ICRP第144号出版物简介 环境辐射源外照射剂量系数

（Dose coefficients for external exposures to environmental sources）

本出版物介绍了因暴露于环境的光子和电子放射性核素发射中，公众成员所产生的放射性核素特定器官及有效剂量率系数。计算数据使用了国际放射防护委员会（ICRP）参考的新生儿、1岁、5岁、10岁、15岁及成年男女的计算体模。

单能光子和电子源的环境辐射场最初采用M-C辐射输运程序PHITS计算，针对代表环境放射性核素辐射源几何形状，可包括不同深度的地面平面源（代表放射性核素地面污染，来自沉降的放射性核素或自然存在的陆地源）、空气中的体积源（代表放射性烟云），以及在模拟受污染水中均匀分布的源。对于上述几何形状，受照的参考个体被视为完全处于辐射场内。接着利用PHITS程序计算了单能光子和电子的器官当量剂量率系数，从而可模拟受照参考个体的组织和器官内光子和电子的相互作用。为保证质量，使用GEANT4、EGSnrc、MCNPX、MCNP6及Visible Monte Carlo辐射输运程序进一步交叉核对计算。

根据单能光子和电子数值，利用ICRP107号出版物107的核衰变数据，计算了上述环境照射下的97种元素对应的1252种放射性核素的有效剂量率和器官当量剂量率系数。系数可为单位环境介质中放射性核素浓度的剂量率（如平面源为nSv h^-1Bq^-1m² 或体积源为 nSv h^-1Bq^-1m³），并且可以调整为单位周围剂量当量的有效剂量（Sv Sv^-1）或单位自由空气 kerma的有效剂量（Sv Gy^-1)。

出版物正文提供了特定放射性核素的有效剂量率系数; 而 包括年龄和性别依赖的器官剂量率系数等详细信息，作为电子补充资料可从ICRP和SAGE网站下载。数据显示，一般来说，体模的体重越小，器官和有效剂量越高，其原因包括：（1）离源更近（地面污染时）;以及（2）年少且较小的参考体模的内脏屏蔽较少。成人与婴儿在0.05 MeV光子能量时有效剂量差异为60%～140%，而在0.10 MeV光子能量时则小于70%；空气浸没情况下差异较小，土壤污染则差异很大。对于放射性核素环境污染的实际照射情景，差异较为适中。例如，对于放射性铯（¹³⁴Cs，¹³⁶Cs，¹³⁷CS/^137mBa）沉积在地表或土壤中，成人与婴儿之间的有效剂量差异在30%至60%之间，具体取决于核素沉积在土壤中的深度。

重点

参考器官和有效剂量率系数，适用于因放射性核素污染土壤、空气和水体导致公众成员外部暴露的情况。土壤污染的源分布包括不同特定深度的平面源，以及单位面积不同松散质量的指数体积源。

计算需要对环境辐射场进行建模，计算器官和单能量光子和电子照射的有效剂量率系数，并利用这些数据计算放射性核素的剂量率系数，考虑其伽马射线、内转换电子、X射线、俄歇电子和韧致辐射X线的发射情况。计算的所有环节都进行了全面的质量保证。

本出版物包含了国际放射防护委员会（ICRP）参考体模年龄段，针对特定放射性核素照射的有效剂量率系数：新生儿、1岁、5岁、10岁、15岁和成人。第107号出版物（ICRP，2008）中放射性核素有效剂量率系数的完整列表及相关器官剂量率系数分别提供电子增补书和可下载的数据查看器，适用于男性和女性。还会给出土壤污染和空气浸没的周围剂量当量和空气kerma率。

数据表明，体重小的幼儿会导致剂量率系数偏高，因为覆盖组织较薄，屏蔽保护内脏组织较差；且在土壤污染情况下，组织和器官距离源的距离也更近。然而，重要放射性核素的有效剂量率系数与年龄相关的差异通常不大。

摘要

（a）来自环境放射性核素的外部辐射是公众照射的重要途径，可能源于核设施的常规排放和重大意外释放，或是放射性恐怖事件后涉及放射性物质的环境污染。

（b） ICRP在出版物56、67、69、71和72中对内照射的年龄依赖剂量系数进行了全面评估（ICRP，1990、1993、1995a、c、d），并对放射性核素职业摄入系列的参考人进行了更新（ICRP，2015、2016a、b、2017a、2019）。然而，ICRP此前尚未评估过环境外照射的年龄依赖剂量系数。尤其在一个可能暴露于各个年龄段人群的环境中，这些数据对剂量评价尤为重要。因此，本出版物旨在为公众提供环境外照射的年龄依赖剂量率系数参考。

