直線加速器工作場(chǎng)所輻射衛(wèi)生防護(hù)分析及評(píng)價(jià)

王　洵　汪月莉　蔡耀章　王　欣

（1.浙江省寧波市第二醫(yī)院，浙江 寧波 315010；2.浙江省寧波市衛(wèi)生監(jiān)督所，浙江 寧波 315010；3.浙江省寧波市新民醫(yī)院，浙江 寧波 315010）

直線加速器輸出的高能X射線和高能電子束，不僅用來治療多種惡性腫瘤，還用來治療一些良性腫瘤及多種良性疾病，但同時(shí)，這種人工輻射源對(duì)工作人員和公眾也存在著潛在的危害。為了在發(fā)揮醫(yī)療照射效益的同時(shí)，保障放射治療工作人員和公眾的身體健康，我們對(duì)西門子KD2型放射治療直線加速器工作場(chǎng)所及周圍環(huán)境[1]的輻射衛(wèi)生防護(hù)狀況進(jìn)行了實(shí)際監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)治療室內(nèi)感生放射性[2]輻射劑量率相對(duì)于X射線能量、處方劑量、冷卻時(shí)間、離機(jī)頭距離等的關(guān)系進(jìn)行了測(cè)量研究，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià), 提出相應(yīng)的預(yù)防防護(hù)措施。

1對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

對(duì)象為1臺(tái)西門子MEVATRON KD2 放射治療直線加速器。該直線加速器具有2檔高能X射線，能量分別為6 MV、15 MV，劑量率分別為2Gy/min、3Gy/min,可開放最大照射野40cm×40cm；6檔高能電子束中最高能量為21 MeV，劑量率均為3Gy/min，最大限光筒25cm×25cm。

直線加速器機(jī)房位于醫(yī)院內(nèi)，由治療室、迷路、防護(hù)門、控制室、電氣輔助機(jī)房、水冷機(jī)房組成。其中治療室內(nèi)部長(zhǎng)×寬×高為7.6m×6.1m×4.5m，迷路為L(zhǎng)型，其長(zhǎng)度為6 m，寬2.2 m。加速器墻體的屏蔽材料為普通鋼筋混凝土，密度不小于2.35T/m3，主屏蔽墻體厚2.78m，副屏蔽墻體厚1.27m，屋頂主、副屏蔽厚度分別為2.3 m、1.2 m。防護(hù)門采用具有鉛及硼化聚乙烯夾芯的木結(jié)構(gòu)門，電動(dòng)啟閉，厚度230 mm。治療室通風(fēng)約4次/h。

1.2儀器測(cè)量

美國S.E公司產(chǎn)X、γ輻射巡檢儀，經(jīng)國家一級(jí)計(jì)量測(cè)試機(jī)構(gòu)檢定校準(zhǔn)，每年刻度1次，其測(cè)量的基本誤差＜15%,檢定時(shí)對(duì)應(yīng)于137Cs的校準(zhǔn)因子和能量響應(yīng)分別為1.11和1。

1.3測(cè)量方法

1.3.1輻射劑量率首先用輻射巡檢儀調(diào)查測(cè)量工作場(chǎng)所及周圍環(huán)境輻射劑量率本底水平。然后選取穿射能力最大的15MV X射線，照射野開至最大40cm×40cm，機(jī)架角度分別位于0°、90°、270°、180°位置，用輻射巡檢儀分別測(cè)量控制室主、副屏蔽墻、電氣輔助機(jī)房、水冷機(jī)房、西、南屏蔽墻等處的輻射劑量率。

1.3.2感生放射性輻射劑量率測(cè)量分別選取6MV、15MV X射線，照射野開至最大40cm×40cm，機(jī)架角度位于0°，用輻射巡檢儀分別測(cè)量治療室內(nèi)部不同處方劑量、不同冷卻時(shí)間、離治療機(jī)頭不同距離處的輻射劑量率。

2結(jié)果

2.1輻射水平

測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，工作場(chǎng)所及周圍環(huán)境輻射劑量率本底水平約為0.16～0.27μSv/h。為測(cè)量直線加速器工作時(shí)可能的最高輻射水平，選取X射線最高能量，照射野開至最大的極端情況。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，工作場(chǎng)所及周圍環(huán)境中，控制室主屏蔽墻處的輻射水平最高，測(cè)量值為7.22μSv/h，其余位置稍高或接近于本底水平（表1）。

2.2 感生放射性輻射水平

照射野開至最大40cm×40cm，機(jī)架角度位于0°時(shí)，6MV X射線在治療室內(nèi)部不同處方劑量、不同冷卻時(shí)間、離治療機(jī)頭不同距離處的輻射劑量率均接近于本底水平；相同條件下15MV高能X射線的輻射劑量率明顯增高，其中在冷卻30秒，直線加速器靠近機(jī)頭射野中心處輻射水平可達(dá)2.83μSv/h；隨著冷卻時(shí)間的增加，感生放射性輻射水平逐漸降低，冷卻約5 min后，治療室內(nèi)部感生放射性輻射水平降低到稍高或接近于本底水平?？梢娭委熓覂?nèi)感生放射性伴隨高能X射線產(chǎn)生，隨冷卻時(shí)間及離治療機(jī)頭距離的增加而明顯減少(表2)。

