Compartment model for radon-induced absorbed dose in lungs
Compartment model for radon-induced absorbed dose in lungs
Abstract
Inhalation of radon gas and radon daughters has since a long time been reported as the second leading cause of lung cancer after smoking. The biological hazards make it therefore important to quantify the absorbed doses from radon and radon daughters. The first aim of the study was to reconstruct the Human Respiratory Tract Model, presented by ICRP, to describe the biokinetics, i.e. movement of radon and radon daughters after inhalation for members of the public. The biokinetic model was implemented in the software tool Ecolego and was supplemented with Human Alimentary Tract Model and systemic models of radon, polonium, lead, and bismuth for a complete description of internal exposure. The final biokinetic model enables the user to acquire time-integrated activity (Ã) for combinations of 1) radon and radon daughters, 2) different modes of particle size distribution of radon
daughters in air, 3) for members of the public of ages 3 months old, 1 year old, 5 years old, 10 years old, 15 years old and adults defined by ICRP and 4) genders for 15 years old and adults. The model was in a first step bench-marked against the internal dose calculation software Taurus, through comparison of à in the lungs, which resulted in approximately 20% relative bias between the implemented biokinetic model and Taurus. For an overall evaluation of the biokinetic model, the effective dose for radon daughters was calculated to be 18.22 mSv per WLM, which is in the range of values (7–21.1 mSv per WLM) obtained by other researchers. A secondary aim was to study how absorbed doses from emitted α-and β particles following the decay of radon and radon daughters are distributed between tissues of the lungs. Absorbed doses were generated using the software program IDAC-Dose 2.1. In addition, values of S coefficients for combinations of source regions and target tissues inside the respiratory tract were incorporated in the software giving approximative values on absorbed doses and associated uncertainties. The absorbed dose from inhaled radon gas were found to be two orders of magnitude smaller than absorbed doses from inhaled radon
daughters. The highest absorbed doses were, as expected, found to be from emitted α particles from 218Po- and 214Po-decay in nearly all tissues of the lungs.
Degree
Student essay
Other description
Inandning av gasen radon och radondöttrar är sedan länge ansett som den näst vanligaste orsaken till lungcancer efter rökning. Biologiska skador som uppstår i samband med intag av radon och radondöttrar gör det därför viktigt att kunna kvantifiera kroppens exponering. Syftet med projektet var att rekonstruera lungmodellen som är presenterad av ICRP, för att beskriva biokinetik, det vill säga fördelning av radon och radondöttrar mellan lungvävnaderna för allmänheten. Lungmodellen implementerades i programvaran Ecolego, och kompletterades med modell för matsmältningskanalen och systemiska modeller för radon, polonium, bly och vismut för att få en fullständig beskrivning av den interna exponeringen. Den framtagna biokinetiska modellen gör det möjligt att erhålla tidsintegrerad aktivitet (Ã) för olika kombinationer av 1) radon och radondöttrar, 2) fristående radondöttrar, eller olika tillstånd av bundna radondöttrar 3) för av ICRP definierade åldrarna 3 månader, 1 år, 5 år, 10 år, 15 år och vuxna, och 4) för olika kön för 15 år gamla och vuxna. Modellen utvärderades i ett första steg mot Taurus som är en programvara för interndosimetri, via jämförelse av à i lungor, som resulterade i ett relativt fel på ungefär 20% mellan implementerad biokinetisk modell och Taurus. För en helhetsbedömning av den biokinetiska modellen, beräknades effektiv dos från radondöttrar som gav ett värde på 18,22 mSv per WLM, som ligger inom intervall (7–21,1 mSv per WLM) angiven av andra forskare. Studiens andra syfte var att ta fram hur absorberad dos från α och β-partiklar som emitteras i samband med radioaktiva sönderfall av radon och radondöttrar fördelas mellan lungvävnaderna. Värden på absorberade doser beräknades i programvaran IDAC-Dose 2.1. Dessutom inkorporerades det i programmet värden för S koefficienter för källorgan och målvävnader i lungor, vilket gör det möjligt att få ungefärliga värden på absorberad dos och tillhörande osäkerheter. Absorberad dos från inhalerad radon beräknades vara hundra gånger mindre än absorberad dos från inhalerade radondöttrar. Den högsta dosen i nästan alla lungvävnader kom som förväntat från α-partiklar som
emitteras från sönderfall av 218Po och 214Po.
Collections
View/ Open
Date
2024-04-23Author
Hosseini, Sofia
Keywords
Medical physics
Radon exposure
Human Respiratory Tract Model
time-integrated activity
Cumulative activity
Absorbed dose
Lung dose
Language
eng