顧先寶，張　靜，於國兵，杜　勤（.安徽省輻射環(huán)境監(jiān)督站，合肥　300；.安徽大學　合肥　30039）

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非典型設計方案的醫(yī)用電子直線加速器機房防護能力估算方法的探討

顧先寶1，張靜2，於國兵1，杜勤1
（1.安徽省輻射環(huán)境監(jiān)督站，合肥230022；2.安徽大學合肥230039）

通用的防護能力估算方法僅針對典型設計方案的加速器機房，對非典型設計方案加速器機房防護門外輻射劑量并沒有給出明確的估算方法。通過分析，提出了非典型設計方案加速器機房防護門外輻射劑量的估算方法，為此類加速器機房的屏蔽設計、環(huán)境管理等方面提供了參考。

非典型設計方案；防護能力；加速器機房；劑量估算

1　前言

電子直線加速器以其獨特的優(yōu)勢，在現(xiàn)代醫(yī)學的腫瘤治療中被廣泛使用。隨著經濟社會的發(fā)展，人們對現(xiàn)代的醫(yī)療條件提出了更高的要求，新的醫(yī)用電子直線加速器應用項目層出不窮。這種高效的腫瘤治療設備在給人們提供優(yōu)質的醫(yī)療服務的同時，也對該類項目的環(huán)境保護提出了更高的要求。我國目前針對此類加速器在使用過程中對周圍環(huán)境所產生的輻射影響，制定了較為嚴格的標準要求［1～3］。為了確保此類項目運行后輻射影響能夠滿足標準要求，建設前需要對擬建設的加速器機房的防護能力進行估算。對于大部分使用典型設計方案的加速器機房，其防護能力的估算具有一套較為完整的估算程序，但是對于少數使用非典型設計方案的加速器機房，其防護門外輻射劑量估算尚無明確的方法。NCRP No.151報告［4］是國際上用于估算加速器機房防護能力通用參考標準，它也是我國制定相關標準的基礎，但是其中并沒有明確給出這種使用非典型設計方案的加速器機房防護能力的估算方法，近期報道的一些文獻也沒有相關結論［5～9］。因此，對非典型設計方案的加速器機房防護能力估算方法進行分析，提出合理可行的方案，對此類加速器機房的屏蔽設計、環(huán)境管理等方面具有重要參考意義。

2　機房設計方案

典型的加速器機房設計方案是指主屏蔽墻不在迷道一側如圖1，這種機房包括主屏蔽內凸型、主屏蔽外凸型和混合型，這里只以內凸型舉例。非典型的加速器機房設計方案是指主屏蔽墻與迷道在一側如圖2。

圖1　典型設計方案的加速器機房示意圖

3　防護門外劑量估算方法

3.1典型設計方案的加速器機房估算方法

圖2　非典型設計方案的加速器機房示意圖

對于典型設計方案加速器機房防護門外即g點處的輻射劑量需要考慮：①主束通過患者體表散射產生的劑量HPs；②主束通過墻H散射到迷路入口處的劑量當Hs；③裝置頭泄露輻射散射產生的劑量HLs；④穿過迷路內墻的泄露輻射劑量HLT，根據各自的算法［4］計算出Hps、Hs、HLs和HLT，最后根據公式（1），計算總劑量HTot。

使用這一公式的前提條件是：

式中：w是指迷道的寬度；h是指迷道的高度；l是散射面到估算點的距離，這里就是指迷道的長度。

3.2非典型設計方案的加速器機房估算方法

對于非典型設計方案的加速器機房，估算防護門外劑量時，顯然不符合公式（2）和（3）的要求，也就不能用公式（1）進行估算。NCRP No.151報告和國內的標準沒有給出明確的算法，筆者通過調研相關資料、研究分析，對該類機房防護門外劑量的估算方法給出如下建議供參考。

