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1、辐射剂量与防护课程设计 一、 钴-60治疗机概论 钴-60也是一种人工放射性同位素，它是由普通的金属钴-59在核反响堆中经过热中子照射轰击而生成的不稳定的放射性同位素。核内的中子不断变为质子并放出能量为0.31MeV的射线，核中过剩的能量以辐射的形式释出，包括能量为1.17MeV及1.33MeV两种射线。衰变的最终产物是镍的稳定性同位素镍-60。钴的半衰期为5.27年。钴-60放出的射线能量低，易被容器吸收；射线的平均能量为1.25MeV，比镭高一点，因此钴-60也可以作为镭的代用品，如制成钴管、钴针等。比拟起来，钴-60因半衰期短且能量高，作腔内治疗放射源不如铯-137。 钴-60 治疗机
2、钴-60远距离治疗机自1951年加拿大第一台建成以来，40多年间得到了迅速的开展和广泛的应用。我国目前已能成批生产性能较好的旋转式钴-60治疗机。1.钴-60射线的特点 钴-60射线的半衰期为526年，平均每月约衰变1。外照射用的钴-60源通常由1*1mm的柱状源集合在一个不锈钢的园筒形的源套内，其源套直径一般在2.22.6cm范围内，其高度决定于整个源的总活度。由于源本身的自吸收以及准直器的限束，致使一定活度的钴-60源在治疗距离处的照射量率比由照射量率常数按距离平方反比定律推算的照射量率要低；因此建议用距源lm处每分种或每小时的照射量Rmm或Rhm表示治疗机钴-60的活度。 钴-60射线的
3、平均能量为1.25MeV单能，和一般深部X线机(200400KV)相比，除能量高、单能外，还具有以下特点： (1) 穿透力强：高能射线通过吸收介质时的衰减率比低能X射线低，因此具有较高的百分深度量。这样用钴-60治疗时，射野设计比低能X射线简单，剂量分布也比拟均匀。 (2) 防护皮肤：钴一60射线最大能量吸收发生在皮下45mm深度，皮肤剂量相对较小。因此给予同样的肿瘤剂量，钴-60引起的皮肤反响比X射线轻得多。 (3) 骨和软组织有同等的吸收剂量：普通X射线，由于光电吸收占主要优势，骨中每单位照射量吸收比软组织大得多。而钴-60射线康普顿吸收占主要优势，因此每单位照射量的吸收在骨中和软组织近似
4、相同。钴-60射线的这一优点保证了当射线穿过正常组织时不致引起骨损伤。另一方面，由于骨和软组织有同等吸收能力，在组织交界面处，等剂量曲线形状变化较小，治疗剂量比拟精确。 (4) 旁向散射小：钴-60射线的次级射线主要向前散射，射线几何线束以外的旁向散射比一般X射线小得多，剂量下降快。这样就保护了射野边缘外的正常组织并减低了全身积分量。(5) 经济、可靠：钴-60射线与24MV高能X射线相似。超高压X射线机、加速器与钴-60治疗机相比，唯一的优点是源焦点很小，不存在几何半影问题，线束边缘更加清晰，等剂量曲线更加偏干。相反，钴-60射线与超高压X射线机、加速器相比，除去存在半影、半衰期短以及防护等
5、问题外具有经济、可靠、结构简单、维护方便等优点。 2钴-60治疗机的一般结构 钴-60治疗机一般由以下局部组成：一个密封的放射源；一个源容器及防护机头；具有开关的遮线器装置；支持机头的机械系统及其附属电子设备 (1)钻-60，源的防护 根据国际放射防护委员会(ICRP)推荐，任何远距离同位素治疗机，当钴-60源处于关闭位置时，距离钴60源lm处，各方向的平均剂量应小于，在此距离处不应有超过2.58的地方。根据这种要求，对3.7XBq级钴-60治疗机，需要大约106的衰减系数或近似20个半价层。一般防护材料用铅，也有用钨或铀的合金。通常源容器用钨或铀合金，源容器周围用铅，外面用钢作套。钻-60远
6、距离治疗辐射源的检定钴-60远距离治疗辐射源的检定 1990年2月l口，国家公布实施JJG589-89?60Co远距离治疗辐射源检定规程?。该规程适用于用电离室剂量计检定新用的、使用的、换源后和影响射线束部件经修理后的钻-60远距离治疗辐射源。 检定规程主要包括技术要求、检定条件、检定工程和检定方法、检定结果处理和检定周期等局部。 1 技术要求 (1) 钴-60治疗机用的钴源应符合GB746587?高活度钴-60密封放射源?的要求。 钴-60治疗机头漏射线量，有用射线束对准直器和平衡锤的透过率以及机头和准直器的锁紧装置和平安保护措施均应符合GBW380?医用远距离治疗线卫生防护规定?的要求。钴
