醫療建筑放療中心防輻射結構設計與施工

羅玉龍

（安徽醫科大學第一附屬醫院，安徽 合肥 230022）

0 前言

醫院中的很多設備都會產生輻射，主要有影像診斷設備和放射治療設備，其產生的輻射有電離輻射和電磁輻射。電離輻射的波長短，能量高，頻率高，比如帶電高速粒子α粒子、β粒子以及質子，而不帶電粒子有γ射線、χ射線及中子等。而國標GB1887-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》中都對于職業照射和公眾照射的有效劑量有明確的規定，其中職業照射不得高于20msv/a，公眾照射不得高于1msv/a，否則會對人體造成危害。所以，必須對輻射源頭進行射線防護，防止醫護人員以及患者，還有周圍的公眾受到輻射危害。醫療建筑放療中心防輻射工程的專業性強，因此，需要設計和施工人員對輻射防護工程進行深入的分析研究。本文主要從防輻射材料的選擇，主要為混凝土材料的選擇，以及施工中攪拌、振搗、澆筑以及養護等環節的注意事項等方面對放療中心防輻射工程進行了分析。

1 醫院中的輻射防護分析

醫院中的輻射有電離輻射和電磁輻射，針對這兩種輻射產生了兩種防護工程，分別為射線防護工程和電磁屏蔽工程。其中射線防護工程是針對核素治療場所、產生γ射線、χ射線的場所以及放射性污水處理場所。而電磁屏蔽工程則是為了屏蔽隔離磁、射頻。而從工程方面可將防護工程分為結構型和裝飾型，其中結構型主要是對直線加速器和伽馬刀等設備的房間進行的防護工程，要求與結構工程同時進行。而裝飾型是對CT、核磁等房間進行防護，是與裝飾工程相互配合完成的。

2 醫院防護工程的實施要點分析

本文主要從防護材料的選擇和施工工藝來對醫院防護工程的實施要點進行分析研究。

首先是防護材料的選擇，防護工程的材料選擇主要考慮材料的防護性能、造價以及施工工藝，而衡量材料防護性能的主要指標是鉛當量，一般10cm的混凝土鉛當量為1mm，而10cm的含鋇混凝土鉛當量約為2mm，在確定防護材料的厚度時主要考慮其鉛當量。醫院防護工程中常用的材料有混凝土、硫酸鋇水泥、鉛板和反輻射涂料等。針對不同房間要選擇不同的防護材料。而對于一些低能輻射的區域則可采用混凝土、硫酸鋇水泥等材料來進行防護。防護窗則采用鉛玻璃窗，其尺寸則根據不同區域有相應的規定，其中透視室和CT室的觀察窗不小于0.8×0.6m，照相室的不小于0.6×0.4m。而防護門則需要內襯鉛板，中子輻射還需增加石蠟防護層，放射防備機房房門不小于1.2×2.8cm。電磁屏蔽工程的材料一般為金屬板材和網材。

其次是施工工藝，射線放射源除了主射線方向外，其他方向同樣會有散射線，因此需要對房間進行六面防護處理。金屬板材可以對電磁波進行吸收、界面反射以及板內發射，減弱電磁波的能量，起到屏蔽作用，因此，需要對防護區域制作一個連續的，且接觸良好的六面殼體。射線防護工程中一般采用自攻釘固定鉛板，但是由于鉛板質量較重，為了防止其在使用過程中下墜影響防護效果，可以采用釘貼法，主要是在龍骨上粘貼一層高強度的板材，再將鉛板粘于其上，再用釘子進行固定，對于泄露點還需要用鉛板進行封閉。電磁屏蔽區域主要采用模塊拼接，將銅板固定在木框架上，然后制作成相應尺寸的模塊，再通過螺栓進行固定拼裝，焊接縫隙。模塊拼裝方式可以自由拆卸組裝，進行工廠化預制，縮短施工周期。

3 醫療建筑放療中心防輻射結構設計與施工分析研究

放療中心的防輻射施工主要包括CT機房和加速器機房的門窗、墻體、地面和頂棚等六面防護，本文將從原材料的選擇以及施工過程中的注意事項來對其防輻射工程進行簡要的分析。

首先是原材料的選擇，放療中心的防輻射結構通常是采用混凝土建造，但是混凝土本身的導熱性較差，很容易吸收射線的能量而產生過熱現象以及過大的熱應力，進而導致混凝土屏蔽層產生裂縫，失去屏蔽能力。因此在混凝土材料選擇，包括了水泥、粗骨料、細骨料和外加劑時要非常注意。在選擇水泥時主要考慮其耐熱性能、結合水的能力以及相對密度等對水泥硬化后防輻射能力影響較大的因素。另外為了控制混凝土產生裂縫，需要采用C3A含量較低的水泥，以此來降低水泥的水化熱。一般要求采用GB/T12959《水泥水化熱試驗方法》檢測，水泥3d、7d的水化熱不得大于240KJ/kg和270KJ/kg。粗骨料的選擇可以依據行業標準《普通混凝土用砂、石質量及檢測方法標準》，選擇粒徑較大、抗壓強度高、級配良好的石子，這樣可以減少水和水泥的用量，降低水泥水化熱，進而降低混凝土的溫升。由于放療中心主要需要屏蔽X射線，因此需要混凝土的表觀密度高，且有一定的結晶水含量，所以在選擇細骨料時要考慮結晶水的含量。由于放療中心的防輻射工程均屬于大體積混凝土，因此需要延緩水泥的水化放熱速度以及熱峰值的出現時間，進而推遲混凝土的凝結硬化速度，避免因為混凝土早期抗拉強度較低產生裂縫，所以需要添加緩凝高效減水劑。

其次是施工過程中的注意事項，一重晶石防輻射混凝土的單方容重較大，因此在生產過程中考慮設備的載荷能力，每盤攪拌量按普通混凝土的60%～70%計算，約為0.6～0.7m3。二因為重晶石強度低、脆性大，因此，攪拌時間應控制在40-50s，在進行墻體和頂板澆筑時要一次完成，不能有施工縫，防止射線穿過。三重晶石混凝土的密度大導致其泵送距離小于50m，否則會發生管道堵塞，另外要用草包覆蓋甭管，并保持濕潤，避免運輸過程中出現溫度升高。四為防止混凝土離析，導管和澆筑面的高度小于等于2m，同時要分層下料和振搗來確保混凝土振搗密實，每層的澆筑厚度在300mm左右，并在下層初凝前進行上層的澆筑。五采用斜面分層法澆筑，二次振搗，在進行上層振搗時振動棒位置要插入下層混凝土50mm以上，確保散熱和整體性；澆筑到端部時，要從端部向中間澆筑，將表面的沁水和浮漿通過預留孔流出。六振搗過程中振搗棒的位置要成梅花點布置，間距500mm，時間15-20s，快插慢抽，表面出漿即可，振搗過度會導致粗骨料下沉，影響防輻射性能。七混凝土的養護也非常重要，頂板表面覆蓋濕草簾，并且澆水養護不少于14天，墻板覆蓋濕布，并保持濕潤，封堵門洞，防止散熱過快。確保養護溫度在7天內大于等于10℃，相對濕度＞90%。后期養護直接影響著混凝土中結合水的含量，進而影響其防中子射線的能力。因此，要注重混凝土的養護。