回旋加速器運行期間的環境監測及輻射影響分析

包寶亮，劉彩平，劉子鈺，王相成

（內蒙古醫科大學附屬醫院核醫學科，內蒙古 呼和浩特 010050）

正電子發射計算機斷層顯像（positron emission tomography/computered tomography，PET/CT），采用正電子核素作為示蹤劑，通過病灶部位對示蹤劑的攝取，了解病灶功能代謝狀態，從而為臨床提供疾病的生物代謝信息[1]。PE/CT顯像必須要有示蹤劑，而要生產PET檢查所需的正電子放射性藥物，醫用回旋加速器是首選的設備[2]。而醫用回旋加速器在轟擊過程中會產生大量的放射性輻射（中子輻射和光子輻射），所以要做好防護措施的同時做好定期輻射監測，保障公眾及工作人員健康安全[3]。

1 儀器設備原理及測量方法

1.1 回旋加速器基本原理及場地情況

射線裝置是美國通用電器公司MINItraceTM醫用回旋加速器，能量為9.6MeV。其基本工作原理為在周期性變化的電磁場中，沿著圓形軌道對帶電粒子進行加速，轟擊原子核，使其發生裂變，用以生產短半衰期的正電子放射性核素。比如:可生產放射性核素18F、11C、13N等，束流強度可達50μA。回旋加速器機房建筑面積為20m2，四周防護墻密度≥3.6g/cm3的鋼筋混凝土與特種硅膠澆筑而成，防護墻厚度均為0.6m，自動控制連鎖防護門為16mmpb（含8mm鉛板，40mm厚防中子復合板）。回旋加速器機房與控制室內相隔一個操作室，機房電信號通過深0.5m的地下管道連接，在控制室內可通過監視器觀察回旋加速器工作情況。放射化學系統及藥物合成主要由特制的放射性屏蔽制藥室和合成熱室組成，合成的藥物裝入鉛罐內送往注射室窗口。

1.2 測量儀器

采用多功能輻射儀Umo LB123和Neutron Probe LB6411監測回旋加速器環境中γ射線、中子輻射水平。Umo LB123周圍劑量當量率測量范圍為0.1μSv/h～200mSv/h，Neutron Probe LB6411周圍劑量當量率測量范圍為0.01μSv/h～150mSv/h[4]。

1.3 測量方法

以生產正電子放射性核素18F為例，經回旋加速器核反應18O（p、n）18F，產生放射性核素18F，設置束流強度為30μA，核素生產時間為1h。在此1h的轟擊過程中關閉回旋加速器室防護門，用專用的中子/光子輻射測量儀對回旋加速器機房門外各點、靠近防護門外側表面進行測量。測量時待顯示計數率穩定時讀取數據，同一個位置反復測量三次取平均值（見表1）。生產完的放射性核素自動傳輸到合成熱室里，經過合成器合成核素18F標記葡萄糖產生代謝物：氟代脫氧葡萄糖（fludeoxyglucose，18F-FDG）。合成大概需要20min，在此合成過程中，對合成熱室表面周圍環境及其他可能有放射性污染的位置進行γ輻射劑量率現場監測（見表2）。對帶有18F等放射性制劑操作環境產生的放射性沾污，對其造成的β放射性表面污染進行現場監測。

2 結果

2.1 回旋加速器周圍輻射劑量

監測回旋加速器運行時周圍各處光子和中子的劑量率（見表1）。

表1 回旋加速器周圍輻射劑量分布

2.2 合成熱室輻射劑量

監測合成熱室輻射劑量（見表2）。

表2 合成熱室周圍輻射劑量分布

2.3 放射性制劑工作場所表面污染

監測放射性制劑工作場所表面污染（見表3）。

表3 放射性制劑工作場所表面污染監測

3 討論

從監測結果可知，在開機狀態下回旋加速器機房門外γ輻射劑量率為（27～53）×10-8Gy/h、中子輻射劑量為（0.009～0.019）μSv/h、機房墻外出線口γ輻射劑量率為（33～54）×10-8Gy/h、中子輻射劑量為（0.02～0.07）μSv/h。在回旋加速器停止運行時，這些地方γ輻射劑量為13×10-8Gy/h、中子輻射劑量為0.001μSv/h。所以，在回旋加速器運行狀態下，機房門外γ輻射劑量率、中子輻射劑量率最高監測值超一般環境3.1倍和18倍。機房墻外出線口處γ輻射劑量率、中子輻射劑量高出一般環境3.2倍和69倍。合成熱室周圍γ輻射劑量率與一般環境監測值水平相當。藥物合成和分裝熱室的工作柜、地面、質控操作間工作臺、墻壁、地面、地溝、風道、藥物傳遞區的衰變池的管道和通風口，均超過β放射性表面污染標準值。

根據測量發現PET/CT回旋加速器在運行狀態下，按月平均接診量200人算，年接診量為2400人，所受到的較大輻射劑量的主要有制藥室、注射室。制藥室工作人員在自動制藥過程結束后，將藥品（18F-FDG）裝入鉛罐，并手提到注射室窗口，每接診1個人操作鉛罐轉運時間為3min，若按每年接診2400人計算，則全年最多需120h。鉛罐手柄γ輻射空氣吸收有效劑量率為900nGy/h，附加γ輻射劑量率為780nGy/h，年有效附加劑量為0.16mSv/a。注射室工作人員在鉛屏風臺前給受診者注射藥品，對1個人注射量為1mL，全過程最多需3min，若按每年接診2400個人計算，則全年需120h。注射室臺前γ輻射吸收劑量率最大值為14400nGy/h，附加γ輻射劑量率為14280nGy/h，年有效附加劑量為0.30mSv/a。

4 結論

根據個人輻射劑量監測統計，掃描PET/CT的技師及護理人員所受年有效劑量約為1.22mSv，回旋加速器操作人員所受年有效劑量約為0.5mSv，符合《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》對工作人員年有效劑量的限值不超過5mSv/年附加劑量的規定要求。部分工作場所輻射水平較高，建議對防護屏蔽做好整改以外，還要制定事故狀態下的應急處理預案，應對可能發生的環境輻射水平異常增大及放射性藥物的不慎灑落等情況發生。同時工作人員應增強防護意識，佩戴個人計量儀，工作場所安裝環境檢測儀，實時密切觀察輻射劑量變化，減少所受附加劑量[8]。