7、-60治疗机的机械与电的性能(如光学测距器与固定棒尺间的允许偏差)应符合生产厂家给出的指标，能正常工作。 (2) 钴-60治疗机应附有照射野内剂量分布均匀性的资料，使用时，还需核实验证。对10cmX10cm照射野，当最大照射量率点在中心时，中间的面积为总面积的80范围内，照射量率应不小于最大照射量率的80。 照射野与灯光野边界之间的偏差应不超过2mm，经修整的半影区宽度应小于10mm。 (3) 钴-60源连续两次在“照射位置，有用射线照射量率的单次测量相对偏差应小于1，以此表示有用射线束照射量率的重复性。 有用射线束在照射野内照射量率的不对称性应小于5。 (4) 测量有用射线束吸收剂量的不确定
8、度应不大于5。 (5) 钴一60治疗机应配有定时器，在最短照射时间内，计时引起的照射量误差不得大于1。 2 检定条件 (1) 环境条件 检定时，环境的温度、气压和相对湿度应保证剂量计和钴治疗机正常工作。 检定环境内的辐射本底，外来电磁场、静电场和机械震动等不应引起电离室剂量计读数的显著偏差和不稳。 (2)电离室剂量计 检定用的电离室剂量计应符合工作级电离室剂量计的要求。 (3) 水模 水模壁可用聚苯乙烯或有机玻璃制成，其容积通常为30cm*30cm*30cm。二、设计目的与要求1掌握辐射源储存设计的内容和原那么；2掌握辐射源储存屏蔽的根本设计；3掌握辐射源屏蔽结构；4掌握设计说明书和计算书的编
9、写方法；5根据辐射源储存设计的根本方案确定工作流程。6拟定辐射源的各项参数及屏蔽材料。7进行辐射源储存的设计和计算，定出各屏蔽材料的尺寸。8完成设计说明书及相关图纸。三、限值要求职业工作人员个人所受最大个人年有效剂量限值为5mSv；公众成员个人年有效剂量最大限值为0.1mSv。四、防护如何防护放射源：放射源发射的射线有：阿尔法射线射线、贝塔射线射线、伽玛射线射线、中子射线射线等，它们看不见，摸不着，必须使用专门的仪器才能探测得到。不同的射线在物体中穿透能力也各有不同。一张厚纸可挡住阿尔法射线；有机玻璃、铝等中有效阻挡贝塔射线；伽玛射线穿透力较强，可以用混凝土、铅等阻挡；中子射线需用石蜡等轻质材
10、料来阻挡。因此，放射源并不可怕，对放射源无端的恐惧是没有必要的，特别是那些已经采取了平安保护措施，正常使用的放射源，对人体是根本没有危害的。防止或减少放射源发出的射线对人体的伤害，主要有以下三种防护手段：一、距离防护；距离放射源越远，接触的射线就越少，受到伤害也越小；二、屏蔽防护：选取适当的屏蔽材料如混凝土、铁或铅等做成屏蔽体遮挡放射源发出的射线；三、时间防护：尽可能减少与放射源的接触时间。在实际工作中，通常将上述三种防护手段组合应用。五、屏蔽设计以三教115为例参数活度A：5400Ci非工作状态：源存放于钢220mm+铅102mm的屏蔽罐中储存距离屏蔽罐1m处的吸收剂量率值为13.7Gy/h
11、工作状态下：人体到源的距离为46.2cm，投影到人体的最大照射野为47.68.3cm所以查表得，d=50.6cm24.5cm受照时间的选取1从事辐射工作人员工作时间根据国家规定的工作时日，从事辐射工作人员每年工作时间最高为2000 h;2)职业人员的工作时间职业人员工作时间分为照射室停留时问T1、操作室停留时间T2和医师办公室停留时间T3三局部。工作人员在操作室停留时间T1，即:T1=600 h; 工作人员在照射室停留时间即给病人摆位的时问T2 ,取剩余时间的1/4)，即:T2=350 h;工作人员在医师办公室停留时问T3，即:T3=1 050 h .公众成员的受照时间机房周围公众成员每年受照
12、时间最大为600 h。照射室H=0.7DTQ=0.7*13.7=3.36mSv操作室和办公室的总年有效剂量：H=5-3.36=1.64mSv假设办公室的有效剂量0.64mSv、操作室的有效剂量：1mSv操作室的吸收剂量率：办公室的吸收剂量率：操作室减弱倍数：同理：办公室的减弱倍数：K=15.73查附表得：操作室混凝土的厚度为24.7cm 办公室混凝土的厚度用最小二乘法得：36.48cm射线90反散射经验的公式式中: D一反散射吸收剂量率Gy/h);a一散射系数，无量纲;S一照射面积cm2;D。一入射线在入射点的吸收剂量率(Gy/h);r一探测点至入射点的距离(cm)4、年有效剂量计算模式E=0.7DTQ式中:E-y射线所致的年有效剂量，Sv;0.7一空气吸收剂量与年有效剂量当量转换因子，Sv/Gy,D一空气吸收剂量率，Gy/hT一年受照时间，h;Q一品质因数，对Y射线Q=1由于数值过小，所以忽略不计。所以该设计方案可行。六、实验心得体会 通过本次课程设计，我充分了解辐射剂量与防护的重要性和必要性，并对这门课的理解和掌握有了新的认识。这次的课程设计是一个很全面的了解过程，需要我们对这门课有非常熟悉的知识体系，这对我们是个考验，也是一个很好的时机。参考文献：邢桂平，王树华?实用医学放射剂量学?1995.11 课本：辐射剂量与防护
