Архив номеров
Применение унифицированной модели расчёта фракций поглощённой энергии от инкорпорированных излучателей моноэнергетических электронов и фотонов для биообъектов из различных материалов
DOI: 10.21870/0131-3878-2022-31-4-148-160
Сазыкина Т.Г.
«Радиация и риск». 2022. Том 31. №4, с.148-160
Сведения об авторах
Сазыкина Т.Г. – гл. науч. сотр., д.ф.-м.н. ФГБУ НПО «Тайфун». Контакты: 249038, Калужская обл., Обнинск, ул. Победы, 4. Тел.: +7(484) 397-19-89; e-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
.
Аннотация
Разработана техника применения новой модели аналитического расчёта фракций поглощённой энергии ионизирующего излучения для сферических объектов из различных биоматериалов. Внутренний источник моноэнергетических электронов или фотонов предполагался равномерно распределённым по объёму. Аналитические расчёты протестированы на большой подборке опубликованных данных Монте-Карло для сфер из костной ткани, лёгочной ткани, мышечной ткани. Подтверждено существование универсальных кривых для фракций поглощённой энергии, объединяющих данные по разным биоматериалам. Расчёты по аналитическим формулам находятся в адекватном соответствии с результатами Монте-Карло. Преимуществом унифицированного метода является возможность экспресс расчёта поглощённых фракций в различных материалах без применения сложных компьютерных программ и много-численных интерполяционных процедур. Расширение метода на различные материалы предоставляет новые возможности для дозиметрии внутреннего облучения живых организмов, в том числе для расчёта доз на различные органы и ткани. Результаты имеют практическую направленность, предоставляя возможности количественных экспресс оценок внутреннего облучения населения и биоты в проблемных с точки зрения радиационной обстановки регионах, что позволит обоснованно рекомендовать необходимые меры радиационной безопасности.
Ключевые слова
радиационная дозиметрия, внутреннее облучение, поглощённые фракции, электроны, фотоны, Монте-Карло, биообъекты, мягкие ткани, мышцы, костная ткань, ткань лёгких, сферы, новый метод расчёта, аналитическая модель, универсальные кривые, ядерная медицина, биота.
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. 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.
6. ICRP, 2017. Dose coefficients for non-human biota environmentally exposed to radiation Publication 136. //Ann ICRP. 2017. V. 46, N 2. P. 1-136. [Электронный ресурс]. URL: http://biotaDC.icrp.org (дата обращения 05.03.2022).
7. Машкович В.П., Кудрявцева А.В. Защита от ионизирующих излучений. М.: Энергоатомиздат, 1995. 494 с.
8. Berger M.J. ESTAR, PSTAR, and ASTAR: computer programs for calculating stopping-power and range tables for electrons, protons and helium ions. NISTIR 4999. Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology Report, 1999. [Электронный ресурс]. URL: http://www.physics.nist.gov/Star (дата обращения 04.02.2022).
9. 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 Tech-nology, 2004. [Электронный ресурс]. URL: http://physics.nist.gov/ (дата обращения 04.03.2021).
10. Yoriyaz H., Moralles M., Siqueira P.T.D., Guimaraes C.C., Cintra F.B., dos Santos A. Physical models, cross sections, and numerical approximations used in MCNP and Geant4 Monte Carlo codes for photon and electron absorbed fraction calculation //Med. Phys. 2009. V. 36, N 11. P. 5198-5213.
11. Степаненко В.Ф., Яськова Е.К., Белуха И.Г., Петриев В.М., Скворцов В.Г., Колыженков Т.В., Петухов А.Д., Дубов Д.В. Расчёты доз внутреннего облучения нано-, микро- и макро-биоструктур электронами, бета-частицами и квантовым излучением различной энергии при разработках и исследованиях новых РФП в ядерной медицине //Радиация и риск. 2015. Т. 24, № 1. С. 35-57.
Полная версия статьи