nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2024-4-113-118nuc-757Research ArticleСтатьиПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ИЗМЕРЕНИЯ ЭПР-СПЕКТРОВ ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ДОЗИМЕТРИИ ЧЕЛОВЕКАAPPLICATION OF THE OPTIMIZATION THE PARAMETERS OF MEASURING TOOTH ENAMEL EPR SPECTRA FOR EMERGENCY HUMAN DOSIMETRYСкаковМ. К.SkakovM. K.

Курчатов; Усть-Каменогорск

Doctor of physical and mathematical sciences, Professor, Academic of KNAofNS; Professor of the department of physics and Technologies, сhief scientific officer of NNC RK 

Kurchatov; Ust-Kamenogorsk

skakovmk@mail.ruАйдархановA. O.AydarkhanovA. O.

Курчатов

PhD, Director of IRSE NNC RK

Kurchatov

asan@nnc.kzКенжинаЛ. Б.KenzhinaL. B.

Курчатов

PhD, head of biodosimetry laboratory 

Kurchatov

laurakenzhina@nnc.kzБияхметоваД. Б.BiyakhmetovaD. B.

Курчатов

Kurchatov

biyakhmetova95@mail.ruМамырбаеваА. Н.MamyrbayevaA. N.

Курчатов

Kurchatov

mamyrbayeva@nnc.kzРГП «Национальный ядерный центр Республики Казахстан»; Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена АманжоловаКазахстанNational Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan; Sarsen Amanzholov East Kazakhstan UniversityKazakhstanФилиал «Институт радиационной безопасности и экологии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Radiation Safety and Ecology” RSE NNC RKKazakhstan20243012202404113118Copyright © Скаков М.К., Айдарханов A.O., Кенжина Л.Б., Бияхметова Д.Б., Мамырбаева А.Н., 20252025Скаков М.К., Айдарханов A.O., Кенжина Л.Б., Бияхметова Д.Б., Мамырбаева А.Н.Skakov M.K., Aydarkhanov A.O., Kenzhina L.B., Biyakhmetova D.B., Mamyrbayeva A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/757

Из мировых литературных данных известно, что при использовании метода ЭПР в целях аварийной дозиметрии, где используются дозы от 0,5 Гр и выше качество и достоверность расчета экспериментальной дозы зависит от параметров регистрации спектров (время накопления, микроволновая мощность).

В данной статье описываются результаты разработки и применения метода оптимизации параметра регистрации спектров ЭПР на зубной эмали человека, такого как микроволновая мощность, но в диапазоне аварийных доз облучения (от 1 Гр до 5 Гр), в условиях локального радиационного инцидента на базе биодозиметрической лаборатории. Результаты показали, что полученное экспериментальное значение мощности СВЧ 5 МВт является наиболее эффективным параметром для повышения качества ЭПР-спектров зубной эмали человека для диапазона аварийных доз облучения, даже с учетом разных типов спектрометров, на которых проводятся измерения. Оптимизация параметра регистрации спектров ЭПР, в частности мощность СВЧ, повышает качество полученных спектров для диапазона аварийных доз облучения, даже с учетом разных типов спектрометров, на которых проводятся измерения.

It is known from the world literature that for EPR spectrometry for emergency dosimetry, where doses from 0.5 Gy and higher are used, the quality and reliability of calculating the experimental dose depends on the parameters of recording spectra (accumulation time, microwave power).

This article describes the results of the development and application of a method for optimizing the parameter of recording EPR spectra on human tooth enamel, such as microwave power, but in the range of emergency radiation doses (from 1 Gy to 5 Gy), under conditions of a local radiation incident based on a biodosimetric laboratory. The results showed that the obtained experimental microwave power value of 5 MW is the most effective parameter for improving the quality of EPR spectra of human tooth enamel for a range of emergency radiation doses, even taking into account different types of spectrometers on which measurements are carried out. Optimization of the parameter for recording EPR spectra, in particular microwave power, improves the quality of the obtained spectra for the range of emergency radiation doses, even taking into account different types of spectrometers on which measurements are carried out.

