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人体甲状腺中131I活度测量的计量标准器研制

杨志杰 周倩倩 梁珺成 范梓浩 李则书 范富有 刘皓然 拓飞 张健 孙全富

杨志杰,周倩倩,梁珺成,等. 人体甲状腺中131I活度测量的计量标准器研制[J]. 计量科学与技术,2022, 66(4): 95-100 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0655
引用本文: 杨志杰,周倩倩,梁珺成,等. 人体甲状腺中131I活度测量的计量标准器研制[J]. 计量科学与技术,2022, 66(4): 95-100 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0655
YANG Zhijie, ZHOU Qianqian, LIANG Juncheng, FAN Zihao, LI Zeshu, FAN Fuyou, LIU Haoran, TUO Fei, ZHANG Jian, SUN Quanfu. Development of a Metrological Standard Device for Measuring 131I Activity in Human Thyroid[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(4): 95-100. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0655
Citation: YANG Zhijie, ZHOU Qianqian, LIANG Juncheng, FAN Zihao, LI Zeshu, FAN Fuyou, LIU Haoran, TUO Fei, ZHANG Jian, SUN Quanfu. Development of a Metrological Standard Device for Measuring 131I Activity in Human Thyroid[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(4): 95-100. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0655

人体甲状腺中131I活度测量的计量标准器研制

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0655
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFF0212403)。
详细信息
    作者简介:

    杨志杰(1990-),中国计量科学研究院在站博士后,研究方向:放射性核素活度计量,邮箱:yangzj_nim@126.com

    通讯作者:

    梁珺成(1981-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:放射性核素活度计量,邮箱:liangjc@nim.ac.cn

Development of a Metrological Standard Device for Measuring 131I Activity in Human Thyroid

  • 摘要: 为解决防护至诊疗量级人体甲状腺中131I活度的直接测量问题,以及人体甲状腺中131I活度测量相关仪器的量值溯源问题,研制了便携式现场计量标准器。结合IAEA/ANSI 颈部模体开展了标准器的探测效率校准和活度定值方法研究,通过实验测量和模拟计算确定了不同探测距离下的效率曲线,建立了人体甲状腺中131I活度的量值溯源方法。标准器在贴近颈部直接测量时长为600s时,最小可探测活度达到4.67 Bq;对用于开展人体甲状腺中131I活度测量的便携式γ能谱仪进行了校准,典型的相对扩展不确定度为5.5%(k=2)。该标准器的研制为职业健康监测、核应急以及甲状腺诊疗中131I的准确测量和量值保障建立了关键设备基础。
  • 图  1  甲状腺中131I活度计量标准器结构图

    Figure  1.  Structure diagram of standard device for the measurement of 131I activity in thyroid

    图  2  甲状腺中131I活度计量标准器测量原理框图

    Figure  2.  Block diagram of measurement principle of standard device

    图  3  甲状腺中131I活度量值溯源框图

    Figure  3.  Block diagram of traceability of 131I activity measurement in thyroid

    图  4  标准器测量的本底和131I的γ 能谱图

    Figure  4.  The gamma-ray energy spectrum of background and 131I measured by 131I activity measurement standard device

    图  5  调节测量距离的量值溯源实验示意图

    Figure  5.  Schematic diagram of traceability experiment with variable measurement distance

    图  6  蒙特卡洛模拟计算的几何模型

    Figure  6.  Geometric model for Monte Carlo simulation calculations

    图  7  蒙特卡洛模拟的探测效率与测量距离关系曲线

    Figure  7.  The detection efficiency versus detection distance curve simulated by Monte Carlo method

    图  8  探测效率与测量距离关系曲线

    Figure  8.  The detection efficiency versus detection distance curve

    图  9  便携式γ能谱仪校准实验

    Figure  9.  Calibration experiment of the portable γ spectrometer

    表  1  标准器探测效率校准结果数据表

    Table  1.   Data sheet of calibration results for detection efficiency of standard device

    编号参考活
    度/Bq
    相对扩展不
    确定度(k=2)
    能量/
    keV
    距离/
    mm
    探测
    效率
    I054.975E+23.5%364.4902.60E-2
    I054.975E+23.5%364.49506.81E-3
    I047.908E+33.0%364.491003.06E-3
    I047.908E+33.0%364.492001.11E-3
    I034.835E+43.0%364.495002.34E-4
    I012.960E+63.0%364.4910005.27E-5
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    表  2  典型测量距离下标准器活度测量上限计算结果数据表

    Table  2.   Data sheet of upper limit of activity measurement results at typical

    探测距离/mm全谱计数率/s−1死时间活度测量上限/Bq
    10002.0E+4<10%8.89E+7
    12001.27E+8
    15001.87E+8
    20003.65E+8
    25007.36E+8
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    表  3  近距离测量模式标准器MDA计算结果数据表

    Table  3.   Data sheet of MDA calculation results under the condition of close-range measurement mode

    测量时间/s本底ROI计数本底ROI净计数探测效率MDA/Bq
    100530462.64E-215.16
    20010261162.64E-212.16
    30015881152.64E-27.91
    40021171272.64E-26.25
    50026181282.64E-25.12
    60031661622.64E-24.67
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    表  4  便携式γ能谱仪校准因子计算结果数据表

    Table  4.   Data sheet of calculation results of calibration factors of portable gamma spectrometers

    测量时
    间/s
    能谱净
    峰面积
    净计数
    率/s−1
    131I参考
    活度/Bq
    校准因
    子/s−1·Bq−1
    60080048.57133.417908.142.37E-2
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    表  5  便携式γ能谱仪校准因子不确定度

    Table  5.   Uncertainty of calibration factors of portable gamma spectrometers

    不确定度来源不确定
    度类型
    相对标准不
    确定度(%)
    便携式γ能谱仪
    测量计数统计涨落
    A0.35
    标准器测量计数
    统计涨落
    A0.38
    光子发射强度修正B0.98
    半衰期修正B0.01
    标准器对131I的
    探测效率
    B2.30
    相对合成标准不确定度2.74
    相对扩展不确定度(k=2)5.5
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  • 网络出版日期:  2022-03-12
  • 刊出日期:  2022-06-02

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