常规个人剂量测量中本底剂量估算方法的统计学比较

《Radiation Measurements》:Statistical comparison of methodologies for background dose estimation in routine individual dosimetry

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月21日 来源:Radiation Measurements 1.8

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   •Burr Type XII 分布对从对照剂量计测量的本底剂量提供了最佳拟合表征。•仅使用固定比率的基于时间的计算模型只能描述本底剂量的平均累积情况。•用户剂量与本底剂量累积分布之间的最大差异仅为 4.46%。•35.9% 的监测记录得出了正的净职业剂量,报告值最高可达 15

  
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    Burr Type XII 分布对从对照剂量计测量的本底剂量提供了最佳拟合表征。
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    仅使用固定比率的基于时间的计算模型只能描述本底剂量的平均累积情况。
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    用户剂量与本底剂量累积分布之间的最大差异仅为 4.46%。
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    35.9% 的监测记录得出了正的净职业剂量,报告值最高可达 153 mSv。

引言

个人剂量监测是涉及电离辐射的职业活动中的一项基本要求。个人剂量监测服务(IMS)要求记录 0.1 mSv 及以上的全身剂量,因此准确扣除天然本底剂量贡献对于避免不准确或有偏的剂量记录至关重要。尽管本底校正对于低剂量剂量学的重要性早已得到公认,并成为 ISO 14146:2024(ISO, 2024)项下实验室间比对中的常规做法,但针对常规辐射监测中考虑其影响的标准化方法尚未建立(Zaránd and Polgár, 1983; Bazhin and Kaidanovsky, 2021)。
历史上,在胶片剂量计中,发放期间来自本底辐射累积的剂量通常低于检测限。因此,在这些系统中很少进行本底校正(Lopez Ponte et al., 2004)。随着胶片剂量测定技术逐步被热释光、光释光和放射光释光剂量测定系统所取代,后者更低的检测限使得开发改进的低剂量测量方法变得合理且必要。
各国家和监测服务机构的本底扣除做法各不相同。根据 EURADOS 调查(Stadtmann et al., 2004; Stadtmann and Aschbacher, 2007),约 91% 的欧洲剂量测定服务在计算报告剂量值时进行了本底校正。然而,仅有约 26% 使用位于用户现场设置的对照剂量计进行此操作,45% 使用保存在 IMS 的对照剂量计,11% 使用区域本底剂量平均值,14% 则使用全国性固定平均值进行校正。因此,最常采用的方法包括:(i)不进行本底校正;(ii)使用对照剂量计进行扣除;(iii)基于测量或固定的全国或区域平均本底剂量率进行校正(Lopez Ponte et al., 2004; Pitzschke et al., 2021; Romanyukha et al., 2008)。也有学者提出了基于特定城镇本底剂量率的本底校正方法(Picazo et al., 1997)。然而,这些作者也承认该方法受到局部变化的限制,因为同一城镇内用户场所的建筑材料的差异会显著影响本底剂量率。
根据巴西法规,各机构必须使用置于本机构的对照剂量计进行本底扣除。各机构被要求在工作人员未佩戴个人剂量计时,将对照剂量计与个人监测剂量计一同保存在无辐射区域。这种做法导致每个工作场所常规性地积累了大量的本底剂量测量数据集。这些数据提供了比较不同本底校正方法的宝贵机会,并可提供支持国家法规制定的证据,以及指导个人剂量监测服务(IMS)所采用的本底校正实践。
与此同时,IMS 有时可能需要判断对照剂量计是否应因无意中受到辐照或污染了短寿命放射性核素(而这些在送回读取时的常规污染筛查中未能被发现)而从本底校正中排除。建立基于统计的本底剂量值决策阈值将有助于识别异常的对照剂量计,同时最大程度地减少有效测量被错误排除的情况。这些阈值可以从拟合到本底剂量分布的适当统计分布中推导得出。
将统计模型应用于辐射监测数据并非新事物;然而,这些模型通常用于分析所报告的用户剂量分布,而非本底剂量分布。Julius 和 van Dijk(1999)采用固定的全国本底校正率,尽管数据中存在明显的高剂量尾部,仍使用高斯分布来拟合测量用户剂量的频率分布。同样,Stadtmann 和 Aschbacher(2007)也采用固定的全国本底校正率,使用对数正态分布来拟合基于时间计算的背景剂量和用户剂量分布。
本研究有三个主要目标:(i)识别适合描述常规个人辐射监测中对照剂量计所测量本底剂量分布的统计模型;(ii)评估一种基于时间的线性模型(恒定速率)用于根据剂量计擦除与读取之间的经过时间来估计本底剂量,评估其与直接测量的本底剂量的一致性以及作为替代估计方法的适用性;(iii)提出一种从拟合的本底剂量分布中推导基于统计的决策阈值的方法,以识别本底剂量与正常职业场所暴露不一致的对照剂量计。

章节摘要

方法

本方法的设计旨在表征直接测量的本底剂量,将其与基于时间的本底估计进行比较,并评估本底校正方法对个人剂量报告的实际影响。
数据来源于巴西伯南布哥联邦大学雷西菲分校辐射防护实验室的个人监测数据库。该实验室自 1975 年运营至今,目前已按照 ISO/IEC 获得认证

结果

结果分别就本底剂量分布的表征、计算值与测量本底剂量之间的一致性评估、影响本底累积的因素以及本底校正对报告职业剂量影响的评估进行呈现。

结论

在对从对照剂量计测量的本底剂量所评估的统计模型中,Burr Type XII 分布提供了最佳拟合表征。该模型也适当地描述了监测周期时长的分布,进而适用于基于时间的模型,准确地再现了众数区域和上尾部分。此外,当监测周期限制为 120 天时,Burr Type XII 分布仍然是最佳拟合模型。
该模型使得

CRediT 作者贡献声明

Gabriel Henrique Rocha Barreto de Fran?a:撰写—初稿、方法学、调查。Arícia Ravane Pereira da Cruz:撰写—审阅与编辑、项目管理、方法学。Viviane Khoury Asfora:撰写—审阅与编辑、项目管理。Vinícius Saito Monteiro de Barros:撰写—初稿、监督、方法学、数据整理、概念化。

利益冲突声明

作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系:Vinicius Saito Monteiro de Barros 报告获得了伯南布哥联邦大学的资助。若还有其他作者,则声明他们没有已知的利益冲突财务利益或个人关系可能影响本文所报道的工作。
Gabriel Henrique Rocha Barreto de Fran?a|Arícia Ravane Pereira da Cruz|Viviane Khoury Asfora|Vinícius Saito Monteiro de Barros
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