用NCRPl51計(jì)算15MV醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房的屏蔽效果

1、用NCRPl51計(jì)算15MV醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房的屏蔽效果科學(xué)論壇_用NCRP151計(jì)算15MV醫(yī)用電子直線加速器機(jī)房的屏蔽效果許國棟(湖北君邦環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司武漢430022)中圖分類號(hào):TU246文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009914X(2011)31012301某醫(yī)院擬使用的15MV加速器可輸出兩檔能量的X?射線,最高能量為15MV;六檔能量的電子線,最高能量為18MeV.加速器屏蔽估算模式采用NCRP151號(hào)報(bào)告StructuralShieldingDesignandEvaluationforMegavoltageX-andGammaRayRadiotherapyFaciliti

2、es給出的計(jì)算方法.1主屏蔽墻外所受劑量率估算由于北側(cè)主屏蔽墻外為土壤,所以只考慮南側(cè)主屏蔽墻即可.按照lm處X輻射劑量率輸出劑量300cGy/min進(jìn)行計(jì)算,利用下列公式對(duì)主屏蔽墻外所受劑量率進(jìn)行估算:恚爭(zhēng)占:lo”囂”式中:X為主屏蔽墻屏蔽后的劑量率,laGy/h:x為加速器輸出劑量率,uGy/h:B為主屏蔽墻厚度對(duì)應(yīng)的穿透因子:r為加速器距主屏蔽墻的距離:r為加速器距治療距離,.Jlm:tbarrier為屏蔽墻厚度;TVL.為第一個(gè)十分之一值層厚度,?TVL.為平衡時(shí)的十分之一值層厚度.經(jīng)計(jì)算,加速器對(duì)主防護(hù)墻進(jìn)行照射時(shí).墻外的劑量率為3.1uGy/h.2X殛y射線劑量估算:本項(xiàng)目劑量估

3、算所需的加速器年工作負(fù)荷按照NCRP151報(bào)告推薦的對(duì)于能量高于IOMV的加速器周工作負(fù)荷可取500Gy/week,加速器按年工作50周計(jì).則其年工作負(fù)荷為25000Gy/a.2.1主屏蔽墻利用下列公式對(duì)初始光子束進(jìn)行屏蔽計(jì)算:%一1l1/-/屏蔽一了rR一1n,計(jì)”“pn式中:H屏蔽為距離電子靶dpri米處,屏蔽條件下的劑量當(dāng)量:w,U,T分別為加速器的工作負(fù)荷,射線利用因子及人員居留因子:B為主屏蔽墻厚度對(duì)】蔓的穿透因子;tIer為屏蔽墻厚度:TVL.為第一個(gè)十分之一值層厚度,TVL.為平衡時(shí)的十分之一值層厚度.經(jīng)計(jì)算.加速器運(yùn)行時(shí)所致南側(cè)主屏蔽墻外(走廊)劑量當(dāng)量為0.Ol72mSv/a

4、,小于本項(xiàng)目對(duì)于公眾人員的劑量管理限值(0.1mSv/a).因此,南側(cè)主屏蔽墻厚度符合防護(hù)要求.2.2次屏蔽墻東,西兩側(cè)為次屏蔽墻,屏蔽計(jì)算只考慮大角度初始韌致輻射泄漏和來自有用束中物體表面的散射.泄露輻射利用下列公式對(duì)泄露輻射進(jìn)行屏蔽計(jì)算:器nn式中:H.為距離電子靶d.米處,屏蔽條件下的劑量當(dāng)量:w,T分別為加速器的工作負(fù)荷及人員居留因子:B為次蔽墻厚度對(duì)應(yīng)的穿透因子.tbar,為屏蔽墻厚度:TVL.為第一個(gè)十值層厚度.患者體表散射利用下列公式對(duì)患者體表散射進(jìn)行屏蔽計(jì)算:B,.%.aW7F:1o莆式中:HPS為距離患者dsec米處屏蔽條件下的劑量當(dāng)量:W,T分別為加速器的工作負(fù)荷及人員居留

