Определения и сокращения

3 Определения и сокращения

В настоящем стандарте применяют следующие определения и сокраще-

ния:

чрезвычайная ситуация (ЧС) - по ГОСТ Р 22.0.02;

парамагнитное вещество - вещество, содержащее атомы или молекулы

с неспаренным электроном и

электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) - явление поглощения

энергии сверхвысокочастотного (1-10 Ггц) излучения (СВЧ) парамагнитны-

ми центрами вещества, помещенного в магнитное поле, при некотором оп-

ределенном для данных парамагнитных центров значении магнитного поля;

g-фактор - основная радиоспектроскопическая характеристика пара-

магнитных центров, связанная с их магнитным моментом и позволяющая

проводить их идентификацию при анализе ЭПР-спектров вещества;

зубная эмаль (ЗЭ) - апатитоподобное вещество поликристаллической

структуры с незначительной примесью органических соединений;

РЭ ПДОЗЭ - Рабочий эталон поглощенной дозы в облученной ЗЭ;

РПЦ - радиационно-индуцированные парамагнитные центры

4 Сущность метода

Сущность метода заключается в измерении интенсивности сигналов

ЭПР от стабильных во времени РПЦ, образующихся в кристаллической

структуре ЗЭ в количествах, пропорциональных поглощенной дозе облуче-

ния. Радиационный сигнал - узкий анизотропный пик поглощения в спектре

ЭПР облученной ЗЭ - определяют на фоне широкого пика поглощения с мак-

симумом в диапазоне g=2,006-2,003, присущего спектру необлученной ЗЭ и

обусловленного органическими примесями.

3

ГОСТ Р 22.3.04-95

Особенность метода ЭПР-дозиметрии, в котором ЗЭ представляется в

качестве индивидуального твердотельного дозиметра, заключается в на-

хождении коэффициента радиационной чувствительности эмали (f) в ре-

зультате последовательного дооблучения (и соответствующих ЭПР-измере-

ний) каждой пробы на аттестованном источнике гамма-излучения с соблю-

дением условий равновесия вторичных электронов. Окончательную оценку

первоначальной поглощенной эмалью дозы вместе с ее погрешностью нахо-

дят путем линейного регрессионного анализа данных по интенсивности ра-

диационных сигналов при разных дозах дооблучения с учетом определяемо-

го значения f (рис.1).

При воссоздании общей картины радиационного поражения населения в

пострадавшем регионе и проведении массовых ЭПР-анализов допускается

ускоренный способ приближенной оценки доз с использованием аттестован-

ного Рабочего эталона поглощенной дозы в облученной зубной эмали с ус-

редненным значением ее радиационной чувствительности [ ].

5 Оборудование и материалы для проведения измерений

Для проведения измерений применяют:

- спектрометр ЭПР (длина волны 3 см) с аттестованной (по паспор-

ту) чувствительностью не менее 10_510_0 спинов;

- РЭ ПДОЗЭ. Регистрационный N в Государственном реестре

средств измерений;

- установка облучательная с аттестованными источниками гамма-из-

лучения изотопов Cs-137 или Co-60;

- бормашина электрическая портативная типа БЭПБ-06 или бормашина

техническая типа БТ-1-12 с гибким рукавом;

4

ГОСТ Р 22.3.04-95

- боры зубоврачебные по ГОСТ 22090;

- весы лабораторные общего назначения и образцовые по ГОСТ 24104

или весы торсионные ВТ-500;

- шкаф сушильный типа ШС-20;

- ступка с пестиком фарфоровая по ГОСТ 9147;

- эксикатор с влагопоглощающими наполнителями по ГОСТ 25336_4;

- ампулы полистироловые по ГОСТ 20282;

- ампулы стеклянные кварцевые тонкостенные по ГОСТ 19908;

- 4%-й раствор формальдегида по ГОСТ ;

- ацетон по ГОСТ 2603;

- спирт этиловый по ГОСТ 18300;

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

6 Подготовка к проведению измерений

6.1 Подготовка проб зубной эмали

6.1.1 Предварительные операции, связанные с удалением, транспор-

тировкой и хранением образцов зубов, представленных к ЭПР-дозиметри-

ческому анализу, рассмотрены в Приложении А. В Приложении Б приведена

единая обязательная форма на сопроводительный документ к удаляемым зу-

бам (Анкетный лист), заполняемый врачом-стоматологом.

