1、事故外照射劑量重建計算機子系統應用說明    核心提示：中文摘要：基于Monte Carlo隨機抽樣算法及有關國際專業組織建議的方法和參數，應用MS Visual BASIC高級編程語言編制而成；同時還使用了MS Access 數據庫在我國建立了下述的具有自己知識產權的外照射劑量估算的計算系統。本文重點介紹本系統的流程框圖和用戶界面。 張良安 張文藝徐英.中文摘要：基于Monte Carlo隨機抽樣算法及有關國際專業組織建議的方法和參數，應用MS Visual BASIC高級編程語言編制而成；同時還使用了MS Access 數據庫在我國建立了下述的具有自

2、己知識產權的外照射劑量估算的計算系統。本文重點介紹本系統的流程框圖和用戶界面。     張良安 張文藝 徐英杰 戴光復 寇明英 武權 中國醫學科學院 中國協和醫科大學 放射醫學關鍵詞：核事故；外照射；劑量估算；計算機系統 一、劑量重建系列軟件劑量重建系列軟件主要包括：事故外照射、事故內照射、醫用 X線工作者、介入治療病人、核醫學病人人員特征、 源項特征、輻射場特征、人員受照特征和計算精度要求五個部分。下面我們將對這五個方面分別地給予介紹。人員特征信息主要包括：姓名、性別、年齡和身高四個信息的輸入。由于在估算中采用了MIRD的人體 參數，輸入實際身高信息是

3、為了對人體參數進行修正。 源項特征包括：源的類型、形狀、高度、半徑、活度和源殼厚度等。源的類型可以選擇 Am-241、源、線源、球源和面源等 5種類型；源的高度和半徑（單位，cm）隨形狀而變；點源就無需填源的尺寸，線源僅需填高度，球源和面源僅需填半徑，圓柱源不但應需填半徑，而且也應填高度。未填的文本框機器會自動置“0”；放射源活度的單位是 TBq，在輸入源活度值以后，離源 1米處的空氣比釋動能率文本框會自動置“0”。源殼是指制造源時與源形成一體的外殼，源殼厚度的單位是 cm。輻射場特征輻射場特征主要指離源 1米處的空氣比釋動能率(cGy/h)。應當說明的是當輸入離源 1米處的空氣比釋動能率時，

4、機器會自動將源的活度信息框置空；同樣若輸入的是源的活度，則離源 1米處的空氣比釋動能率信息框也會自動置空。 圖 3-1 放射事故劑量估算所需信息錄入界面 投影線離源距離人員受照特征包括：源中心與MIRD坐標原點間的距離(m)、個人體位、源離人最近距離(m)、源的方位、源的朝向、累積受照時間(h)、屏蔽材料選擇、屏蔽材料有效厚度(cm)等。確定源中心與MIRD坐標原點間距離(m)時，應當按圖 3-2的方式進行測定。為確定好這個信息，應將MIRD模體模擬擺放在受照位置，再測定這個參數。個人體位有坐位、蹲位、站位和躺位。若受照距離或體位數據是多個時，則應將每個數據依此單獨進行計算，直到將所有情況計算

5、完畢。然后，再從相關數據庫中將各個結果疊加，便可求得整個事故的結果。源離人最近距離(m)是指放射源離受照人員的最近距離。源方位是指圖 3-2中的紅線與MIRD的 Z軸之間的夾角。當源在頭或足向時，其夾角值分別為 0或 3.14，其值由機器自動給出。其余情況參照圖 3-5確定后由用戶在相應的文本框中輸入。此時，若源在MIRD坐標的 XY平面上方，選 Z>=0的選擇框，其值應在 0 - 圖 3-2 源中心與MIRD坐標原點間距離及有關夾角的示意圖 源的朝向是指圖 3-2中的紅線在MIRD坐標系的 XY平面的投影線（蘭色虛線）與 Y放射源紅線與 Z軸間夾角蘭線與 Y軸間夾角數學模型投影線平行線

