事故外照射剂量重建计算机子系统应用说明

1、事故外照射剂量重建计算机子系统应用说明    核心提示：中文摘要：基于Monte Carlo随机抽样算法及有关国际专业组织建议的方法和参数，应用MS Visual BASIC高级编程语言编制而成；同时还使用了MS Access 数据库在我国建立了下述的具有自己知识产权的外照射剂量估算的计算系统。本文重点介绍本系统的流程框图和用户界面。 张良安 张文艺徐英.中文摘要：基于Monte Carlo随机抽样算法及有关国际专业组织建议的方法和参数，应用MS Visual BASIC高级编程语言编制而成；同时还使用了MS Access 数据库在我国建立了下述的具有自

2、己知识产权的外照射剂量估算的计算系统。本文重点介绍本系统的流程框图和用户界面。     张良安 张文艺 徐英杰 戴光复 寇明英 武权 中国医学科学院 中国协和医科大学 放射医学关键词：核事故；外照射；剂量估算；计算机系统 一、剂量重建系列软件剂量重建系列软件主要包括：事故外照射、事故内照射、医用 X线工作者、介入治疗病人、核医学病人人员特征、 源项特征、辐射场特征、人员受照特征和计算精度要求五个部分。下面我们将对这五个方面分别地给予介绍。人员特征信息主要包括：姓名、性别、年龄和身高四个信息的输入。由于在估算中采用了MIRD的人体 参数，输入实际身高信息是

3、为了对人体参数进行修正。 源项特征包括：源的类型、形状、高度、半径、活度和源壳厚度等。源的类型可以选择 Am-241、源、线源、球源和面源等 5种类型；源的高度和半径（单位，cm）随形状而变；点源就无需填源的尺寸，线源仅需填高度，球源和面源仅需填半径，圆柱源不但应需填半径，而且也应填高度。未填的文本框机器会自动置“0”；放射源活度的单位是 TBq，在输入源活度值以后，离源 1米处的空气比释动能率文本框会自动置“0”。源壳是指制造源时与源形成一体的外壳，源壳厚度的单位是 cm。辐射场特征辐射场特征主要指离源 1米处的空气比释动能率(cGy/h)。应当说明的是当输入离源 1米处的空气比释动能率时，

4、机器会自动将源的活度信息框置空；同样若输入的是源的活度，则离源 1米处的空气比释动能率信息框也会自动置空。 图 3-1 放射事故剂量估算所需信息录入界面 投影线离源距离人员受照特征包括：源中心与MIRD坐标原点间的距离(m)、个人体位、源离人最近距离(m)、源的方位、源的朝向、累积受照时间(h)、屏蔽材料选择、屏蔽材料有效厚度(cm)等。确定源中心与MIRD坐标原点间距离(m)时，应当按图 3-2的方式进行测定。为确定好这个信息，应将MIRD模体模拟摆放在受照位置，再测定这个参数。个人体位有坐位、蹲位、站位和躺位。若受照距离或体位数据是多个时，则应将每个数据依此单独进行计算，直到将所有情况计算

5、完毕。然后，再从相关数据库中将各个结果叠加，便可求得整个事故的结果。源离人最近距离(m)是指放射源离受照人员的最近距离。源方位是指图 3-2中的红线与MIRD的 Z轴之间的夹角。当源在头或足向时，其夹角值分别为 0或 3.14，其值由机器自动给出。其余情况参照图 3-5确定后由用户在相应的文本框中输入。此时，若源在MIRD坐标的 XY平面上方，选 Z>=0的选择框，其值应在 0 - 图 3-2 源中心与MIRD坐标原点间距离及有关夹角的示意图 源的朝向是指图 3-2中的红线在MIRD坐标系的 XY平面的投影线（兰色虚线）与 Y放射源红线与 Z轴间夹角兰线与 Y轴间夹角数学模型投影线平行线

