核技術應用環境影響評價中醫用電子直線加速器輻射屏蔽防護設計的研究

■付春霞 李金波 江海濤

（四川省核工業輻射測試防護院四川成都610000）

核技術應用環境影響評價中醫用電子直線加速器輻射屏蔽防護設計的研究

■付春霞 李金波 江海濤

（四川省核工業輻射測試防護院四川成都610000）

醫用電子直線加速器室在滿足電離輻射與輻射安全基本標準前提下，應做好醫用加速器機房輻射防護屏蔽的設計。在設計時要以相應的輻射屏蔽規范為準則，充分應用電離輻射的屏蔽基礎原理，采用合理的計算方法，對加速器產生的輻射進行規范、嚴謹和優化的屏蔽計算，從而滿足輻射屏蔽的防護要求。

醫用電子直線加速器輻射屏蔽防護設計

1　引言

根據現行的放射裝置分類管理辦法，醫院電子直線加速器屬于II類射線裝置，屬于中危險裝置。醫用電子直線加速器能量較大，射線穿透力強，如使用過程中屏蔽不當發生事故可使受照人員產生較嚴重的放射損傷，大劑量照射甚至導致死亡。因此醫用電子直線加速器在投入使用前，要做好相應的輻射屏蔽防護措施。在進行輻射屏蔽的防護設計時，要根據電離輻射與輻射安全基本標準及輻射安全屏蔽防護的設計規范進行設計，最后按照輻射防護的要求再進行結構、主體等各方面的設計與施工。對于已建成的醫用電子直線加速器室在改建、擴建時，在增加輻射屏蔽防護的同時，也應考慮工程結構等多方面因素影響，確保安全性。

2　醫用電子加速器室屏蔽防護的設計原則

（1）加速器機房一般設計于單獨的建筑物內或建筑物底層，保障周圍環境及人員安全；

（2）加速器機房入口必須設置防護門和迷路，治療設備控制室應與治療機房分開設置，且加速器迷道門口處、控制室和加速器室墻外30cm處的劑量當量率要滿足相應標準限值。

（3）加速器能量超過10MV時，機房屏蔽防護設計還需考慮中子輻射的影響；

（4）設計加速器機房頂部屏蔽防護時，需充分考慮加速器運行時對機房天花板產生的天空散射或側散射輻射，從而做好頂部屏蔽防護設計。

（5）穿防護墻的導線、導管等設計不能影響其屏蔽防護效果。

3　輻射照射水平的控制范圍

根據《電離輻射防護與輻射安全基本標準》（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，為輻射“實踐”。輻射實踐正當化、輻射防護最優化和個人劑量限值為輻射防護的三項基本原則。對于給定的某項輻射實踐，不論代價與利益的分析結果如何，必須用個人劑量限值對照射加以限制，也就是說個人劑量限值是最優化的約束條件，是由國家法規規定的強制性的限制因素。對于輻射工作人員和公眾的劑量限值，在計算輻射屏蔽厚度時，根據國家標準控制：對于職業輻射工作人員劑量限值，由我國審批管理部門規定的連續5年的年平均有效劑量不超過20mSv/a，如果以周（w）或小時（h）計算照射量，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，相應的周輻射劑量為H=0.02mSv/w。根據輻射防護最優化原則，在醫用電子加速器室屏蔽防護設計時，職業輻射工作人員的年有效劑量值不超過5mSv。

4　醫用電子直線加速器機房輻射屏蔽防護的設計原理與方法

4.1輻射屏蔽防護計算的基本原理

一般醫用電子直線加速器機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。當用醫用電子直線加速器進行放射治療時，人體組織就會吸收放射的電子，雖然人體在吸收放射電子時會導致軔致輻射，但若輻射防護屏蔽措施能把X射線衰減到符合輻射防護要求，那么就已遠遠超過衰減電子束在人體產生的韌致輻射所需的輻射屏蔽防護要求，所以直線加速器的屏蔽防護主要是對X射線和中子射線的輻射屏蔽。

4.2醫用電子直線加速器機房的輻射屏蔽材料

醫用電子直線加速器產生的X射線在進行輻射屏蔽防護時，必須對四周墻體、頂棚和地面厚度進行屏蔽防護計算，對于副屏蔽墻厚度的設計取泄露或散射X射線兩者中計算的最大屏蔽厚度值。在設計醫用電子直線加速器機房時要選擇具有輻射屏蔽效果的材料，偏保守考慮應同時兼顧加速器產生的中子輻射的影響。一般醫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受到損傷，但是應用的成本比較高，而混凝土材料不僅價格相對便宜，且混凝土含有足夠量的氫原子，其骨料又是低原子序數材料，因此混凝土作為加速器機房墻體的防護材料不僅可對X射線進行屏蔽防護，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、經濟性原則等方面考慮，醫用電子直線加速器機房一般選用的輻射屏蔽防護材料大多為混凝土。在設計醫用電子直線加速器機房墻體的屏蔽時，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的基本要求。

4.3醫用電子直線加速器輻射屏蔽防護設計的屏蔽計算要點

對加速器機房進行輻射屏蔽防護設計的目的就是，按照醫用電子直線加速器能量大小設計出機房所需的各墻體及防護門厚度，根據相應設計做好機房輻射屏蔽防護措施，避免醫用電子直線加速器在運行時產生的高能量X射線及中子射線對放射工作人員及周圍公眾產生危害。對醫用電子直線加速器機房屏蔽防護材料厚度的計算主要考慮要素為：設備額定工況、輻射衰減倍數、工作負荷、使用時間等，根據相應輻射屏蔽規范、設備原理并充分應用各種規范原理及公式，從而得到屏蔽防護的厚度。在加速器能量大于10MeV時，設計機房屏蔽防護時需考慮感生放射性問題。

5　結束語

一般醫用電子直線加速器投運運行前需進行環境影響評價，評價會對加速器機房設計的屏蔽防護進行校核，四川近幾年加速器機房輻射防護屏蔽混凝土厚度為：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，屏蔽防護門鉛厚度為10mmpb～16mmpb。其中對于加速器機房設計的屏蔽防護不達標且主體工程已經完工的，需對機房進行整改增加屏蔽厚度后再投入運行，確保職業人員和周圍公眾人身安全。

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O434.11［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-463-1