6.1.1 С зуба механически удаляют остатки органических веществ,

зубной камень и пигментированные вкрапления. Последние осторожно сош-

лифовывают с помощью зубоврачебного бора. Затем зуб промывают последо-

вательно в ацетоне, воде и спирте. При механической обработке эмали

недопустимо использование инструментов и материалов с парамагнитными

свойствами.

6

ГОСТ Р 22.3.04-95

6.1.2 Очищенный зуб распиливают под струей воды с помощью алмаз-

ного отрезного диска на две части: верхнюю, покрытую эмалью, и корень,

а затем верхнюю половину зуба вдоль вертикальной оси - на две или че-

тыре части в зависимости от его формы.

6.1.3 Способы последующего разделения эмали и дентина и соответс-

твующего контроля приведены в Приложении В.

При любой механической обработке необходимо избегать локальных

перегревов образцов ЗЭ. Рекомендуется также лучше удалить некоторое

количество эмали с вкраплениями дентина, чем оставлять последние в

анализируемой пробе ЗЭ.

6.1.4 Для снятия эффекта анизотропии, который мог бы проявиться

при ЭПР-измерениях проб ЗЭ с крупными фрагментами, полученные осколки

эмали измельчают в ступке до зерен размером ~ 0,5 мм и не более 1,0 мм

в поперечнике. Не следует допускать слишком тонкого измельчения эмали

(до состояния пыли) во избежание появления стойких дополнительных ра-

дикалов (механо-индуцированных или связанных с окислительными процес-

сами),

6.1.5 Подготовленные таким образом зерна эмали обезжиривают (про-

мывают последовательно в ацетоне, дистиллированной воде и спирте) и

высушивают при комнатной температуре в эксикаторе.

6.1.6 Из очищенной эмали готовят навески массой от 50 до 100 мг в

зависимости от количества эмали, получаемой из зуба. При подготовке

пробы для ЭПР-дозиметрического анализа рекомендуется оставлять для

возможного контрольного анализа параллельную пробу ЗЭ.

6.1.7 Подготовленные пробы эмали выдерживают в сушильном шкафу в

течение 20-24 часов при температуре 40+/-2 _50_0С.

7

ГОСТ Р 22.3.04-95

6.1.8 Ампулы, в которые будут помещаться пробы эмали, промывают в

дистиллированной воде, ополаскивают спиртом и высушивают при комнатной

температуре в эксикаторе с влагопоглотителем, где хранят до использо-

вания в работе.

6.1.9 Подготовленные по п.6.1.7 пробы эмали помещают в ампулу для

проведения измерений. При этом за каждой пробой закрепляют ампулу на

все время измерений. Навеску эмали взвешивают и хранят в закупоренной

ампуле.

6.2 Подготовка спекрометра ЭПР

6.2.1 Подготовку спекрометра ЭПР к работе выполняют в соответс-

твии с инструкцией по его эксплуатации.

6.2.2 Готовность к работе ЭПР спектрометра (стабильность магнит-

ного поля Н, частоты_7 n _0и уровня мощности СВЧ) проверяют, регистрируя

спектр РЭПДОЗЭ. Подбирают оптимальный рабочий режим измерения, при ко-

тором спектр РЭ ПДОЗЭ находится в середине развертки магнитного поля Н

6.2.3 Стабильность Н и _7n_0 контролируют воспроизводимостью местопо-

ложения на спектре 3-ей и 4-ой линии двухвалентного марганца, входяще-

го в состав РЭ ПДОЗЭ.