6、轴之间的夹角。注意每次单独计算，应取其与之相适应的夹角。当源在人的前面或背面时，其夹角值分别为 3.14或 0，其值由机器自动给出。其余情况参照图 3-2确定后由用户在相应的文本框中输入，此时，若源在 MIRD 坐标的 Y 轴的正方向(背面)选 y>=0 的选择框，其值应在 0 - 1.57或 4.71 - 6.28之间；负方向（正面）选 y<=0的选择框，其值应在 1 .57 - 4.71之间。累积受照时间(h)是指每次单独计算时所相应的累积受照时间，其单位为小时。屏蔽材料指在放射源和事故受照人员之间的屏蔽材料，其厚度单位为厘米（cm）。本程序中可供选择的屏蔽材料有：铝、硅、铁、

7、铅、混凝土、组织、水、空气等。若屏蔽材料不只一种，请将其简化为等效的单一屏蔽材料和厚度进行处理。应特别注意的是，源离人人之间的屏蔽材料加以考虑。在该程序 中，要求输入的是等效屏蔽材料及其等效厚度。屏蔽计算是为解决这一问题而设计的，为 方便大家的防护屏蔽设计工作，在本系统还具有常用的防护屏蔽计算功能。在放射事故剂量估算中，要仔细了解源项描述和人员受照模式，才有可能确定出那些屏蔽材料应当考虑，那些已隐含在已给的源项数据中了。例如，如果源项数据无源的活度，而仅有 1米处的空气比释动能率，这时出线口以前的所有屏蔽材料已隐含在这个数据中了。有的虽说给了源的活度，但这时一定要搞清它是否已进行了包装外壳的修

8、正，有的甚至还进行了存源架的修正。图 5-1是本计算系统所指的放射源、源壳、和存源架的示意图。 图 5-1 放射源，源壳，存源架示意图 在放射源与受照人员之间除源壳和存源架这些物件可能造成射线的减弱外，还可能有铅、铝、铁、水、混凝土等其它屏蔽材料。在本程序中最多可选 4种屏蔽材料计算其等效屏蔽材料厚度。当材料多于四种时，可以选择减弱最多的四种计算，也可以进行多次等效屏蔽材料厚度计算来完成。后者虽然麻烦，但考虑得较细。 图 5-2是屏蔽计算的用户界面。这个界面中，主要有两大功能块，一是等效材料计算， 二是辐射屏蔽计算。等效材料及其厚度计算这个功能块中的四种屏蔽材料可以全选，也可以部分选择。射线能

9、量较低时，可以选择铝等效材料，能量较高时，选择铅等效材料为宜。在这个功能块 中，有四个屏蔽材料选择框，用来输入在事故中可能出现的屏蔽材料，可供选择的材料有： 铝，硅，铁，铅，混凝土，组织，水，空气。在每一个屏蔽材料选择框下还有一个相应的 文本框，用于屏蔽厚度的录入。在这个功能块中还有一个核素选择框，可供选择的核素有： 当量厚度(cm)按此计算”后，结果显示在相应的文本框中。按“Pb当量厚度(cm)按此计算”后，结果显示在与之相应的文本框中。放射源源壳 存源架辐射防护屏蔽计算功能块中有一个屏蔽材料选择框，用来输入屏蔽材料类型，可供选择的材料有：铝，硅，铁，铅，混凝土，组织，水，空气。有一个核素选择框，可供选择的核素有：Am-241，Au-198，Ra-226，Ir-192，Cs-137，Co-60。当进行屏蔽程度计算时，应当输入屏蔽前剂量率和屏蔽厚度两个文本框，按“屏蔽衰减程度按此计算”开始计算，其结果显示在屏蔽后剂量率的文本框中。当进行屏蔽厚度计算时，应当输入屏蔽前剂量率和屏蔽后剂量率两个文本框，按“屏蔽厚度按此计算”开始计算，其结果显示在屏蔽厚度的文本框中。六、结束界面本程序的各种工作界