Internal bone marrow dosimetry: the effect of the exposure due to $^{90}$Sr incorporated in the adjacent bone segments

Настоящая работа посвящена дозиметрическому моделированию внутреннего облучения красного костного мозга (ККМ) человека от бета-излучателя $^{90}$Sr, инкорпорированного в губчатой кости. Расчет дозового коэффициента (мощности поглощенной дозы от единичной удельной активности $^{90}$Sr) основан на моделировании транспорта излучений в сегментах костей скелета с активным гемопоэзом. Сегментация существенно упрощает моделирование, но может приводить к занижению результатов из-за эмиссии электронов от соседних, прилегающих к рассматриваемому сегменту, участков кости. Целью настоящего исследования является определение влияния перекрестного облучения от соседних участков кости на поглощенную дозу в ККМ. Для этой цели были проанализированы результаты численного эксперимента по моделированию дозообразования в костных сегментах разных форм и размеров, которые входили в вычислительные фантомы скелетов людей разного пола и возраста. Были проанализированы зависимости дозовых коэффициентов от площади поверхности губчатой кости и соотношения масс костной ткани и ККМ. Найдено, что если площадь поверхности губчатой кости (SS) > 6 см$^2$, то эффект облучения соседними участками кости пренебрежимо мал. Для меньшей $SS$ приращение линейных размеров губчатой кости на 2 средние длины свободного пробега электронов приводит к увеличению дозового коэффициента пропорционально отношению увеличенной площади поверхности губчатой кости к исходной в степени 0,28. Для вычислительных фантомов человека эти значения варьируют от 1,03 до 1,21 и могут быть использованы как поправочные коэффициенты для дозовых коэффициентов. Относительная стандартная неопределенность поправочного коэффициента равна 5%.