6.2.4 Следует убедиться в воспроизводимости измерения величины

амплитуды реперной линии РПЦ в спектре РЭ ПДОЗЭ, погрешность измерения

которой не должна превышать 2-3%.

6.2.5 Параметры регистрации спектров (постоянная времени, коли-

чество накоплений, время регистрации) выбирают в зависимости от типа

спектрометра, руководствуясь следующими соображениями:

- отношение сигнал-шум, измеренное по амплитуде нативного сигнала

для РЭ ПДОЗЭ, должно быть не менее 10. При этом не должно происходить

искажение формы спектра РПЦ облученной эмали;

8

ГОСТ Р 22.3.04-95

- амплитуда модуляции поля выбирается не более 4 Гс во избежание

искажения формы спектра РПЦ;

- мощность подводимой к резонатору СВЧ определяется типом резона-

тора и выбирается в области, где не происходит насыщения сигнала РПЦ

(не более 10 мВт).

6.3 Проверку ампул, отобранных для размещения в них исследуемой

эмали зуба, на отсутствие паразитных сигналов выполняют на ЭПР-спект-

рометре при максимальном усилении спектрометра с выбранными оптималь-

ными режимами измерений при изменении величины g-фактора от 1,9970 до

2,0055.

7 Проведение измерений

Измерения ЭПР-спектров подготовленных проб с целью ретроспектив-

ной оценки поглощенных в зубной эмали доз осуществляются в два этапа:

ускоренным способом с использованием РЭ ПДОЗЭ (экспресс-анализ) и с

определением радиационной чувствительности каждой исследуемой пробы

эмали методом дооблучения и последующего линейного регрессионного ана-

лиза.

7.1 Измерение ЭПР-спектров проб.

7.1.1 Ампулу с подготовленной пробой помещают в резонатор

ЭПР-спектрометра, выдерживая постоянную глубину погружений.

7.1.2 ЭПР-спектр исследуемой пробы (рис.2) измеряют в соответс-

твии с нормативной документацией по эксплуатации ЭПР-спектрометра.

7.1.3 ЭПР-спектр записывают в память ЭВМ и одновременно в лабора-

торный журнал исследований по форме согласно приложению В.

9

ГОСТ Р 22.3.04-95

7.1.4 Измерение спектров эмали, не подвергшейся дооблучению, осу-

ществляют в режиме накопления данных в памяти ЭВМ в результате многок-

ратных повторных измерений (до 10 раз в зависимости от чувствительнос-

ти спектрометра).

7.1.5 Контроль за стабильностью работы спектрометра производят

путем периодической регистрации спектров ЭПР от РЭ ПДОЗЭ: через 5-10

исследуемых образцов. Оптимальную частоту регистрации спектра РЭ ПДОЗЭ

находят для каждого спектрометра индивидуально путем минимизации до-

пустимой среднеквадратической погрешности отклонений показаний от ре-

перной линии РЭ ПДОЗЭ при прочих равных условиях его регистрации.

7.2 Дооблучение проб эмали зубов

7.2.1 После измерения ЭПР-спектра пробу извлекают из ампулы и по-

мещают в специальную кассету со стенками из тканеэквивалентного покры-

тия толщиной 1г/см_52_0, обеспечивающей условия электронного равновесия в

процессе дооблучения пробы на установке облучательной с аттестованным

источником гамма-излучения изотопов Cs-137 или Co-60.

7.2.2 Необходимую дозу облучения обеспечивают соответствующим

подбором времени облучения и расстояния от кассеты с пробой до источ-

ника гамма-излучения. В каждом сеансе рекомендуется осуществлять до-

полнительный контроль дозы облучения, например, по индивидуальным тер-

молюминесцентным дозиметрам, помещаемым в кассету вместе с исследуемы-

ми пробами, или при помощи аттестованного ренгенометра.

7.2.3 Величина шага дооблучения определяется величиной дозы D_4э_0,

предварительно найденной в результате экспресс-анализа без дооблуче-

ния, и составляет (1-3)D_4э_0.

