Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｆｏｒｕｍ Ｉ专业论坛 医用直线加速器机房的防护改建 钟青松，窦 文，阮亚明 （南方医科大学珠江医院肿瘤中心，广州５１０２８２） ［摘要】 目的：对加速器机房进行改建，使改建后的机房放射防护效果符合国家标准要求。方法：根据最优化原则和国 家放射防护有关文件要求．计算出补充屏蔽厚度的相关数据，并根据计算结果采用合理的方案对加速器机房进行防 护改建。结果：改建工程设计合理，改建后加速器控制室和周围环境的各项放射防护指标均低于国家标准限值。结论： 改建后加速器机房各项放射防护指标均达到国家标准要求，改建设计方案合理，且造价低，符合最优化原则。 【关键词］加速器机房；放射防护；改建 ｆ中国图书资料分类号］Ｒ１９７．３８；ＴＬ５０８【文献标识码１ Ａ【文章编号】１００３－８８６８（２０１２）０８—００９６－０２ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉ０１１ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｌｉｎｅａｒ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ Ｒｏｏｍ ＺＨＯＮＧ Ｑｉｎｇ－ｓｏｎｇ，ＤＯＵ Ｗｅｎ，ＲＵＡＮ Ｙａ—ｍｉｎｇ （Ｏｎｃｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｚｈｕｊｉａｎｇ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｎａｎｇｚｈｏｕ ５ １０２８２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｂｉｅｅｔｉｖｅ Ｔｏ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｔｈｅ ｍｅｄｉｃａｌ ｌｉｎｅａｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｒｏｏｍ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｍｔｅ＆ｔＭｓ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｓｔａｔｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｃａｌ ｌｉｎｅａｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｒｏｏｍ ｗａｓ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ｒｅｔｍｌｔｓ Ｔｈｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｌｉｎｅａｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｒｏｏｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ａｌｌ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｃｏｎｃｌｍｄｏｎ Ｔｈｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｌｉｎｅａｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｒｏｏｍ ｃａｎ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ．［Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１２，３３（８）：９６－９７】 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ ｒｏｏｍ；ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ １ 引言 医用直线加速器项目投资大，射线能量高，设备和防护 设施复杂，因此，在建加速器机房时一定要引起相关部门 的高度重视。我院于２００７年引进ｌ台ＥＬＥＫＴＡ的ｌ５ ＭＶ 的实际情况，可制定出２种改建方案进行施工，方案一是 在机房迷路墙末端添加混凝土墙：方案二是在机房控制室 墙上增加一定厚度和宽度的铅屏蔽体。 ３．２ 计算方法 医用直线加速器，机房建设时，由于经验不足，施工单位修 改图纸，将迷路墙整体向迷路方向外移１．１ ｍ，致使现有的 机房内迷路墙的长度不能有效地屏蔽机头漏射线和主射 ３．２．１ 计算公式 Ｓ：ＺＶｎｏｇ１０ Ｏ．Ｏ０１ ｘＷｘＴｘＦ 一 ２ 尸×Ｄ 束散射线，从而造成加速器控制室内漏射线空气吸收比释 动能率最大时为１６￣Ｓｖ／ｈ，超出了设计时相应位置的导出 利量率限值２．５￣Ｓｖ／ｈＩ １，机房验收未能达标。为了保证职 业人员的身心健康，拟将机房进行改建。 式中，５为计算点处墙体厚度，ｅｍ；Ｗ为距源１ ｍ处有用射 线每周工作负荷，ｍＧｙ／周；Ｄ为放射源或靶到屏蔽计算点 的距离，Ｉｌｌ；Ｔ为计算点的居留因子；Ｐ为计算点的周剂星约 束值，ｍＳｖ／周： 为根据ｘ射线能量与屏蔽材料所取的 １／１０值层，ｃｌｎ；Ｆ为安全系数：０．００１为距靶ｌ ｍ处泄漏辐 射强度与主射线束中心轴参考点辐射强度比ｌ４‘ 。 ３．２．２计算量的确定 （１）根据现有的工作量以及今后的发展．加速器工作 量按每天２００个照射野，每个野照射２ Ｇｖ计算，则每周丁 作负荷Ｗ＝２ｘ１０ ｎｌＧｙ／周。 ２改建基本原则 机房改建应遵守最优化原则即ＡＬＡＲＡ原则ｌ ２＿，做到使 补充增加的屏蔽体可以有效地屏蔽机头漏射线和散射线， 使得机房控制室内职业人员所受照射的剂量不应超过规 定的剂量限值１ ３】，即职业人员连续５ ａ平均的有效剂量为 ２０ ｍＳｖ／ａ，剂量约束值为５ ｍＳｖ／ａ；公众成员连续５ ａ的有 效剂量为１ ｍＳｖ／ａ，剂量约束值为０．３ ｍＳｖ／ａ （２）职业人员和公众人员的剂量约束值分别为５ ｍＳｖ／ａ和 ０．３ ｍＳｖ／ａ，一年按５０周计算，职业人员和公众人员的周剂量 ３ 改建方案 ３．１ 基本思路 约束值分别为０．１ ｍＳｖ／周和０．００６ ｍＳｖ／周。控制室旁边是候诊 区，考虑到职业人员的身心健康，所以周剂量约束值取公众人 员的周剂量约束值．即Ｐ＝６ｘｌ０－３ ｍＳｖ／周 （３）加速器为１５ ＭＶ，其对应混凝土（ｐ＝２．３５ ｇ／ｃｍ ）的 改建工程方案应充分利用原机房墙体，在不破坏原有 墙体基本结构的基础上进行改建。根据此思路结合原机房 作者简介：钟青松（１９６７一），男，主管技师，主要从事放射物理学方面的研 究工作，Ｅ－ｍａｉｌ： “ｇｓ０“ｇｚｈ０“ｇ＠ｌ６３．ｃｏｒｆｌ。 １／１０值层 ４２．２ ｃｍ （４）屏蔽层计算取２倍安全系数，即Ｆ＝２。 ・医疗卫生装备・２０１２年８月第３３卷第８期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａ１ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ・Ｖｏ１３３・Ｎｏ．８．Ａｕｇｕｓｔ．２０１２ ．专业论坛Ｉ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｆｏｒｕｍ ・９７・ （５） 为计算点的居留因子，控制区取Ｔ＝１。 （６）如图１所示，射线到达Ａ点穿过墙壁的厚度为６４ ｃｍ． 