核技术应用环境影响评价中医用电子直线加速器辐射屏蔽防护设计的研究

■付春霞 李金波 江海涛

（四川省核工业辐射测试防护院四川成都610000）

核技术应用环境影响评价中医用电子直线加速器辐射屏蔽防护设计的研究

■付春霞 李金波 江海涛

（四川省核工业辐射测试防护院四川成都610000）

医用电子直线加速器室在满足电离辐射与辐射安全基本标准前提下，应做好医用加速器机房辐射防护屏蔽的设计。在设计时要以相应的辐射屏蔽规范为准则，充分应用电离辐射的屏蔽基础原理，采用合理的计算方法，对加速器产生的辐射进行规范、严谨和优化的屏蔽计算，从而满足辐射屏蔽的防护要求。

医用电子直线加速器辐射屏蔽防护设计

1　引言

根据现行的放射装置分类管理办法，医院电子直线加速器属于II类射线装置，属于中危险装置。医用电子直线加速器能量较大，射线穿透力强，如使用过程中屏蔽不当发生事故可使受照人员产生较严重的放射损伤，大剂量照射甚至导致死亡。因此医用电子直线加速器在投入使用前，要做好相应的辐射屏蔽防护措施。在进行辐射屏蔽的防护设计时，要根据电离辐射与辐射安全基本标准及辐射安全屏蔽防护的设计规范进行设计，最后按照辐射防护的要求再进行结构、主体等各方面的设计与施工。对于已建成的医用电子直线加速器室在改建、扩建时，在增加辐射屏蔽防护的同时，也应考虑工程结构等多方面因素影响，确保安全性。

2　医用电子加速器室屏蔽防护的设计原则

（1）加速器机房一般设计于单独的建筑物内或建筑物底层，保障周围环境及人员安全；

（2）加速器机房入口必须设置防护门和迷路，治疗设备控制室应与治疗机房分开设置，且加速器迷道门口处、控制室和加速器室墙外30cm处的剂量当量率要满足相应标准限值。

（3）加速器能量超过10MV时，机房屏蔽防护设计还需考虑中子辐射的影响；

（4）设计加速器机房顶部屏蔽防护时，需充分考虑加速器运行时对机房天花板产生的天空散射或侧散射辐射，从而做好顶部屏蔽防护设计。

（5）穿防护墙的导线、导管等设计不能影响其屏蔽防护效果。

3　辐射照射水平的控制范围

根据《电离辐射防护与辐射安全基本标准》（GB18871-2002）定义，凡在本底辐射照射水平上额外增加人们受照水平或增加受照可能的人类活动，为辐射“实践”。辐射实践正当化、辐射防护最优化和个人剂量限值为辐射防护的三项基本原则。对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用个人剂量限值对照射加以限制，也就是说个人剂量限值是最优化的约束条件，是由国家法规规定的强制性的限制因素。对于辐射工作人员和公众的剂量限值，在计算辐射屏蔽厚度时，根据国家标准控制：对于职业辐射工作人员剂量限值，由我国审批管理部门规定的连续5年的年平均有效剂量不超过20mSv/a，如果以周（w）或小时（h）计算照射量，则辐射剂量控制值为H=0.4mSv/w、H=0.01mSv/h；公众剂量限值年有效剂量不超过1mSv/a，相应的周辐射剂量为H=0.02mSv/w。根据辐射防护最优化原则，在医用电子加速器室屏蔽防护设计时，职业辐射工作人员的年有效剂量值不超过5mSv。

4　医用电子直线加速器机房辐射屏蔽防护的设计原理与方法

4.1辐射屏蔽防护计算的基本原理

一般医用电子直线加速器机房辐射屏蔽的主要影响因子为有用射线束、漏射的中子、散射与泄露的X射线等。当用医用电子直线加速器进行放射治疗时，人体组织就会吸收放射的电子，虽然人体在吸收放射电子时会导致轫致辐射，但若辐射防护屏蔽措施能把X射线衰减到符合辐射防护要求，那么就已远远超过衰减电子束在人体产生的韧致辐射所需的辐射屏蔽防护要求，所以直线加速器的屏蔽防护主要是对X射线和中子射线的辐射屏蔽。

4.2医用电子直线加速器机房的辐射屏蔽材料

医用电子直线加速器产生的X射线在进行辐射屏蔽防护时，必须对四周墙体、顶棚和地面厚度进行屏蔽防护计算，对于副屏蔽墙厚度的设计取泄露或散射X射线两者中计算的最大屏蔽厚度值。在设计医用电子直线加速器机房时要选择具有辐射屏蔽效果的材料，偏保守考虑应同时兼顾加速器产生的中子辐射的影响。一般医用电子直线加速器室的墙体建筑材料主要是混凝土与铅，铅材料具有较高的抗辐射与屏蔽作用，在X射线的辐射作用下不会受到损伤，但是应用的成本比较高，而混凝土材料不仅价格相对便宜，且混凝土含有足够量的氢原子，其骨料又是低原子序数材料，因此混凝土作为加速器机房墙体的防护材料不仅可对X射线进行屏蔽防护，而且能屏蔽中子射线。

综合施工的便利程度、使用效果、使用率、经济性原则等方面考虑，医用电子直线加速器机房一般选用的辐射屏蔽防护材料大多为混凝土。在设计医用电子直线加速器机房墙体的屏蔽时，一般都是采用混凝土浇筑成型，但是要注意墙体的厚度符合辐射屏蔽防护的基本要求。

4.3医用电子直线加速器辐射屏蔽防护设计的屏蔽计算要点

对加速器机房进行辐射屏蔽防护设计的目的就是，按照医用电子直线加速器能量大小设计出机房所需的各墙体及防护门厚度，根据相应设计做好机房辐射屏蔽防护措施，避免医用电子直线加速器在运行时产生的高能量X射线及中子射线对放射工作人员及周围公众产生危害。对医用电子直线加速器机房屏蔽防护材料厚度的计算主要考虑要素为：设备额定工况、辐射衰减倍数、工作负荷、使用时间等，根据相应辐射屏蔽规范、设备原理并充分应用各种规范原理及公式，从而得到屏蔽防护的厚度。在加速器能量大于10MeV时，设计机房屏蔽防护时需考虑感生放射性问题。

5　结束语

一般医用电子直线加速器投运运行前需进行环境影响评价，评价会对加速器机房设计的屏蔽防护进行校核，四川近几年加速器机房辐射防护屏蔽混凝土厚度为：10MV加速器的主屏蔽墙体为200cm～270cm，副屏蔽墙体为120cm～180cm，屏蔽防护门铅厚度为10mmpb～18mmpb；6MV加速器的主屏蔽墙体为150cm～200cm，副屏蔽墙体为100cm～180cm，屏蔽防护门铅厚度为10mmpb～16mmpb。其中对于加速器机房设计的屏蔽防护不达标且主体工程已经完工的，需对机房进行整改增加屏蔽厚度后再投入运行，确保职业人员和周围公众人身安全。

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O434.11［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-463-1