11

ГОСТ Р 22.3.04-95

7.2.4 После каждого облучения пробу выдерживают в течение суток в

сушильном шкафу при температуре 40_50_0 С, после чего измеряют ЭПР-спектр

пробы в соответствии с п. 7.1.

7.2.5 Минимальное количество точек дооблучения равно 4, минималь-

ное количество измерений в каждой точке на кривой дооблучения - 2. С

учетом измерений пробы перед дооблучением минимальное общее количество

сопряженных ЭПР-измерений каждой пробы в итоге составляет не менее 10.

7.2.5 Данного количества экспериментальных точек на графике

(рис.1) достаточно для вычисления методом наименьших квадратов досто-

верных значений тангенса угла наклона (f) и величины концентрации РПЦ

(C_4о_0) в точке пересечения экспериментальной кривой с осью ординат.

8 Обработка результатов измерений

8.1 Концентрацию РПЦ в исследуемой пробе эмали С_4и_0, г_5-1_0 вычисляют

по формуле

С = С_4ст_0 _5._0 К_4ст_0 _5._0 Р_4ст_0/I_4ст_0 _5._0 I_4и_0/(К_4и_0 _5._0 P_4и_0) (1)

-1

где С_4ст_0, К_4ст_0, Р_4ст_0, I_4ст_0 - соответственно, концентрация РПЦ, г , коэф-

фициент усиления в относительных единицах, масса навески, мг и ампли-

туда реперной линии R_41_0R_42_0 в РЭ ПДОЗЭ, см, определяемая по результатам

обработки его ЭПР-спектра в соответствии с Приложением Г;

I_4и_0, К_4и_0, Р_4и_0 - соответственно, амплитуда реперной линии, см, коэф-

фициент усиления, масса навески исследуемой пробы зубной эмали, мг.

8.1.1 Для удобства вычислений искомых параметров и ошибок их оп-

ределения (опускаются громоздкие порядки величин измеряемых концентра-

ций РПЦ) эти и последующие расчеты следует проводить, принимая величи-

ну концентрации РПЦ в используемом РЭ ПДОЗЭ за условную единицу.

12

ГОСТ Р 22.3.04-95

8.2 Концентрацию РПЦ (С_4j_0) в исследуемой пробе эмали определяют

после каждого этапа облучения (j) в соответствии с Приложением Г.

8.3 По результатам измерений С_4j_0 в условных единицах для каждой

пробы устанавливают соответствие этих величин значениям D_4j_0, равным

суммарной дозе дооблучения на каждом этапе, при этом значениям кон-

центраций, получаемых без дооблучения (С_4о_0), соответствуют значения

D=0.

8.4 Для полученного таким образом набора пар (С_4j_0,D_4j_0) составляют

уравнение линейной регрессии

С_4j_0 = C_4o_0 + fD_4j_0, (2)

параметры которого (С_4o_0,f) вычисляют на ЭВМ при помощи метода наимень-

ших квадратов (Приложение Д).

8.5 Искомая начальная доза, накопленная в исследуемом образце,

определяется по формуле

D_4o_0 = C_4o_0/f (5)

8.6 Результаты измерений доз облучения оформляют в лабораторном

журнале (или в виде протокола) в соответствии с Приложением Е.

9 Допустимая погрешность контроля

9.1 Погрешность измерения начальной дозы облучения пробы зависит

от массы пробы эмали зуба, величины измеряемой дозы, погрешности зна-

чения коэффициентов усиления спектрометра и числа экспериментальных

точек дооблучения. Методика оценки погрешности измерения начальной до-

зы облучения приведена в Приложении Ж.

9.2 Нормы суммарной погрешности определения поглощенных в эмали

доз (при доверительной вероятности 0,95) в соответствии с настоящим

13

ГОСТ Р 22.3.04-95

стандартом и существующими требованиями к индивидуальному дозиметри-

ческому контролю внешнего излучения представляются в следующем виде:

для диапазона доз 0,05 - 0.1 Гр погрешность не превышает 100%,

для диапазона доз 0,1 - 0,2 Гр погрешность не превышает 50%,

для диапазона доз 0,2 - 0,5 Гр погрешность не превышает 40%,

для диапазона доз >0,5 Гр погрешность не превышает 30%.