到达Ｂ点穿过墙壁的厚度为１００ ｃｍ；放射源到Ａ点的距离为 １１．５ ｍ，到Ｂ点的距离为１２ ｍ，故计算Ａ点的屏蔽厚度时Ｄ＝ １１．５ ｍ，计算Ｂ点的屏蔽厚度时Ｄ＝１２ ｍ。 图２方案一施工图 加速器机房是利用原有机房进行改建，施工时存在新增墙 体与旧墙体结合不完整的情况，容易造成射线的泄漏。为 了解决这一问题，在施工时采取将旧墙体表面打毛、开凿 图１ 参考点位置示意图 成凸凹形楔口并植入钢筋等措施，确保新、旧墙体结构能 有效地结合在一起，从而保证改建后的机房达到辐射防护 ３．２．３补充屏蔽厚度的计算 的要求 将Ａ点的相关参数代人计算公式可得图１中Ａ点的 （２）加速器机房的设计和施工应遵守最优化原则即 补充屏蔽厚度： ＡＬＡＲＡ原则，既要满足辐射防护的要求，又要节约成本。 ５Ａ＝ ｎｏｇｌｏ—Ｏ．Ｏ０１ｘＷｘＴｘＦ一６４ 该机房的改建最终选定方案一，主要原因是考虑到成本 ＰｘＤ 和施工难度的问题，铅的成本高且施工难度大，而添加混 ＝４２．２１ｏｇ１。—２ｘ１０６Ｘ０．００１Ｘ１ｘ２一６４ 凝土墙的成本较低且施工容易。考虑到原机房在设计时 ０．Ｏ０６ｘ１１．５ 机房面积较大，迷路较宽，在机房迷路墙末端添加混凝土 ＝９２ ｃｍ（混凝土）（相当于１３ ｃｍ（铅）） 墙既不影响机房的功效和美观，又达到了辐射防护的目 同理，Ｂ点的补充屏蔽厚度： 的。 ＳＢ＝ＺＶｎｏｇ１。—Ｏ．Ｏ０１ｘＷｘＴｘＦ一—１００ （３）该机房的改建在计算补充屏蔽厚度时，周工作负 ＰｘＤ 荷和周剂量约束值的取值都偏保守．主要是考虑保证职业 ：４２．２１ｏｇ￣ｏ Ｑ！ Ｑ：ＱＱ 一１００ 人员的身心健康以及今后科室的发展。 ０．００６ｘ１２‘ （４）由于直线加速器机房构造特殊，施工难度大，使用 ＝５５ ｃｍ（混凝土）（相当于８ ｃｍ（铅）） 经费多．费时长，因此在建机房时单位领导一定要高度重 ３．２．４计算结果 视．从项目的放射防护设计审查和竣工验收都要经过预防 （１）方案一：如图１所示，在机房迷路墙末端添加混凝 性卫生部门监督．有条件的单位可派１名工程师或物理师 土墙，需要增加的屏蔽体参数如图２，ｄ。＝３０ ｃｍ，ｄ２＝５５ ｅｍ， 到工地监督施工．任何人和单位都不能随意修改施工图纸 ｄ ＝７０ ｃｍ，ｄ４＝７３ ｃｍ。具体施工参照图２，以上各屏蔽体宽 和施工方案，确保每一个环节都不能出差错，否则会给单 度和厚度均按照混凝土考虑，密度为２．３５ ｇ／ｃｍ 。 位带来不必要的损失。 （２）方案二：如图１所示，在控制室内墙壁上增加宽度 为１．２ ｍ、厚度为１３ ｅｍ铅的屏蔽体。 ［参考文献】 ４ 结果 ［１］ＧＢＺ／Ｔ ２０１．１—２００７放射治疗机房辐射屏蔽规范第１部分：一 医院根据计算的结果。组织专家对２种方案进行反复 般原则［Ｓ］． 比较、论证，在防护达到国家标准、保证职业人员身心健康 ［２］胡逸民．肿瘤放射物理学［Ｍ Ｊ．北京：原子能出版社，１９９９：６４４． 的同时，本着例行节约的原则，最终选定方案一对机房进 ［３］ＧＢ １８８７１－－２００２ 电离辐射防护与辐射源安全基本标准［Ｓ］． ［４］谷铣之，刘泰福，潘国英．肿瘤放射治疗学［Ｍ］．北京：人民卫生出 行施工改建。改建后对机房控制室以及相关场所进行防护 版社，１９８３：１０３—１１２． 检测．检测结果在控制室内最大剂量为０．２７ ＩｘＳｖ／ｈ，接近本 ［５］张丹枫，赵兰才．辐射防护技术与管理［Ｍ］．南宁：广西民族出版 底水平，机房防护达到国家规定的标准。 社．２００３：３７０—４１４． ５ 讨论 （收稿：２０１１－０８—３１修回：２０１１－１２—０８） （１）加速器机房防护墙施工应连续浇灌一次成型，该 ・医疗卫生装备・２０１２年８月第３３卷第８期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ・Ｖｏ１．３３・Ｎｏ．８・Ａｕｇｕｓｔ‘２０１２