Маркус И.Б. Дозиметрические критерии тяжести острого облучения человека. М.: Энергоатомиздат, 1988.

6. Wolbarst A.B., Wiley A.L., Nemhauser J.B., et al. Medical response to a major radiologic emergency: a primer for medical and public health practitioners // Radiology. 2010. No. 254. P. 660-677.

7. IAEA. Generic Procedures for Medical Response During a Nuclear or Radiological Emergency, Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency, 2005.

8. Jones T.D. Hematologic syndrome in man modeled from mammalian lethality // Health Physics. 1981. No. 41. P. 83-103.

9. Голиков В.Ю. Метод и компьютерная программа расчета доз фотонного излучения в фантомах тела человека // Радиационная гигиена. 2019. Т.12, № 2. С. 55-65.

10. Golikov V., Barkovsky A., Wallstrōm E., Cederblad Å. A comparative study of organ doses assessment for patients undergoing conventional X-ray examinations: phantom experiments vs. calculations // Radiation Protection Dosimetry. 2018. Vol. 178, No. 2. P. 223-234.

11. Snyder W.S., Ford M.R., Warner G.G., et al. Revision of MIRD Pamphlet No 5 Entitled ‘Estimates of absorbed fractions for monoenergetic photon sources uniformly distributed in various organs of a heterogeneous phantom’. ORNL-4979. Tennessee: Oak Ridge National Laboratory, 1974.

12. Han E.Y., Bolch W.E., Eckerman K.F. Revisions to the ORNL series of adult and pediatric computational phantoms for use with the MIRD schema // Health Physics. 2006. Vol. 90, No. 4. P. 337-356.

13. Golikov V. Assessment of the absorbed doses in the organs in case of radiation emergency with the sealed gamma-sources // Radiation Protection Dosimetry. 2019. Vol. 185, No. 1. P. 67-73.