（1）劑量貢獻

加速器機頭朝不同方向治療病人時，對防護門外的劑量均有貢獻。把加速器機頭的朝向簡化成4個方向，機頭朝向迷道時，對防護門外產生的輻射劑量為H1，機頭向上時，對防護門外產生的輻射劑量為H2，機頭背向迷道時，對防護門外產生的輻射劑量為H3，機頭向下時，對防護門外產生的輻射劑量為H4，HTot即為：

這里認為加速器每個朝向的利用因子U均為1/4。

（2）H1

H1應考慮：①主束穿過患者和迷道內墻到達迷道外墻的內壁，經過墻壁散射到達防護門外的劑量HPs；②主束通過患者體表散射至迷道口處的墻壁，再經過墻壁散射到達防護門外的劑量Hs；③加速器機頭泄露輻射到達迷道口處的墻壁，再經過墻壁散射到達防護門外的劑量HLs；④加速器機頭泄露輻射穿過迷路內墻直接到達防護門外的劑量HLT。

計算H1中的Hps、Hs、HLs和HLT，可參照NCRP No.151報告中的計算方法，在選擇計算參數時應充分考慮機頭的朝向、射線的角度、有效散射面積等因素。

（3）H2、H3和H4

H2、H3和H4的估算方法基本相同，但是有別于H1的計算方法，應考慮：①主束穿過患者到達主屏蔽墻后散射至迷道口處的墻壁，經過墻壁散射到達防護門外的劑量HPs；②主束通過患者體表散射至迷道口處的墻壁，再經過墻壁散射到達防護門外的劑量Hs；③加速器機頭泄露輻射到達迷道口處的墻壁，再經過墻壁散射到達防護門外的劑量HLs；④加速器機頭泄露輻射穿過迷路內墻直接到達防護門外的劑量HLT。在選擇計算參數時應充分考慮機頭不同朝向時射線的角度、有效散射面積等因素。

4　結論

根據上面的分析過程可以看出，典型設計方案的加速器機房防護門外的劑量的估算方法不適用于非典型設計方案的加速器機房防護門外劑量的計算，該處輻射劑量主要來至于加速器使用過程中機頭不同朝向所產生的輻射劑量之和。

［1］GBZ/T201.2-2011放射治療機房的輻射屏蔽規(guī)范第2部分：電子直線加速器放射治療機房［S］.北京：中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布，2011.

［2］《電子加速器放射治療放射防護要求》（GBZ126-2011）［S］.北京：中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布，2011.

［3］GBZ/T201.1-2007放射治療機房的輻射屏蔽規(guī)范第1部分：一般原則［S］.北京：中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布，2007.

［4］James A.Deye.NCRP REPORT No.151［M］.National Council on RadiationProtection and Measurements，2005.

［5］李朋起，楚彩芳，趙艷芳，等.某醫(yī)用電子直線加速器機房防護改造方案及效果分析［J］.中國輻射衛(wèi)生，2016，25（1）：51～54.

［6］劉雅，郭朝暉，程金生，等.醫(yī)用加速器機房屏蔽設計的驗證研究［J］.中國醫(yī)學裝備，2014，11（7）：1～4.

［7］李 軍，鄭 潔，楊 潔，等.醫(yī)用電子直線加速器室輻射屏蔽防護設計［J］.干旱環(huán)境監(jiān)測，2009，23（1）：86～90.

［8］李舟，柴天方.醫(yī)用電子直線加速器機房屏蔽設計及防護效果的探討［J］.中國輻射衛(wèi)生，2005，14（3）：194～196.

［9］劉娟，詹國清.直線加速器機房屏蔽墻及防護門厚度估算方法探討［J］.科技創(chuàng)新與應用，2014（33）：68.

於國兵。

TL99

A

2095-2066（2016）13-0261-02

2016-4-20

顧先寶（1982-），男，工程師，碩士（研究生），研究方向為從事輻射環(huán)境監(jiān)測與評價。