核技術(shù)應(yīng)用環(huán)境影響評價(jià)中醫(yī)用電子直線加速器輻射屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)的研究

■付春霞 李金波 江海濤

（四川省核工業(yè)輻射測試防護(hù)院四川成都610000）

核技術(shù)應(yīng)用環(huán)境影響評價(jià)中醫(yī)用電子直線加速器輻射屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)的研究

■付春霞 李金波 江海濤

（四川省核工業(yè)輻射測試防護(hù)院四川成都610000）

醫(yī)用電子直線加速器室在滿足電離輻射與輻射安全基本標(biāo)準(zhǔn)前提下，應(yīng)做好醫(yī)用加速器機(jī)房輻射防護(hù)屏蔽的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要以相應(yīng)的輻射屏蔽規(guī)范為準(zhǔn)則，充分應(yīng)用電離輻射的屏蔽基礎(chǔ)原理，采用合理的計(jì)算方法，對加速器產(chǎn)生的輻射進(jìn)行規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)和優(yōu)化的屏蔽計(jì)算，從而滿足輻射屏蔽的防護(hù)要求。

醫(yī)用電子直線加速器輻射屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)

1　引言

根據(jù)現(xiàn)行的放射裝置分類管理辦法，醫(yī)院電子直線加速器屬于II類射線裝置，屬于中危險(xiǎn)裝置。醫(yī)用電子直線加速器能量較大，射線穿透力強(qiáng)，如使用過程中屏蔽不當(dāng)發(fā)生事故可使受照人員產(chǎn)生較嚴(yán)重的放射損傷，大劑量照射甚至導(dǎo)致死亡。因此醫(yī)用電子直線加速器在投入使用前，要做好相應(yīng)的輻射屏蔽防護(hù)措施。在進(jìn)行輻射屏蔽的防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)電離輻射與輻射安全基本標(biāo)準(zhǔn)及輻射安全屏蔽防護(hù)的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后按照輻射防護(hù)的要求再進(jìn)行結(jié)構(gòu)、主體等各方面的設(shè)計(jì)與施工。對于已建成的醫(yī)用電子直線加速器室在改建、擴(kuò)建時(shí)，在增加輻射屏蔽防護(hù)的同時(shí)，也應(yīng)考慮工程結(jié)構(gòu)等多方面因素影響，確保安全性。

2　醫(yī)用電子加速器室屏蔽防護(hù)的設(shè)計(jì)原則

（1）加速器機(jī)房一般設(shè)計(jì)于單獨(dú)的建筑物內(nèi)或建筑物底層，保障周圍環(huán)境及人員安全；

（2）加速器機(jī)房入口必須設(shè)置防護(hù)門和迷路，治療設(shè)備控制室應(yīng)與治療機(jī)房分開設(shè)置，且加速器迷道門口處、控制室和加速器室墻外30cm處的劑量當(dāng)量率要滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值。

（3）加速器能量超過10MV時(shí)，機(jī)房屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)還需考慮中子輻射的影響；

（4）設(shè)計(jì)加速器機(jī)房頂部屏蔽防護(hù)時(shí)，需充分考慮加速器運(yùn)行時(shí)對機(jī)房天花板產(chǎn)生的天空散射或側(cè)散射輻射，從而做好頂部屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)。

（5）穿防護(hù)墻的導(dǎo)線、導(dǎo)管等設(shè)計(jì)不能影響其屏蔽防護(hù)效果。

3　輻射照射水平的控制范圍

根據(jù)《電離輻射防護(hù)與輻射安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871-2002）定義，凡在本底輻射照射水平上額外增加人們受照水平或增加受照可能的人類活動(dòng)，為輻射“實(shí)踐”。輻射實(shí)踐正當(dāng)化、輻射防護(hù)最優(yōu)化和個(gè)人劑量限值為輻射防護(hù)的三項(xiàng)基本原則。對于給定的某項(xiàng)輻射實(shí)踐，不論代價(jià)與利益的分析結(jié)果如何，必須用個(gè)人劑量限值對照射加以限制，也就是說個(gè)人劑量限值是最優(yōu)化的約束條件，是由國家法規(guī)規(guī)定的強(qiáng)制性的限制因素。對于輻射工作人員和公眾的劑量限值，在計(jì)算輻射屏蔽厚度時(shí)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)控制：對于職業(yè)輻射工作人員劑量限值，由我國審批管理部門規(guī)定的連續(xù)5年的年平均有效劑量不超過20mSv/a，如果以周（w）或小時(shí)（h）計(jì)算照射量，則輻射劑量控制值為H=0.4mSv/w、H=0.01mSv/h；公眾劑量限值年有效劑量不超過1mSv/a，相應(yīng)的周輻射劑量為H=0.02mSv/w。根據(jù)輻射防護(hù)最優(yōu)化原則，在醫(yī)用電子加速器室屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，職業(yè)輻射工作人員的年有效劑量值不超過5mSv。

4　醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房輻射屏蔽防護(hù)的設(shè)計(jì)原理與方法

