Способ измерения интегральной поглощенной дозы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) Я 2 и 4 С 01 И 22/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕНИЯ САН СТВУ НИ А ВТОРСК кои радиологии 975,984(71) Институт медициАМН СССР(56) Апп.М. Асад,ч.247, р.494-498,Вое 1 есгготпа 8 пегдр.389-398,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ(57) Изобретение относится к способам измерения дозы облучения биообьектов электромагнитными полями. Для повышения точности определяют коэффициент теплорассеяния посредством изменения кинетики охлаждения естественного фантома животного (ЕФЖ). Интегральную поглощенную дозу определяют по формуле Р= (Зф(1-е " )+ +ЬТ 0 вс, где Я - поглощенная доза,- коэффициент теплорассеяния ЕФЖ;- время облучения ЕФЖ, Ь То- раз" ность температур ЕФЖ и окружающей среды в момент начала облучения; ш " масса ЕФЖ; с - средняя удельная теплоемкость тканей ЕФЖ. 3 ил.Изобретение относится к исследованию или анализу материалов с использованием микроволн, а именно к способам измерения дозы облучения биообъектов электромагнитными полями, и может быть использовано в биофизике, радиобиологии и сангигиене,Цель изобретения - повьппение точности.На Фиг.1-3 представлены кривые, поясняющие способ измерения интегральной поглощенной дозы.Способ измерения интегральной поглощенной дозы осуществляют следующим образом.Животных с равными массами одновременно умерщвляют (например, усыплением в атмосфере, насыщенной эфиром) и помещают раздельно в идентичные радиопрозрачные теплоизолирующие контейнеры с целью обеспечения одинаковых кинетик снижения их темпера 10 20 туры, которая регистрируется термометром у естественного фантома живот ного.Регистрируют кинетику снижения температуры естественного фантома животного, используя которую, устанавливают коэффициент его теплорас сеянияв соответствии с формулой:1 дТ(г.)--1 пГ е - т, дТ(е )где- коэффициент теплорассеяния; ЬТ(С ) - разность температур естественного фантома животногои окружающей среды в моментвремени)ЬТ(с ) - разность температур естественного фантома животного иокружающей среды в моментвременивремя между измерениями.После окончания регистрации кине тики снижения температуры естественный фантом животного и контрольный помещают в термостат и выдерживают в нем до установления теплового равновесия, после чего естественный фантом б 0 животного удаляют из термостата и облучают в контейнере фиксированное время Т. С целью сокращения времени исследования разность температур термостата и окружающей среды должна как можно меньше отличаться от ЕТПосле прекращения облучения естественный и контрольньп фантомы животных помещают в дифференциальный калориметр и измеряют величину поглощенной дозы К) по разности энергий, рассеиваемых облученным и необлученным (контрольным) фантомами в калориметре,Определяют значение интегральнойпоглощенной дозы Э (Р)В= (5(э +дТ тс). (2)1 - 1 Р Экспериментально полученные кинетически снижения разности температур естественных фантомов и окружающей среды от времени остывания в радио- прозрачных теплоизолирующих контейнерах, представлены на фиг.1; кривая 1- мышь, в=20 г, кривая 2 - крыса, ш= =200 г, кривая 3 - кролик, щ=2500 г, кривая 4 - собака, ш=7000 г.Кривые (фиг.1) иллюстрируют независимость коэффициента 3 от времени остывания естественного фантома животного и разности температур естественного фантома животного и окружающей среды. Это позволяет получить соотношение1 дТ(г.)--- 1 пдТИ)В данном случае значения коэффициента теплорассеяния для мыши (1),крысы (2), кролика (3) и собаки (4)составляют, соответственно: О =2,0"0 с; /3=3,510 сПоскольку величина 3 постояннадгя естественного фантома животногоФиксированной массы, приращение средней температуры этого фантома приоблучении электромагнитным полем описыватся соотношениемдЧ (с) = ( -дТ ) (1 - е ) (3)с ППЭ -р 1р о)где дТ(г.) - приращение средней температуры естественного фантома животного при облучении;ППЭ - плотность потока энергии;ь - коэффициент поглощенияфантомами микроволновойэнергии,дТ О - начальная разность температур естественного фантома животного и окружающей среды,коэФФициент теплорассеяния естественного фантомаживотного;С - время облучения.Рассчитанные зависимости приращения средней температуры фантома крысы при облучении электромагнитным полем для разных условий показаны на фиг,2, .масса фантома ш=200 г, коэффициент поглощения М. =0,06 см к/Дж, коэффи-ф циент теплорассеяния=1,010 с плотность потока энергии ППЭ 30 мВт/см . 10Кривая 1 соответствует случаю, когда коэффициент теплорассеяния (3 = =О, т.е. теплорассеяние в процессе облучения отсутствует, а соотношение (3) преобразуется к виду 15 ДТ(Т) =п ППЭ С,Ф(4) Кривые 2-4 реализуются при условиио а адТ = О С,дТ = 4 С; дТ =9 С соот ветственно.Значками отмечены значения приращения средней температуры фантома, измеренные экспериментально (после облучения фантома при ЬТО= 4 С) при 25 помощи дифференциального калориметра с использованием соотношениятт Т( - дТ )(1-е ) / о где Я - величина поглощенной дозы,30накопленная объектом к моменту окончания облученияи измеренная дифференциальным калориметром;т - масса фантома (200 г); 35с - удельная теплоемкость(3,34 Дж/кг).Величину энергии Ь(, рассеиваемой фантомом за время облучения (фиг.2), можно записать в видеЬС=тп с ЬТ,(С) - дТ(Т) = тп с от ППЭот. ППЭ -М( ---- ЕТ (т. (1-е) (5)о Ф где тп и с - масса и удельная теплоемкость исследуемого фантома.Отношение доли рассеиваемой энергии (дО) к величине регистрируемой дифференциальным калориметром (Я) при заданном времени облучения й составляет: Подставляя значение (ЬТ(Т) из формулы (3) в видею ППЭ р 1дт(с) = ( -- дТ ) (1-е )=РО=/птс,находят выражение для От ППЭ;ППЭ = 5 ; + дТ,1(1 1)1 ем оВыражение (11) соответствует соотношению (2). Оно же приведено в формуле изобретения.Зависимость отношения Ь Я/Я от массы фантомов и времени облучения для случая дТО =0 показана на фиг.З. Кривые 1 - 4 получены с помощью соотношениядО И(12)чкоторое следует из формулы (9) при дТ=О.Кривые (фиг.З) иллюстрируют, что как при уменьшении массы фантомов, так и при увеличении времени облучения величина Ь Я/Ц увеличивается. Для случая дТ 0 величина рассматриваемого отношения еще более возрастает.Формула изобретенияСпособ измерения интегральной поглощенной дозы, заключающийся в приведении в состояние теплового равновесия естественного фантома живот"ного с контрольным фантомом животного облучения электромагнитным полем, измерении поглощенной дозы и определении интегральной поглощенной дозы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, предварительно определяют коэффициент тепло- рассеяния посредством изменения кине51372224 тики охлаждения естественного фантома животного, а интегральную поглощенную дозу определяют по формуле 0=31 (. + ЬТ щс)р1-е-Ро где Я - поглощенная доза;(3 - коэффициент теплорассеянияестественного фантома животного,время облучения естественного фантбма животного;ЬТ, - разность температур естественного фантома животногои окружающей среды в моментначала облучения,в - масса естественного фантомаживотного;с - средняя удельная теплоемкостьтканей естественного фантомаживотного.1372224 07 06 аг Редактор Н. Тупица Заказ 476/36 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5