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1、南京市第二医院医用直线加速器辐射影响和废气环境影响评价专题1 、 前言医用电子直线加速器主要用于癌症的放射治疗。 在肿瘤早期， 手术前进行放射治疗， 可使肿瘤缩小， 提高手术的切除率， 又可使活跃的肿瘤细胞被杀灭或被抵制， 减少癌细 胞转移，提高患者生存率。对中、晚期肿瘤和不易进行手术切除的肿瘤，进行大剂量照 射，可以起到止痛、提高生存质量、甚至延长寿命的效果。根据南京市第二医院发展规 划，拟对原有的 1 座钴-60 机房进行改造，改造后机房内新增 1 台美国瓦里安公司生产 的 6MV-X 射线加速器，用于放射治疗。根据加速器工作原理， 设备开机运行时对环境的影响主要是 X 射线以及有害气体(
2、O3 ) 对人员健康的影响。本专题根据加速器机房的屏蔽和通风设计，对照国家标准，分析和评 价加速器的运行对辐射环境和大气环境的影响。2 、 评价标准电离辐射防护与辐射源安全基本标准 (GB18871-2002)；电子加速器放射治疗放射防护要求 (GBZ126-2011)；放射治疗机房的辐射屏蔽规范第 1 部分：一般原则 (GBZ/T201. 1-2007)；放射治疗机房的辐射屏蔽规范第 2 部分：电子直线加速器放射治疗机房 (GBZ/T201.2-2011)； 建 设 项 目 职 业 病 危 害 放 射 防 护 评 价 规 范 第 2 部 分 ： 放 射 治 疗 装 置 (GBZ/T220.2
3、-2009)。3 、 环境辐射水平限值和人员受照剂量约束值本项目职业人员的年平均有效剂量约束值： 5mSv ；公众年平均有效剂量约束值： 0.25mSv。加速器机房外距离防护墙、防护门、屋顶上部 30cm 处辐射剂量率限值： 2.5Sv/h。4 、 室内环境空气限值加速器停机 10min 后，室内空气臭氧浓度值低于 0. 16mg/m3。15 、 加速器主要性能指标根据建设单位和设备供货单位提供的资料，医院新增 1 台加速器主要参数如下： 加速器 X 射线能量： 6MV，机房按照 6MVX 射线来防护设计。瓦里安 UNIQUE 直线加速器， 加速器有用线束中心抽上距产生治疗 X 射线束的靶 1
4、m 处的最大剂量率为 6Gy/min，机头周围的泄漏辐射与最大吸收剂量的比值不超过 0. 1%。设备满负荷运行时间为 21 小时/周。设备出束射线角度： 14。加速器有用束射野范围 最大为 40cm40cm (TSD=100cm)。6 、 加速器屏蔽设计及辐射防护区加速器机房位于医院放疗中心一层，机房顶部南侧次屏蔽墙外侧为放疗中心二楼走廊 (走廊南侧为办公室)，顶部东侧屏蔽墙外侧为放疗中心闲置房间(计划为放疗中心库房)， 顶部北侧上方为护坡。加速器为一层混凝土建筑，机房北侧为护坡，东侧为设备间、控制室，西侧与放疗中 心另一座加速器机房相邻(共墙， 该加速器已投运)。加速器机房入口处采用直迷路，
5、 防护 门为铅。加速器机房屏蔽设计见表 1 和图 3- 1、图 3-2：表 1 直线加速器机房屏蔽设计情况项目屏蔽设计参数顶部屋顶主屏蔽(堡垒)245cm 混凝土， 宽 410cm屋顶次屏蔽145cm 混凝土南侧屏蔽墙主屏蔽(堡垒)245cm 混凝土， 宽 400cm南墙次屏蔽140cm 混凝土北屏蔽墙85cm 混凝土东侧屏蔽墙迷道内墙85cm 混凝土迷道外墙(设备间)120cm 混凝土迷道外墙(控制室)85cm 混凝土西侧屏蔽墙135cm 混凝土防护门23mm 铅注：混凝土密度为2.35 g/cm3 ；铅密度为： 11.7 g/cm3。加速器X射线分为有用射线及漏射线，将辐射影响区域分为主屏
6、蔽区、次屏蔽区、2侧屏蔽墙、防护门等几个区域，详见下表2。加速器机房屏蔽参数见表3所示。表2 加速器防护区及受影响人员类别区域受影响人员主屏蔽区南侧堡垒外(候诊区)公众(部分居留)顶部堡垒上部公众(可上人)北侧堡垒外(土层)公众(不可到达)次屏蔽区南侧次屏蔽外(候诊区)公众(部分居留)顶部次屏蔽外(南侧走廊)公众(部分居留)顶部次屏蔽外(东侧仓库)公众(部分居留)侧屏蔽墙东侧屏蔽墙外(控制室)职业人员(全居留)东侧屏蔽墙外(设备间)职业人员(部分居留)西侧屏蔽墙外(现有加速器机房)公众(部分居留)防护门外候诊区、走廊公众(部分居留)医院外居民楼公众(全居留)次屏蔽区二楼办公室公众(全居留)表
7、3 关注点及其对应的有效屏蔽厚度等参数区域屏蔽参数 (混凝土)射线源至屏 蔽设施外 30cm距离居留 因子屏蔽线束1主屏蔽区南侧堡垒外(候诊区)245cm6.20 m1/4有用线束2顶部堡垒上部 (扣除1.3m治疗床)245cm5.40m1/163次屏蔽区南侧次屏蔽外(候诊区)140cm5.60 m1/4漏射线+ 人体散射4顶部次屏蔽外(南侧走廊)145 cm4.40 m1/45顶部次屏蔽外(东侧仓库)145 cm4.40 m1/46侧屏蔽墙迷道东侧屏蔽墙外(控制室)85+85cm6.565m1漏射线7迷道东侧屏蔽墙外(设备间)120cm6.915 m1/48西侧屏蔽墙外(共墙)135cm5.