4.1輻射屏蔽防護(hù)計(jì)算的基本原理

一般醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房輻射屏蔽的主要影響因子為有用射線束、漏射的中子、散射與泄露的X射線等。當(dāng)用醫(yī)用電子直線加速器進(jìn)行放射治療時(shí)，人體組織就會(huì)吸收放射的電子，雖然人體在吸收放射電子時(shí)會(huì)導(dǎo)致軔致輻射，但若輻射防護(hù)屏蔽措施能把X射線衰減到符合輻射防護(hù)要求，那么就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過衰減電子束在人體產(chǎn)生的韌致輻射所需的輻射屏蔽防護(hù)要求，所以直線加速器的屏蔽防護(hù)主要是對X射線和中子射線的輻射屏蔽。

4.2醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房的輻射屏蔽材料

醫(yī)用電子直線加速器產(chǎn)生的X射線在進(jìn)行輻射屏蔽防護(hù)時(shí)，必須對四周墻體、頂棚和地面厚度進(jìn)行屏蔽防護(hù)計(jì)算，對于副屏蔽墻厚度的設(shè)計(jì)取泄露或散射X射線兩者中計(jì)算的最大屏蔽厚度值。在設(shè)計(jì)醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房時(shí)要選擇具有輻射屏蔽效果的材料，偏保守考慮應(yīng)同時(shí)兼顧加速器產(chǎn)生的中子輻射的影響。一般醫(yī)用電子直線加速器室的墻體建筑材料主要是混凝土與鉛，鉛材料具有較高的抗輻射與屏蔽作用，在X射線的輻射作用下不會(huì)受到損傷，但是應(yīng)用的成本比較高，而混凝土材料不僅價(jià)格相對便宜，且混凝土含有足夠量的氫原子，其骨料又是低原子序數(shù)材料，因此混凝土作為加速器機(jī)房墻體的防護(hù)材料不僅可對X射線進(jìn)行屏蔽防護(hù)，而且能屏蔽中子射線。

綜合施工的便利程度、使用效果、使用率、經(jīng)濟(jì)性原則等方面考慮，醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房一般選用的輻射屏蔽防護(hù)材料大多為混凝土。在設(shè)計(jì)醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房墻體的屏蔽時(shí)，一般都是采用混凝土澆筑成型，但是要注意墻體的厚度符合輻射屏蔽防護(hù)的基本要求。

4.3醫(yī)用電子直線加速器輻射屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)的屏蔽計(jì)算要點(diǎn)

對加速器機(jī)房進(jìn)行輻射屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)的目的就是，按照醫(yī)用電子直線加速器能量大小設(shè)計(jì)出機(jī)房所需的各墻體及防護(hù)門厚度，根據(jù)相應(yīng)設(shè)計(jì)做好機(jī)房輻射屏蔽防護(hù)措施，避免醫(yī)用電子直線加速器在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高能量X射線及中子射線對放射工作人員及周圍公眾產(chǎn)生危害。對醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房屏蔽防護(hù)材料厚度的計(jì)算主要考慮要素為：設(shè)備額定工況、輻射衰減倍數(shù)、工作負(fù)荷、使用時(shí)間等，根據(jù)相應(yīng)輻射屏蔽規(guī)范、設(shè)備原理并充分應(yīng)用各種規(guī)范原理及公式，從而得到屏蔽防護(hù)的厚度。在加速器能量大于10MeV時(shí)，設(shè)計(jì)機(jī)房屏蔽防護(hù)時(shí)需考慮感生放射性問題。

5　結(jié)束語

一般醫(yī)用電子直線加速器投運(yùn)運(yùn)行前需進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)，評價(jià)會(huì)對加速器機(jī)房設(shè)計(jì)的屏蔽防護(hù)進(jìn)行校核，四川近幾年加速器機(jī)房輻射防護(hù)屏蔽混凝土厚度為：10MV加速器的主屏蔽墻體為200cm～270cm，副屏蔽墻體為120cm～180cm，屏蔽防護(hù)門鉛厚度為10mmpb～18mmpb；6MV加速器的主屏蔽墻體為150cm～200cm，副屏蔽墻體為100cm～180cm，屏蔽防護(hù)門鉛厚度為10mmpb～16mmpb。其中對于加速器機(jī)房設(shè)計(jì)的屏蔽防護(hù)不達(dá)標(biāo)且主體工程已經(jīng)完工的，需對機(jī)房進(jìn)行整改增加屏蔽厚度后再投入運(yùn)行，確保職業(yè)人員和周圍公眾人身安全。

［1］朱衛(wèi)國.張奇.侯長松.林志凱.趙蘭才.醫(yī)用電子直線加速器治療室輻射屏蔽計(jì)算軟件的設(shè)計(jì) ［J］.中國醫(yī)學(xué)裝備.2014，04（10）：32-35

［2］張瑋婷.吳和喜.魏強(qiáng)林.楊波.李然.劉義保.醫(yī)用電子直線加速器治療室的輻射屏蔽設(shè)計(jì) ［J］.中國輻射衛(wèi)生.2015，04（7）：14-18

O434.11［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-463-1