10 Требования безопасности

10.1 При работе на ЭПР-спектрометре необходимо выполнять требова-

ния, предъявляемые к обслуживанию электроустановок с высоким напряже-

нием.

10.2 СВЧ генератор и СВЧ тракт должны иметь плотную экранировку,

не допускающую выхода СВЧ излучения в окружающее пространство.

10.3 Необходимо ограничить пребывание операторов в рассеянных по-

лях мощных магнитных систем.

10.4 При работе с ацетоном необходимо соблюдение требований безо-

пасности, предусмотренных ГОСТ 2603.

10.5 При работе с лабораторной посудой должны соблюдаться требова-

ния безопасности, предусмотренные ГОСТ 9147 и ГОСТ 19908.

10.6 При разделении эмали зубов и дентина должны соблюдаться тре-

бования безопасности, предусмотренные ГОСТ 22090.

10.7 При облучении проб эмали зубов на лабораторных источниках

гамма-излучения следует соблюдать правила техники безопасности при ра-

боте с источниками ионизирующего излучения, предусмотренные действую-

щими Основными санитарными правилами. Сами облученные пробы зубной

эмали радиационной опасности не представляют.

14

ГОСТ Р 22.3.04-95

Приложение А

Отбор, транспортировка и хранение образцов зубов

1 Удаленный у пациента по медицинским показаниям зуб кладут на

2-3 часа в 4%-й раствор формальдегида для обеззараживания и затем по-

мещают в отдельную тарную емкость типа пузырька из-под пенициллина.

Образец сопровождается анкетным листом, заполненным врачом-стоматоло-

гом в соответствии с Приложением Б.

2 При отборе зубов, отправляемых на ЭПР-дозиметрический анализ,

исключаются образцы зубов с практически стершейся или сильно повреж-

денной эмалью, а также с установленными на них металлическими коронка-

ми. В случае удаления у пациента нескольких зубов их упаковывают вмес-

те в одной тарной емкости.

3 При транспортировке очередных партий зубов с места отбора до

аналитической лаборатории должна быть исключена какая-либо вероятность

их рентгеновского просвечивания в процедуре багажного контроля в аэро-

порту.

4 Зубы, поступающие в аналитическую лабораторию, рекомендуется

хранить в холодильнике в тарных емкостях, заполняемых дистиллированной

водой. В противном случае из-за высыхания зубов последующая процедура

подготовки проб, связанная с отделением эмали от дентина, становится

затруднительной.

15

ГОСТ Р 22.3.04-95

Приложение Б

Анкетный лист

(сопроводительный документ к удаленному зубу, представленному

для ретроспективного ЭПР-дозиметрического анализа)

1. Фамилия, имя, отчество

2. Год рождения

3. Место жительства

4. Место жительства в период воздействия излучения

5. Характер работы (профессия) в период воздействия излучения

6. Имеющиеся сведения о профессиональном облучении по месту работы

7. Сведения о локальных облучениях зубов и головы (делались ли и

сколько раз рентгеновские снимки) при медицинских обследованиях (по

истории болезни и/или со слов пациента)

8. На схеме расположения зубов кружком указать зуб(ы), направляе-

мые для измерений. Указать крестом соседние отсутствующие зубы, звез-

дочкой - зубы с коронкой (протез)

8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8

-------------------------------

8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8

9. Номер регистрационной карты, истории болезни

10. Номер, серия, дата выдачи (кем выдан) паспорта или удостовере-

ния личности

11. Название (номер) поликлиники или больницы

12. Фамилия И.О. врача-стоматолога

подпись

" " _ _ _ _ _ 199 г. м.п.

16

ГОСТ Р 22.3.04-95

Приложение В

Отделение эмали от дентина при подготовке проб ЗЭ

Отделение эмали от дентина осуществляют несколькими способами.