8、40 m1/49防护门候诊区、走廊23mm铅4.95m1/4透射4.82+6.33m迷道散射3(堡垒宽)5.4m1.3m4.10m治疗床 二楼办公室二楼走廊二楼仓 库6.4m1.45m10医院外公众放疗中心东侧钟阜路18幢医院家属区85+85约30m1漏射线11放疗中心 二楼公众二楼办公室145cm6.40m1漏射线顶部2.45m(堡垒高)4.4m图 1-2 加速器机房屏蔽计算点位示意图4迷道内墙铅屏蔽北iOO1g图 1-1 加速器机房屏蔽计算点位示意图5R7 、 辐射影响屏蔽校核计算根据放射治疗机房的辐射屏蔽规范第 2 部分：电子直线加速器放射治疗机房 (GBZ/T201.2-2011) 中
9、使用的估算方法， 对加速器机房外关注点的剂量率 H (Sv/h)来进 行估算。7.1 机房四周屏蔽墙、屋顶辐射影响评价7.1.1 有用线束和漏射线计算公式和参数取值使用下式来对有用线束和漏射辐射在机房外造成的剂量率 H (Sv/h)进行估算：6Ho fH = BR2B = 10一nn =S 一 T1/ 10 + Te1/ 10 Te1/ 10(1)(2)(3)式中： Ho ：加速器有用线束中心轴上距产生治疗 X 射线束的靶 1m 处的常用最高剂量率，本项目 X 射线 1m 处吸收剂量率 6Gy/min ，Ho=3.6108 Svm2/h； R：辐射源(靶点)至关注点的距离， m；f：对有用束为
10、 1，对漏射线取 1；B：屏蔽透射因子，无量纲；S ：屏蔽厚度， cm。表 4 有用束和泄漏辐射在混凝土中的什值层(GBZ/T201.2-2011 表 B. 1)加速器 能量有用束90泄漏辐射第一个什值层 T1/10平衡什值层 Te1/10第一个什值层 T1/10平衡什值层 Te1/106MV37cm33cm34cm29cm7.1.2 患者一次散射辐射屏蔽计算公式和参数取值使用下式来对患者一次散射辐射在机房外造成的剂量率 H (Sv/h)进行估算：2H = Ho ph (F/400) BsB = 10一n(4)(5)n =S 一 T1/ 10 + Te1/ 10 e1/ 10T(6)7式中：
11、H：计算点的辐射剂量率， Sv/h；Ho ：加速器有用线束中心轴上距靶 1m 处的最高剂量率，Sv m2/h；ph：散射因子， 即患者 400cm2 面积上垂直入射 X 射线散射至距其 1m (关注点方 向) 处的剂量比例， 6MV，患者散射角 30，取 2.7710-3 (GBZ/T201.2-2011 表 B.2)；F ：有用线束在治疗等中心处的最大治疗野面积， 4040cm2；B：屏蔽透射因子，无量纲；Rs ：患者(位于等中心点)至关注点的距离。对于散射辐射，取 T1/10= Te1/10=26cm (GBZ/T201.2-2011 表 B.4)。7.1.3 主屏蔽区辐射水平估算根据公式
12、(1) (3)，分别计算有用线束在主屏蔽区 2 个关注点(关注点 1 和关注点 2) 的辐射剂量率， 有用线束 Ho=3.6108 Svm2/h ，f=1 ，T1/10=37cm、Te1/10=33cm，计算结果见 表 5。表 5 主屏蔽区各关注点辐射水平计算结果关注点位/描述计算参数有用线束剂量率(Sv/h)BS (cm )R (m )1主屏蔽区南侧堡垒外30cm4.9810-82456.200.472顶部堡垒上方30cm4.9810-82455.400.617.1.4 次屏蔽区辐射水平估算根据公式(1) (6)，分别计算漏射线在次屏蔽区的辐射剂量率，包括了漏射线和人 体散射辐射所造成的剂量
13、， 计算结果见表 6表 8 所示(漏射线计算时： Ho=3.6108 Svm2/h， f=1， T1/10=34cm、Te1/10=29cm；人体散射线计算时， Ho=3.6108 Svm2/h ，6MeV 患者散 射辐射在混凝土中的什值层 T1/10= Te1/10=26cm (300 散射角)，ph=2.7710-3 )。表 6 次屏蔽区各关注点泄漏辐射水平计算结果关注点位/描述计算参数漏射线剂量率(Sv/h)BS (cm )R (m )3次屏蔽 区南侧次屏蔽墙外 30cm2.2110-51405.600.254顶部次屏蔽墙外 (南侧) 30cm1.4910-51454.400.285顶部次屏蔽墙外 (东侧) 30cm1.4910-51454.400.2811顶部次屏蔽墙外 (南侧) 2m
