中心教师参与的“多尺度辐射剂量学体系的构建与应用”项目获2022年度中国辐射防护学会科学技术奖一等奖！

祝贺！

项目名称：多尺度辐射剂量学体系的构建与应用

获奖等级：科技进步一等奖

主要完成单位：清华大学，中国辐射防护研究院

主要完成人：邱睿，刘立业，李君利，武祯，赵原，张辉，肖运实，林谦，曾志，陈法国，衣宏昌，赵日，马豪

第一完成人简介

邱睿，清华大学工程物理系长聘教授、博导、清华大学科研院副院长（挂职）。现任ICRP TG103委员，第14届国际辐射屏蔽会议程序委员会共同主席，国际辐射防护协会青年联合会Leadership committee委员，世界核妇女组织执委，ISORD国际会议监督指导委员会委员，中国辐射防护学会青年委员会副主任委员，中国生物医学工程学会医学物理分会青年委员会副主任委员，中国辐射防护学会加速器辐射防护分会常务理事、中国辐射防护学会放射治疗分会常务理事、中华医学会放射医学与防护学分会常委等；任职8个期刊，包括Medical Physics、Health Physics等副主编和《原子能科学技术》、《中华放射医学与防护》、《辐射防护》等编委。共发表文章127篇，其中SCI收录63篇，21篇文章获得国际国内学术奖励，曾获 ISORD10 国际会议青年科学家奖、英国物理学会（IOP）出版社中国高被引论文奖、中国核学会首届女科学家奖等。主讲清华大学精品课程，曾获中国核工业教育学会教学成果一等奖（排名1）、北京市优秀毕设指导教师、清华大学青年教师教学优秀奖、清华大学优秀博士论文指导教师等荣誉，多次被评为清华大学“毕业生心目中的好教师”。

项目简介

辐射剂量学研究在辐射防护领域具有重要的科学意义和应用价值。未来辐射防护的发展方向之一是实现辐射健康效应的个体化、精细化评估。由于辐射健康效应的产生包含一系列物理过程、化学过程和生物过程，而传统辐射剂量学仅仅从物理宏观能量沉积的角度开展研究，无法满足这样的需求。因此，微纳尺度精细剂量计算是辐射剂量学的前沿和热点方向。随着研究尺度从宏观发展到微观，人体辐射剂量学面临着一系列困难和挑战。首先，辐射和人体作用时间和空间尺度跨度都极大，跨尺度耦合计算困难；第二，一些辐射敏感器官结构复杂，建模困难；第三，精细模型体素量巨大，计算资源消耗巨大。

针对这些困难和挑战，项目组构建了多尺度辐射剂量学体系，包含全身模型、精细器官模型和DNA原子模型，可在毫米、微米和纳米三个尺度上开展辐射剂量学研究，实现了辐射作用于人体微观物理和生物过程的精细化模拟，实现了物理过程与生物过程的融合统一。建立了国内首套包含精细器官模型的中国参考人系列数字体模，涵盖不同性别、年龄、身高、体重的人群，包含乳腺、骨、呼吸道、眼等精细器官模型，并实现了个体化体模的修正。建立了国内首个DNA原子模型，计算并修正了低能电子与水的作用截面基础物理参数，研发了国内首套纳剂量学蒙卡模拟程序，填补了国内空白。构建了多尺度剂量学参数数据库，在骨剂量、皮肤剂量、数据统计涨落等方面计算精度优于ICRP出版物数据，揭示了不同人种在不同照射条件下组织器官剂量的差异及变化规律。研发了一系列具有全部自主知识产权的准确高效的多尺度剂量评估软件，包括CT、X射线摄影、乳腺X射线摄影剂量评估软件，内照射剂量评估软件，肺部计数器动态虚拟校准程序等。

研究成果形成了国家标准GB/T16137-2021的核心内容，还被应用于中国疾病预防控制中心、北京同仁医院、军事医学科学院、苏州大学等单位，为其提供了职业照射、医疗照射、辐射事故应急的技术支持，在辐射防护最优化和辐射事故处置中发挥了重要作用。

项目亮点

在国际上首次构建了多尺度辐射剂量学体系，并应用于剂量转换系数计算、快速虚拟校准、事故剂量重建、放射诊疗生物效应评估等工作中。

1. 提出了多尺度辐射剂量学概念，实现了物理过程与生物过程的融合统一，构建了毫米、微米、纳米三种空间尺度的人体数字体模及其剂量学体系。

2. 建立了国内首套包含精细器官模型的中国参考人系列数字体模，涵盖不同性别、年龄、身高、体重的人群。

3. 建立了国内首个DNA原子模型，研发了国内首套纳剂量学蒙卡模拟程序，填补了国内空白。

4. 构建了多尺度剂量学参数数据库，在骨剂量、皮肤剂量、数据统计涨落等方面计算精度优于ICRP出版物数据，揭示了不同人种在不同照射条件下组织器官剂量的差异及变化规律。

成果形成了国家标准GB/T 16137-2021的核心内容；相关论文被Health Physics选为封面文章，并被ICRP145号出版物引用，还获得了英国物理学会出版社（IOP）中国高被引论文奖；项目完成人应邀在美国保健物理学会年会等会议作大会主旨报告。

经中国辐射防护学会成果鉴定，该项目成果是我国在人体模型和辐射剂量学研究方面的重要突破和创新，具有系统性、综合性，关键技术完全自主可控，在模型精度、剂量学参数种类、计算效率和结果准确性方面，优于国内外同类研究，总体技术达到国际领先水平，对提高我国辐射剂量学研究、辐射防护最优化和辐射健康风险评估技术水平具有重要意义。