3討論

該院放射治療用直線加速器位于醫(yī)院內(nèi)部一角，與醫(yī)院內(nèi)部其他建筑距離適當(dāng)，周圍無普通居民

樓。放射治療機(jī)房遠(yuǎn)離人員活動(dòng)密集區(qū)域，進(jìn)出人員大部分均為放射治療工作人員及進(jìn)行放射治療的患者，患者家屬及其他閑雜人員無特殊情況禁止進(jìn)入放射治療工作場(chǎng)所。對(duì)于公眾照射，有效劑量當(dāng)量在規(guī)定的連續(xù)5年內(nèi)平均為1mSv，在其中任一年內(nèi)不得超過5mSv[3]。根據(jù)表1的測(cè)量結(jié)果，取西、南屏蔽墻外的最高輻射水平0.45μSv/h，加速器每天平均進(jìn)行放射治療200照射野，每照射野出束1分鐘，年工作日250天，公眾居留因子取1，則年有效劑量當(dāng)量為0.45μSv/h×200/60×250=0.375mSv，明顯小于對(duì)規(guī)定的公眾照射劑量限值?？梢姴粫?huì)對(duì)公眾帶來輻射健康危害。

機(jī)房屏蔽設(shè)施的防護(hù)效果。測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，取控制室主防護(hù)墻外的最高輻射水平7.22μSv/h，假設(shè)加速器每天平均進(jìn)行放射治療400照射野，工作量由4人分擔(dān)，并且所有射野都朝向該方向，每照射野出束1分鐘，年工作日250 d，居留因子取1，則年有效劑量當(dāng)量為7.22μSv/h×400/4/60×250≈3.0mSv。針對(duì)該直線加速器具有的15MV 高能X射線，還需要考慮加速器機(jī)頭部位的結(jié)構(gòu)材料受到高能粒子的照射而產(chǎn)生的感生放射性[4]。加速器機(jī)頭處的感生放射性水平與加速器的能量、粒子種類、機(jī)頭處的結(jié)構(gòu)材料、處方劑量、冷卻時(shí)間、離機(jī)頭距離等因素密切相關(guān)。根據(jù)表2的測(cè)量結(jié)果，對(duì)6MV的低能X射線，測(cè)得的感生放射性輻射劑量率接近于本底水平，可忽略不計(jì)；而對(duì)15MV的高能X射線，感生放射性必須得加以考慮。照射3Gy，取冷卻30秒時(shí)機(jī)頭處的最高輻射水平2.83μSv/h，加速器每天平均進(jìn)行放射治療200照射野，工作量由4人分擔(dān)，每野平均擺位時(shí)間3分鐘，年工作日250天，則感生放射性產(chǎn)生的年有效劑量當(dāng)量為2.83μSv/h×200×3/4/60×250≈1.8mSv。對(duì)于職業(yè)照射，在規(guī)定的連續(xù)5年內(nèi)，平均年有效劑量當(dāng)量限值為20mSv，在其中任何一年內(nèi)不得超過50mSv[3,5]。通過以上估算得知該直線加速器對(duì)放射治療工作人員年最大有效劑量當(dāng)量約4.8mSv，滿足職業(yè)照射劑量限值要求。該院按照國家相關(guān)規(guī)定，接受市疾病預(yù)防控制中心對(duì)其放射工作人員進(jìn)行的每一季度為一監(jiān)測(cè)周期的熱釋光個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。熱釋光標(biāo)定時(shí)，當(dāng)能量＞100keV時(shí)的不確定度≤±10%。在2006年度，放射治療工作人員的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)結(jié)果在0.384~0.848mSv/a范圍，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

以上估算都是在輻射防護(hù)保守條件下（最高能量、最大射野、直接投照、大居留因子）進(jìn)行，實(shí)際的年有效劑量當(dāng)量應(yīng)該比估算的低。但為了降低可能的有效劑量當(dāng)量，進(jìn)一步減少輻射隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生，可以采取一定的預(yù)防防護(hù)措施。比如可以在控制室主防護(hù)墻增加一定當(dāng)量的鉛，進(jìn)一步降低控制室的輻射劑量率。治療室內(nèi)部感生放射性伴隨高能X射線產(chǎn)生，因此應(yīng)優(yōu)先選擇低能的射線及合適的照射條件；其次，治療室內(nèi)部感生放射性隨投照結(jié)束冷卻時(shí)間的延長(zhǎng)有明顯的下降，所以治療技師進(jìn)行高能X射線治療后，開始下一次的放療擺位前等待幾分鐘再進(jìn)入治療室；另外有研究表明，治療室內(nèi)98%以上的感生放射性活度來自于空氣中氣態(tài)的短半衰期感生放射性核素[6]，因此應(yīng)保證機(jī)房的通風(fēng)換氣效率。

4參考文獻(xiàn)

[1] GB/T14583-93.環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范[S].

[2] 劉建防,鄭潔.對(duì)醫(yī)用加速器產(chǎn)生感生放射性的分析與探討[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè),2005, 19(4): 201-203.

[3] GB18871-2002.電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] 楊樹強(qiáng),鄧大平. 遠(yuǎn)距離放射治療中患者的輻射防護(hù)措施[J].中國輻射衛(wèi)生,2008,17(2):247-249.

[5]GBZ128-2002,職業(yè)性外照射個(gè)人監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].

[6]ENDO A,KIKUCH IM,IZAWA S,et al. Characteristics of the chemical form of C,N,and O induced in air by the operation of a 100 MeV electron linear accelerator[J].Health Phys,1995,68(1):80-88.

作者簡(jiǎn)介：王洵（1972—），男，學(xué)士，主管技師。（收稿日期：2008-12-10）