[发明专利]人体中子剂量评估方法与系统

说明书

本发明涉及核应急技术领域，提供一种人体中子剂量评估方法与系统，通过测量中子与人体钠元素反应产生的放射性核素²⁴Na的特征γ射线强度确定人体受照中子剂量；本发明的人体中子剂量评估方法与系统，达到了降低探测下限，简化计算过程，提高中子剂量评估速度以及提高中子剂量评估准确性的技术效果。

技术领域

本发明涉及核应急技术领域，涉及一种人体中子剂量评估方法与系统。

背景技术

在核爆与核事故中，中子外照射是人体辐射的重要来源。因此，当人员受到核辐射后，及时准确地对中子外照射剂量进行评估，对于伤员医学处置以及事故危害程度评估都具有重要的价值。

对人体受中子照射后产生的感生放射性进行测量的剂量评估方法称为中子活化法，是一种具有中子特异性的外照剂量评估方法。具体地说，当人员受到中子射线照射时，中子会与人体内的²³Na元素发生辐射俘获反应而产生放射性核素²⁴Na，²⁴Na发生β^-衰变会释放能量分别为1.369MeV或2.754MeV 的特征γ射线，通过测量这两种能量的特征γ射线的强度，就可以计算受照射人员身体中的²⁴Na的活度，进而估算中子剂量。

但是，在进行外照剂量评估的过程中，具有以下弊端：首先，钠元素在人体中的质量占比仅为0.15％，而中子照射人体后产生的²⁴Na的产额更小，很难精确测量其特征γ射线的强度；当受照射人员暴露在目前的探测下限≤100 mGy的中子剂量时，很难准确评估中子剂量；第二，中子与²³Na发生辐射俘获反应的反应概率(即反应截面)与中子能量相关，低能中子的反应截面高于高能中子，而中子剂量与中子能量是正相关，这就导致人体²⁴Na活度与中子剂量并非线性相关，还需要考虑人体受照射的中子能量分布情况，影响剂量评估的准确性；第三，现有的中子剂量评估方法中，用来测量特征γ射线的辐射探测器在人体表面的测量位置并不统一。常见的测量方式有胸部、腹部、头顶部测量以及全身扫描测量，再将测量到的²⁴Na特征γ射线强度通过计算转换为人体²⁴Na比活度即单位人体质量的²⁴Na放射性活度，最后利用²⁴Na比活度-中子剂量的转换系数计算出外照射中子剂量。也就是说，测量位置的不统一导致必须先将²⁴Na特征射线强度转换为²⁴Na比活度才能计算出中子剂量，计算过程繁琐，不利于中子剂量的快速评估。

因此，亟需一种测量效率高的人体中子剂量评估方法。

发明内容

本发明提供一种人体中子剂量评估方法与系统，以解决现有技术中存在的至少一个的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种人体中子剂量评估方法，方法包括，

获取中子源的类别、中子照射发生的时间以及受照射人员在中子照射发生时的照射几何条件；并根据中子源类别和受照射人员在中子照射发生时的照射几何条件确定到达受照射人员身体的中子能量分布；

按照设定时间，利用辐射探测器在受照射人员身体的设定位置对放射性核素²⁴Na的特征γ射线强度进行测量，获取²⁴Na的设定能量的特征γ射线的全能峰计数以及测量开始的时间；

根据中子照射发生的时间、到达受照射人员身体的中子能量分布、受照射人员在中子照射发生时的照射几何条件、辐射探测器所测量的²⁴Na的设定能量的特征γ射线的全能峰计数以及测量开始的时间；通过公式确定受照射人员的中子剂量；

其中，公式为：