衰变池容积的计算方法概述

对于国内一般开展核医学诊疗的医院而言, 衰变池只要对¹³¹I能满足上述设计原则, 对其他的放射性药物(试剂)也基本可以满足并有很大的安全系数, 因此大多以¹³¹I的排放为对象进行核医学衰变池放射防护设计。下面就以¹³¹I排放为例, 具体计算衰变池的设计过程。

计算¹³¹IALImin值

(1) 根据GB18871-2002计算:放射性核素j的年摄入量限值(I_{j, L})计算公式^[4]:

式中:D_L:相应的有效剂量的年剂量限值, mSv。(其中:公众为1mSv, 职业人群为20mSv); e_j:核素j的单位摄入量所致的待积有效剂量的相应值, Sv·Bq^-1。

查GB18871-2002表B3, ¹³¹I吸入e(g)_1μm为7.6×10^-9, e(g)_5μm为1.1×10^-8; 食入e(g)为2.2×10^-8。由此可得, ¹³¹I的职业人群的ALImin为:

最后可计算, ¹³¹I每月排放的总活度限值:10ALImin=4.54 ×10⁵Bq

(2) 根据查GBZ133-2002表B.1^[3], ¹³¹I的ALImin为1× 10⁶Bq。由此可算出,

¹³¹I每月排放的总活度限值10ALImin为1×10⁷Bq。

从上述两各方法计算所得¹³¹I的ALImin有不同的结果, 从偏安全考虑, 我们采用根据GB188871-2002的计算值, 即¹³¹I每月排放的总活度和一次排放分别不能超过4.54×10⁵Bq和4.54×10⁴Bq。2.2 每月排放¹³¹I衰变至10ALImin所需时间

计算的基本假设:①每名甲状腺癌病人¹³¹I治疗最大用量:7.4×10⁹ Bq; ②病人出院时体内残留¹³¹I携带量限值^[2]:400MBq(0.4×10⁹ Bq); ③病人一般住院8d中, ¹³¹I从尿中排出量约为给药量的66%^[5]; ④病房设有2张病床, 为计算方便, 每月最多收治4名病人假设同一天用药。

因此, 每月4名病人住院期间总排放¹³¹I活度为1.95×10¹⁰ Bq。其排泄物衰变至10ALImin约需15.4物理半衰期(T_1/2= 8.04d), 即124d。

衰变池总容积

该核医学科平均每天有40人次排放至衰变池, 加之其他用水排放约每人5L, 平均每天排放至衰变池的废液约200L。由此可算得能容纳124d污水的衰变池总容积为24.8m³, 考虑到病人入院¹³¹I核素的排放与衰变是随时间变化的动态过程, 并留有一定安全系数, 实际设计总容积可为40m³。