4.5.2. Многокамерные модели оценки дозы.

Для более точного описания поступления радионуклида в организм и его метаболизма в организме и распределения по отдельным органам используются более подробные многокамерные модели. В качестве примера на рис.4.9 показана 5-и камерная дозиметрическая модель желудочно-кишечного тракта, используемая для оценки активности радионуклидов, накапливающихся в отдельных камерах ЖКТ при их поступлении в организм с пищей или водой.

Р ис.4.9. Камерная модель описания кинетики радионуклидов в желудочно-кишечном тракте.

В многокамерных моделях предполагается, что изменение активности радионуклида в камере определяется его радиоактивным распадом и коэффициентами перехода активности из предшествующей камеры и убылью ее в последующую камеру. Принимая эти коэффициенты перехода из камеры i в камеру к – λ_б,i→k независимыми от времени и определяемыми данными по метаболизму для каждого радионуклида, уравнение (4.29) для динамики накопления радионуклида в камере i преобразуется к виду:

dq_i(t)/dt= - - λ q_i(t) + I_i (4.44).

В уравнении (4.41): λ – постоянная радиоактивного распада, а I_i – поступление в камеру i , если это имеет место. Решая систему обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих подобно (4.44) динамику измененения активности в каждой камере, можно определить накопление радионуклида в выделенных камерах-органах и, используя выше описанные подходы, перейти к ожидаемой эффективной дозе.

В зависимости от пути поступления радионуклида в организм используются различные многокамерные модели. В зависимости от радионуклида учитывается влияние его химической и физической формы на коэффициенты перехода из камеры в камеру, проводится учет дочерних продуктов, если таковые имеются.

С учетом всех этих эффектов к настоящему времени для разных радионуклидов получены коэффициенты перехода е^к, Зв/Бк, непосредственно к эффективной дозе от единичной активности данного радионуклида, поступившей в организм, которые можно определить, как удельные дозовые коэффициенты внутреннего облучения при различных путях поступления радионуклида в организм (к характеризует способ поступления: с воздухом, водой или пищей). Для их нахождения достаточно в выше приведенных формулах подставить I=1Бк.

Используя удельные дозовые коэффициенты, приводимые в справочной литературе, не представляет труда рассчитать мощность эффективной дозы внутреннего облучения:

E = е^к I (4.45).

4.5.3. Модель «удельной активности».

Одной из простейших моделей для оценки доз внутреннего облучения и определения активности радионуклида в органе является модель "удельной активности". Она основывается на предположении, что распределение радионуклида равномерно в определенной среде и его удельная активность постоянна по отношению к какому-либо стабильному аналогу. Тогда, зная массу стабильного аналога в теле человека, можно определить активность в нем радионуклида. Примером такого подхода может служить нахождение активности трития в организме по количеству воды в нем и по доле трития в поверхностных водах океана или ⁴⁰К по содержанию естественного калия в организме и доле ⁴⁰К в естественном калии.

Контрольные вопросы к § 4.5.

1. От каких параметров человека зависит формирование дозы внутреннего облучения?

2. Что представляет собой простейшая модель накопления и выведения радионуклидов в органе человека?

3. Что такое эффективная поглощенная энергия в органе?

4. Запишите уравнение баланса активности в органе или ткани при непрерывном поступлении радионуклида в организм.

5. Чему равна эквивалентная доза в органе при разовом поступлении радионуклида в организм?

6. Каким образом при расчете эквивалентной дозы в данном органе учитывается излучение радионуклида, депонированного в других органах?

7. Что характеризует удельная эффективная энергия?

8. В чем сущность камерных моделей накопления радионуклидов в органах человека?

9. Что такое удельные эффективные дозы внутреннего облучения?