6、軸之間的夾角。注意每次單獨計算，應取其與之相適應的夾角。當源在人的前面或背面時，其夾角值分別為 3.14或 0，其值由機器自動給出。其余情況參照圖 3-2確定后由用戶在相應的文本框中輸入，此時，若源在 MIRD 坐標的 Y 軸的正方向(背面)選 y>=0 的選擇框，其值應在 0 - 1.57或 4.71 - 6.28之間；負方向（正面）選 y<=0的選擇框，其值應在 1 .57 - 4.71之間。累積受照時間(h)是指每次單獨計算時所相應的累積受照時間，其單位為小時。屏蔽材料指在放射源和事故受照人員之間的屏蔽材料，其厚度單位為厘米（cm）。本程序中可供選擇的屏蔽材料有：鋁、硅、鐵、

7、鉛、混凝土、組織、水、空氣等。若屏蔽材料不只一種，請將其簡化為等效的單一屏蔽材料和厚度進行處理。應特別注意的是，源離人人之間的屏蔽材料加以考慮。在該程序 中，要求輸入的是等效屏蔽材料及其等效厚度。屏蔽計算是為解決這一問題而設計的，為 方便大家的防護屏蔽設計工作，在本系統還具有常用的防護屏蔽計算功能。在放射事故劑量估算中，要仔細了解源項描述和人員受照模式，才有可能確定出那些屏蔽材料應當考慮，那些已隱含在已給的源項數據中了。例如，如果源項數據無源的活度，而僅有 1米處的空氣比釋動能率，這時出線口以前的所有屏蔽材料已隱含在這個數據中了。有的雖說給了源的活度，但這時一定要搞清它是否已進行了包裝外殼的修

8、正，有的甚至還進行了存源架的修正。圖 5-1是本計算系統所指的放射源、源殼、和存源架的示意圖。 圖 5-1 放射源，源殼，存源架示意圖 在放射源與受照人員之間除源殼和存源架這些物件可能造成射線的減弱外，還可能有鉛、鋁、鐵、水、混凝土等其它屏蔽材料。在本程序中最多可選 4種屏蔽材料計算其等效屏蔽材料厚度。當材料多于四種時，可以選擇減弱最多的四種計算，也可以進行多次等效屏蔽材料厚度計算來完成。后者雖然麻煩，但考慮得較細。 圖 5-2是屏蔽計算的用戶界面。這個界面中，主要有兩大功能塊，一是等效材料計算， 二是輻射屏蔽計算。等效材料及其厚度計算這個功能塊中的四種屏蔽材料可以全選，也可以部分選擇。射線能

9、量較低時，可以選擇鋁等效材料，能量較高時，選擇鉛等效材料為宜。在這個功能塊 中，有四個屏蔽材料選擇框，用來輸入在事故中可能出現的屏蔽材料，可供選擇的材料有： 鋁，硅，鐵，鉛，混凝土，組織，水，空氣。在每一個屏蔽材料選擇框下還有一個相應的 文本框，用于屏蔽厚度的錄入。在這個功能塊中還有一個核素選擇框，可供選擇的核素有： 當量厚度(cm)按此計算”后，結果顯示在相應的文本框中。按“Pb當量厚度(cm)按此計算”后，結果顯示在與之相應的文本框中。放射源源殼 存源架輻射防護屏蔽計算功能塊中有一個屏蔽材料選擇框，用來輸入屏蔽材料類型，可供選擇的材料有：鋁，硅，鐵，鉛，混凝土，組織，水，空氣。有一個核素選擇框，可供選擇的核素有：Am-241，Au-198，Ra-226，Ir-192，Cs-137，Co-60。當進行屏蔽程度計算時，應當輸入屏蔽前劑量率和屏蔽厚度兩個文本框，按“屏蔽衰減程度按此計算”開始計算，其結果顯示在屏蔽后劑量率的文本框中。當進行屏蔽厚度計算時，應當輸入屏蔽前劑量率和屏蔽后劑量率兩個文本框，按“屏蔽厚度按此計算”開始計算，其結果顯示在屏蔽厚度的文本框中。六、結束界面本程序的各種工作界