ЭПР-дозиметриязубная эмальмикроволновая мощностьфизическая дозиметрияЭПР-спектрEPR-dosimetrytooth enamelEPR microwave poweremergency human dosimetryEPR spectraThis research was funded by the Ministry of Energy of the Republic of Kazakhstan within the framework of the scientific and technical program “Nuclear power engineering development in the Republic of Kazakhstan” (IRN – BR24792713).ReferencesInternational Atomic Energy Agency (IAEA), Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and Their Remediation: Twenty Years of Experience, IAEA Radiological Assessment Reports Series, 2006.International Atomic Energy Agency (IAEA), Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and Their Remediation: Twenty Years of Experience, IAEA Radiological Assessment Reports Series, 2006.International Atomic Energy Agency (IAEA), The Fukushima Daiichi Accident, 2015.International Atomic Energy Agency (IAEA), The Fukushima Daiichi Accident, 2015.International Atomic Energy Agency (IAEA), The Radiological Accident in Chilca, 2018.International Atomic Energy Agency (IAEA), The Radiological Accident in Chilca, 2018.TMT HANDBOOK, Triage, Monitoring and Treatment of People Exposed to Ionizing Radiation Following a Malevolent Act, 2009.TMT HANDBOOK, Triage, Monitoring and Treatment of People Exposed to Ionizing Radiation Following a Malevolent Act, 2009.Romanyukha A. et al. Q-band electron paramagnetic resonance dosimetry in tooth: biopsy procedure and determination of dose detection limit // Radiat. Environ. Biophys. – 2014. Vol. 53. – P. 305–310.Romanyukha A. et al. Q-band electron paramagnetic resonance dosimetry in tooth: biopsy procedure and determination of dose detection limit // Radiat. Environ. Biophys. – 2014. Vol. 53. – P. 305–310.Williams B.B., et al. In vivo EPR tooth dosimetry for triage after a radiation event involving large populations, // Radiat. Environ. Biophys. – 2014. – Vol. 53. – P. 335– 346.Williams B.B., et al. In vivo EPR tooth dosimetry for triage after a radiation event involving large populations, // Radiat. Environ. Biophys. – 2014. – Vol. 53. – P. 335– 346.Nakai Y., et al. Effects of ultraviolet rays on L-band in vivo EPR dosimetry using tooth enamel // Appl. Magn. Reson. – 2022. – Vol. 53. P. 305–318.Nakai Y., et al. Effects of ultraviolet rays on L-band in vivo EPR dosimetry using tooth enamel // Appl. Magn. Reson. – 2022. – Vol. 53. P. 305–318.Beinke C., et al. Contribution of biological and EPR dosimetry to the medical management support of acute radiation health effects // Appl. Mang. Reson. – 2022. – Vol. 53. – P. 265–287.Beinke C., et al. Contribution of biological and EPR dosimetry to the medical management support of acute radiation health effects // Appl. Mang. Reson. – 2022. – Vol. 53. – P. 265–287.Fattibene P., et al. The 4th international comparison on EPR dosimetry with tooth enamel: Part 1: Report on the results // Radiation Measurements. – 2011. – Vol. 46, Issue 9. – P.765-771.Fattibene P., et al. The 4th international comparison on EPR dosimetry with tooth enamel: Part 1: Report on the results // Radiation Measurements. – 2011. – Vol. 46, Issue 9. – P.765-771.Zhumadilov, K. EPR dosimetry study for population residing in the vicinity of fallout trace for nuclear test on 7 August 1962 // Radiation Protection Dosimetry. – 2016. – Vol. 172. – P. 260–264.Zhumadilov, K. EPR dosimetry study for population residing in the vicinity of fallout trace for nuclear test on 7 August 1962 // Radiation Protection Dosimetry. – 2016. – Vol. 172. – P. 260–264.Жумадилов К.Ш., Иванников А.И., Степаненко В.Ф., Хоши М. Оценка степени воздействия испытаний на полигоне Лобнор (Китай) на население Республики Казахстан методом эпр дозиметрии // Вестник НЯЦ РК. – 2018. – № 1(78). – С. 53–57.Zhumadilov K. Sh., Ivannikov A. I., Stepanenko V. F., Hoshi M. Evaluation of the Impact of tests at the Lobnor test site (China) on the population of the Republic of Kazakhstan using the EPR dosimetry method // NNC RK Bulletin. – 2018. – Issue 1(73). – P. 53–57. (In Russ.)Жумадилов К.Ш., Иванников А.И., Сарсенова С.М., Степаненко В.Ф., Хоши М. Результаты ЭПР дозиметрии по зубной эмали населения, проживающего вблизи Семипалатинского ядерного полигона // Вестник НЯЦ РК. – 2018. – № 1(73). – С. 49–52.Zhumadilov K.Sh., Ivannikov A.I., Sarsenova S.M., Stepanenko V.F., Hoshi M. The Results of EPR Dosimetry on Tooth Enamel of the Population Living Near the Semipalatinsk Nuclear Test Site// NNC RK Bulletin. – 2018. – Issue 1(73). – P. 49–52. (In Russ.)Оразалина И.С., Абышев Б.К., Иванников А.И., Жумадилов К.Ш. Сравнительный анализ фоновых доз, полученных ЭПР методом по зубной эмали жителей городов Степногорск и Семипалатинск // Вестник НЯЦ РК. – 2018. – № 1(73). – С. 49–52.Orazalina I.S., Abyshev B.K., Ivannikov A.I., Zhumadilov K.Sh. Comparative analysis of background doses obtained by EPR method by tooth enamel of residents of Stepnogorsk and Semipalatinsk // NNC RK Bulletin. – 2018. – Issue 1(73). – P. 49–52. (In Russ.)Жумадилов К. Ш., Иванников А. И., Степаненко В. Ф., Хоши М. Оптимизация параметров измерений ЭПР дозиметрических спектров образцов зубной эмали // Вестник Карагандинского университета. Cерия: Физика. – 2018. – № 3(91). – С. 29–36.Zhumadilov К.Sh., Ivannikov А.I., Stepanenko V.F., Hoshi М. Optimization of dental enamel EPR dosimetry spectra measurements parameters // Bulletin of the Karaganda University. Physics Series. – 2018. – Issue 3. – Р. 29–36 (In Rus.)Park J.I., et al. Dependence of radiation-induced signals on geometry of tooth enamel using a 1.15 GHz electron paramagnetic resonance spectrometer: improvement of dosimetric accuracy // Health Phys. – 2021. – Vol. 120. – P. 152–162.Park J.I., et al. Dependence of radiation-induced signals on geometry of tooth enamel using a 1.15 GHz electron paramagnetic resonance spectrometer: improvement of dosimetric accuracy // Health Phys. – 2021. – Vol. 120. – P. 152–162.Yamaguchi I., et al. L-band electron paramagnetic resonance tooth dosimetry applied to affected cattle teeth in Fukushima // Appl. Sci. – 2021. – Vol. 11. – P. 1187– 1193.Yamaguchi I., et al. L-band electron paramagnetic resonance tooth dosimetry applied to affected cattle teeth in Fukushima // Appl. Sci. – 2021. – Vol. 11. – P. 1187– 1193.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.