5、因子:a為患者有用柬的散射輻射以一定角度入射到屏蔽墻的散射因予:dsca為靶至患者的距離.取lm:F為患者等中心lm處照射野面積.TVL為十值層厚度.西側(cè)次屏蔽墻參考點(diǎn)F位于西側(cè)控制室內(nèi),距離加速器等中心點(diǎn)6.88m,西側(cè)次屏蔽墻厚1.2m.西側(cè)次屏蔽墻厚1.2m,迷道內(nèi)墻厚0.85m.全居留居留因子為1,泄露輻射的射線利用因子始終取l,則F點(diǎn)的泄露輻射n(F)L和患者體表散射輻射H(F)Ps在上述工作負(fù)荷條件下,加速器運(yùn)行時(shí)所致西側(cè)次屏蔽墻外(醫(yī)生操作室)劑量當(dāng)量為0.O00399mSv/a,滿足本項(xiàng)目對(duì)于職業(yè)人員的劑量管理限值(5mSv/a).東側(cè)次屏蔽墻參考點(diǎn)B位于東側(cè)次屏蔽墻外,距離加

6、速器等中心點(diǎn)5.1m,由于工作人員及患者均無法到達(dá)此處,居留因子取1/16,泄露輻射的射線利用因子始終取1,則DR的泄露輻射H(B)L和患者體表散射輻射H(B)Ps在上述工作負(fù)荷條件下,加速器運(yùn)行時(shí)所致東側(cè)次屏蔽墻外劑量當(dāng)量為0.0303mSv/a,小于本項(xiàng)目對(duì)于公眾人員的劑量管理限值(O.1mSv/a).因此.南側(cè)主屏蔽墻厚度符合防護(hù)要求.迷道入口處根據(jù)NCRPREPORTNo.151,高能(>IOMV)加速器迷路入口處的劑量來自于:a.X射線H:b.中子俘獲y射線H一:C.中子H.迷道入口處x射線H.的劑量主要包括:a.主束通過墻n散射到迷道入口處的劑量當(dāng)量H:b.裝置頭泄露

7、輻射散射產(chǎn)生的劑量當(dāng)量H.:C.主束通過患者體表散射產(chǎn)生的劑量當(dāng)量H:d.穿過迷路內(nèi)墻的泄露輻射劑量當(dāng)量H迷道入口處x射線總劑量當(dāng)量H估算=264(Hs+r)=2.64(o:8,o287+o032+847+O024)=:72nA5.,/a在上述工作負(fù)荷條件下.加速器運(yùn)行時(shí)所致迷道入口處未屏蔽條件下的劑量當(dāng)量為22.72mSv/a.機(jī)房防護(hù)門擬采用l5mm鉛當(dāng)量的鋼鉛合金門,經(jīng)防護(hù)門屏蔽后的門外劑量當(dāng)量計(jì)算如下,其中鉛對(duì)于防護(hù)門處x射線(能量為0.2MY)的TVL取5mm.一壘經(jīng)防護(hù)門屏蔽后的H.ld計(jì)算如下:=,lotrrj一防護(hù)門的鉛當(dāng)量,該項(xiàng)目為15mm:TVL一一般取61mm,如果迷路長(zhǎng)

8、度大于5m,TVL可取6mm.該項(xiàng)目迷道長(zhǎng)7.2m.所以TVL取6mm./-/一=O.0024mSv/年.由此可見,加速器運(yùn)行期間,x和Y射線經(jīng)迷道散射到達(dá)防護(hù)門外的劑量當(dāng)量為0.0254mSv/a,滿足本項(xiàng)目對(duì)于公眾人員的劑量管理限值(0.1mSv/a),防護(hù)門屏蔽效果明顯.2.315MV醫(yī)用電子直線加)之比:TVD一中子劑量當(dāng)量每衰減1O倍時(shí)在迷路中經(jīng)過的距離.經(jīng)防護(hù)門屏蔽后的H一計(jì)算公式如下:.H=10一tbarrier一防護(hù)門中含硼聚乙烯(BPE)的厚度,mm:TVLBPE一45mm.經(jīng)計(jì)算,HldO.O169mSv/年.綜上所述,本項(xiàng)目加速器機(jī)房總體布局符合醫(yī)用電子加速器衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(GBZ126-2002)要求.Synergy15MV運(yùn)行時(shí)15MV加速器機(jī)房南北側(cè)主屏蔽墻,東西側(cè)次屏蔽墻,天棚,防護(hù)門厚度均符合屏蔽要求.加速器運(yùn)行時(shí)所致公眾人員的年有效劑量符合本項(xiàng)目對(duì)于公眾照射0.1mSv的劑量管理限值,所致工作人員的年有效劑量符合本項(xiàng)目對(duì)于職業(yè)照射5mSv的劑量管理限值.參考資料:1醫(yī)用電子加速器衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(GBZl262002).2電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn),GB188712002.