（c） 剂量率系数用于评估有效剂量，可基于环境放射性浓度、空气kerma率、空气中吸收剂量率或周围剂量当量率的测量或评估数据。剂量率系数的计算需要评估环境场（如照射几何条件、土壤密度和成份，以及环境介质中的放射性核素浓度分布）、发射辐射的信息、人体解剖计算模型（如代表受照公众成员的参考体素体模），以及环境介质和身体解剖结构中发射辐射的输运模拟受照的个体。器官当量剂量取决于体型，因为在外部光子照射中，覆盖组织（尤其是骨骼肌和皮下脂肪）增加，增强了对较深部位辐射敏感器官的屏蔽（ICRP，2010）。因此，本出版物在计算中考虑了ICRP参考个体的全部范围（新生儿到成人）。

（d） 识别出最可能的照射情景：受照于地表或地下及不同深度的污染（地面照射）; 浸没于受污染的烟云中（空气浸没）; 以及浸入受污染水（水浸）。在前两种情景中，假设了空气与地面的几何条件以及人体直立于地面之上。

（e） 在110号出版物（ICRP，2009a）中计算了基于环境照射的成年男性和女性体素参考计算体模的器官及有效剂量率系数，以及10个参考儿童男性和女性体模（ICRP，2020）。这些体模已被ICRP正式采纳，供第二分委员会根据2007年建议书制定年龄依赖剂量系数（ICRP，2007）使用。

（f） ICRP首次建立了地面、空气和水中环境中放射性核素照射的参考剂量率系数。考虑的辐射包括放射性核素衰变的直接光子、环境中散射光子、β粒子和电子，以及来自β粒子和内转换电子和俄歇电子的韧致辐射X线。对于受污染的地面和空气，计算分为3个步骤。在第1步中，从受污染环境中产生的单能粒子（光子和电子）的辐射输运，并将产生的辐射场（粒子类型、能量和方向）记录在包围受照个体的虚拟圆柱体表面（即所谓的“耦合圆柱体”）。在第2步中，耦合圆柱表面的记录粒子依次被输运到12个参考体模。在第3步中，对单能量粒子的器官当量剂量率进行谱加权，以得出特定放射性核素的剂量率系数。第2步模拟还包括在距地面1米高处放置一个气球，用于统计周围剂量当量率和空气kerma率，以得出单位环境放射性核素浓度或测得的周围剂量当量率或空气kerma率的器官和有效剂量率系数。 后者可能来自辐射环境监测数据。

（g） 本出版物的

第一章是导言；

第二章描述了从环境照射评价剂量的方案；

第三章简要介绍了目前用于外部环境剂量学的辐射防护量；

第四章简要总结了ICRP在计算中使用的成人和儿童体素体模；

第五章展示了所模拟环境场的特性及其模拟的主要方面（第1步）；

第六章重点介绍了计算体模中的器官剂量率模拟（第2步）；

第七章描述了放射性核素剂量率系数的估计（第3步）；

第八章描述了平面源和体积源特定深度处具体核素剂量率系数的估算；

第九章对所给剂量率系数的使用和其局限性提出了一些结论性说明。

（h） 附录A提供了各年龄段的有效剂量参考系数率、周围剂量当量及空气kerma，适用于 0.5g cm^-2深度的土壤污染、空气浸没和水中照射情景。所有放射性核素以及其他平面源和指数体积源的数据表格可在电子版补充资料中找到，该补充可从ICRP和SAGE网站下载。

（i） 附录B和C分别讨论了骨骼和皮肤剂量学的特殊考虑，附录D提供了本出版物中剂量率系数计算的一些示例。

（j） 电子补充资料提供了在103号出版物（ICRP，2007）中指定组织权重因子的器官的有效剂量及器官当量剂量的参考剂量率系数（红骨髓、结肠、肺、胃、乳房、胃壁、性腺、膀胱壁、肝脏、食管、甲状腺、脑、唾液腺和皮肤）。成人男性和女性模型分别给出器官当量剂量率系数。此外，还给出了以周围剂量当量和空气kerma作为单位的土壤污染和浸没于受污染空气中的剂量率系数。有关电子补充内容的描述，请参见附录E。

（k） 提供一个数据查看程序，允许交互式、便捷地查看和下载剂量率系数数据。

摘译自ICRP网站