Применение унифицированной методологии для аналитического расчёта поглощённых фракций гамма-излучения в биообъектах цилиндрической формы

DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-1-61-71

Сазыкина Т.Г., Крышев А.И.

«Радиация и риск». 2023. Том 32. № 1, с.61-71

Сведения об авторах

Сазыкина Т.Г. – гл. науч. сотр., д.ф.-м.н.

Крышев А.И. – зав. лаб., д.б.н. ФГБУ «НПО» Тайфун. Контакты:249038, Калужская обл., Обнинск, ул. Победы, 4. Тел.: +7(484) 39-7-16-89; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

ФГБУ НПО «Тайфун», Обнинск

Аннотация

Представлены результаты применения унифицированной методологии аналитического расчёта поглощённых фракций для дозиметрии биообъектов цилиндрической формы при их равномерном внутреннем загрязнении эмиттером фотонов. Расчёты по новым моделям выполнены для большого набора размеров и форм цилиндрических объектов. Результаты расчётов поглощённых фракций фотонного излучения находятся в адекватном соответствии с независимыми тестовыми данными, полученными для различных размеров цилиндров путём численного интегрирования источника по объёму цилиндра. Дана теоретическая интерпретация расчётных формул на основе теории средних хорд в выпуклых телах. Достоинством унифицированного метода являются простые алгебраические формулы расчёта поглощённых фракций в выпуклых телах (сферы, эллипсоиды, цилиндры) без использования компьютерных программ Монте-Карло и подгоночных параметров. Расчёт доз для цилиндрических биообъектов расширяет возможности дозиметрии биоты по сравнению с известным европейским компьютерным комплексом ERICA Tool. Результаты имеют практическое значение для экспресс-оценок радиоэкологической обстановки на загрязнённых радионуклидами территориях, а также могут использоваться в задачах радиационной защиты биоты.

Ключевые слова
радиационная дозиметрия, внутреннее облучение, поглощённые фракции фотонов, Монте-Карло, мягкотканные цилиндры, унифицированная методология, масштабирование, безразмерный эффективный радиус, аналитическая модель, расчёт доз, ядерная медицина, биота, окружающая среда.

Список цитируемой литературы

1. Сазыкина Т.Г., Крышев А.И. Модель расчёта поглощения энергии от инкорпорированных излучателей моноэнергетических электронов в объектах природной биоты //Радиация и риск. 2021. Т. 30, № 2. C. 113-122.

2. Sazykina T.G., Kryshev A.I. A new analytical method for estimating electron-absorbed fractions in soft-tissue biological volumes //Radiat. Environ. Biophys. 2021. V. 60, N 1. P. 141-149.

3. Sazykina T.G., Kryshev A.I. A unified formalism for estimating photon absorbed fractions in spherical biovolumes: analytical equations without fitting parameters //Biomed. Phys. Eng. Express. 2022. V. 8, N 3. P. 035010. DOI: 10.1088/2057-1976/ac5b8d.

4. Сазыкина Т.Г., Крышев А.И. Разработка и тестирование модели поглощения энергии в биообъектах от инкорпорированных излучателей фотонов //Радиация и риск. 2022. Т. 31, № 2. С. 48-61.

5. Сазыкина Т.Г. Применение унифицированной методологии аналитического расчёта поглощённых фракций для биообъектов из различных материалов //Радиация и риск. 2022. Т. 31, № 4. С. 148-160.

6. Brown J.E., Alfonso B., Avila R., Beresford N.A., Copplestone D., Hosseini A. A new version of the ERICA Tool to facilitate impact assessments of radioactivity on wild plants and animals //J. Environ. Radioact. 2016. V. 153. P. 141-148.

7. Hubbell J.H., Seltzer S.M. Tables of X-ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients (version 1.4, 2004). Online database. Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology, 2004. [Электронный ресурс]. URL: http://physics.nist.gov/ (дата обращения 16.08.2022).

8. Машкович В.П., Кудрявцева А.В. Защита от ионизирующих излучений. Справочник. М.: Энергоатом-издат, 1995. 494 с.

9. Widman J.C., Powsner E.R. Energy absorption in cylinders containing a uniformly distributed source //J. Nucl. Med. 1967. V. 8, N 3. P. 179-186.

10. Focht E.F., Quimby E.H., Gershowitz M. Revised average geometric factors for cylinders in isotope dosage. Part 1 //Radiology. 1965. V. 85. P. 151-152.

11. Хайн Дж., Браунелл Г. Радиационная дозиметрия /Пер. с англ. под ред. Н.Г. Гусева, К.А. Труханова. М.: Издательство иностранной литературы, 1958. 758 с.

12. Amato E., Lizio D., Baldari S. Absorbed fractions for photons in ellipsoidal volumes //Phys. Med. Biol. 2009. V. 54, N 20. P. 479-487.

13. Kellerer A.M. Chord-length distributions and related quantities for spheroids //Radiat. Res. 1984. V. 98, N 3. P. 425-437.

14. Kellerer A.M. Fundamentals of microdosimetry. In: The dosimetry of ionizing radiation. Volume 1. New York: Academic Press, 1985. P. 78-164.

Полная версия статьи