【摘 要】
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沿海和内陆核设施的快速发展,增加了核电液态流出物向水生系统中的排放。为满足社会可持续发展的要求,非人类物种的辐射防护逐渐引起人们的重视。水生模式动物对于研究水环境中非人类物种辐射危害影响,以及外推其剂量-效应关系至人体十分重要。根据斑马鱼解剖数据,构建准确的可计算等效模型,使用蒙特卡罗模拟方法模拟粒子与受照靶体之间的相互作用,定量评估辐射剂量分布,计算器官或全身吸收剂量,已成为数值计算的标准手段并
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沿海和内陆核设施的快速发展,增加了核电液态流出物向水生系统中的排放。为满足社会可持续发展的要求,非人类物种的辐射防护逐渐引起人们的重视。水生模式动物对于研究水环境中非人类物种辐射危害影响,以及外推其剂量-效应关系至人体十分重要。根据斑马鱼解剖数据,构建准确的可计算等效模型,使用蒙特卡罗模拟方法模拟粒子与受照靶体之间的相互作用,定量评估辐射剂量分布,计算器官或全身吸收剂量,已成为数值计算的标准手段并得到广泛应用。斑马鱼是生态毒理学实验中常用的模式生物,与人类基因的高度相似性使它成为重要的实验动物,也是研究辐射损伤常用的生物之一。然而,较为精细的斑马鱼可计算模型的缺失使得准确评估其辐射剂量存在困难。综上,建立斑马鱼可计算模型,使用蒙特卡罗方法对其进行辐射剂量评估是十分重要的。本文根据斑马鱼解剖形态,通过解剖和测量建立斑马鱼不同发育时期具有内部器官的几何模型,使用蒙特卡罗方法,计算不同能量光子和电子在斑马鱼内部主要器官的吸收分数,比较了器官形态、解剖位置对斑马鱼器官吸收剂量的影响,进行内照射辐射剂量评估。之后,选取在核电液态流出物中常见的核素(3H、14C、90Sr、60Co、110mAg、134Cs、137Cs、131I),结合实验条件,计算斑马鱼不同发育阶段(成鱼、幼鱼和胚胎)的内外照射剂量系数,比较简单椭球模型和具有内部器官的非均匀组织模型内照射剂量系数的不同。最后,根据实验环境及浓度,计算斑马鱼早期发育阶段氚暴露剂量,并结合斑马鱼早期发育氚毒性实验,初步探究氚水对斑马鱼的剂量-效应关系。取得的主要结论有:无论是对于光子还是电子,体积较大的器官,自吸收分数也较大;对于互吸收分数而言,器官的解剖大小、位置对其影响较为明显;由于斑马鱼器官体积较小,即便对于较低能量的电子,由于解剖形态和相对位置引起的能量差异也是不容忽视的。在外照射条件下,核素γ能量的高低决定了外照射剂量系数的大小;对纯β核素考虑造成能量沉积粒子的不同种类,会产生很大的差异;对比简单椭球体模型与本研究建立的斑马鱼模型内照射剂量系数,具有内部结构复杂的模型,剂量系数变化趋势更为敏感,计算结果更高。穿透能力较强的光子发射体在内部结构复杂的模型中,内照射剂量系数更高,而低能纯β核素变化较小。因此,对模式生物进行精细化系统建模是十分重要的,同时模式生物器官剂量系数的确定对评估非人类物种辐射影响有促进和提高的作用。
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