放射防护屏蔽计算

外照射屏蔽计算示例吉林大学公共卫生学院辐射防护教研室贺强JilinUniversity一、公式回顾JilinUniversityJilinUniversity１、距离平方反比公式人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距离平方成反比.D1/D2=r22/r12２、辐射源外照射剂量率的估算γ点源外照射剂量率的估算方法一(快速估算法)距点源1mD=0.123AEA单位MBqD单位μGy/hE单位MeV方法二一般估算法D=0.235AГ/r2A单位MBqГ单位Rm2/hCiD单位μGy/hr单位mJilinUniversity方法三IAEA估算法D=FA/r2A单位GBqF为γ因子r单位mD单位mSv/hJilinUniversity透射因子B衰减倍数KI0I1二、计算实例JilinUniversity例一控制区职业人员剂量目标值取0.1mGy/周,非控制区公众剂量目标值取0.02mGy/周。例：某模拟机机房屏蔽计算，该机房仅一台X线模拟机，为了安全N值取忙时的40人/周，位于建筑物最底层，求各墙厚度？d为居留距离；T为居留因子，国内常用1、1/4、1/16这三个值；N为每周检查患者数目，体现工作负荷；U为使用因子，主要用于初级辐射线束；Xpre为前屏蔽（摄影床影像接收器或墙上安装的暗盒架相当于0.85mmPb，侧向投射束穿过摄影床相当于0.3mmPb）；B（x）为透射因子，根据B（x）值在透射曲线上确定屏蔽厚度；K为X射线的空气比释动能,K1p为在距X射线源1米所指定的工作负荷分布情况下的每名患者未屏蔽的初级空气比释动能，本模拟机K1p取5.9mGy/患者；Kp（0）为在dp点上未屏蔽的初级比释动能。在指定的患者工作负荷（Wnorm）和dp=1米处的未屏蔽的初级空气比释动能K1P值指定的工作负荷分布每名患者的Wnorm（mA·min/患者）1米处每名患者的初级空气比释动能（mGy/患者）X射线摄影机房（胸部bucky）0.62.3X射线摄影机房（地板或其他屏障）1.95.2X射线摄影管（摄影和透视共用机房）1.55.9专用立式胸部bucky摄影机房0.221.2对初级辐射束的不同材料前屏蔽当量厚度（xpre）应用条件xpre（mm）Pb混凝土钢板摄影床影像接受器或墙上安装的暗盒架（由滤线栅、暗盒和影像接受器支持构件的衰减造成的）0.85727侧向投照束穿过摄影床（仅由滤线栅和暗盒衰减造成的）0.3302１、地板2、天花板需要考虑初级辐射和次级辐射；其上方为一间办公室（非控制区），T=1，所以P/T=0.02mGy/周；dp=3m；U=1；K1p=5.9mGy/患者利用公式得出：将这个值降低到P/T=0.02mGy/周，。22.26340*1*9.5221)0(pppdUNKK4-)0(10*6.7/22.26/02.0/)(周周mGymGyKTPXXBpprebarrierpL混凝土=TVL混凝土×NTVL=TVL混凝土×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(7.6×10-4))=111.0mmL铅=TVL铅×NTVL=TVL铅×lg(1/BX)=0.58mm×lg(1/(7.6×10-4))=1.8mm因为，此处Xpre=0.85mm铅当量（见表4.18），Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm铅当量，针对初级辐射天花板需要0.95mm铅当量的屏蔽。周）（）（/mGy516.05.140*10*9.2dNKK22-2sec1sec0sec1-0secbarriersec10*9.1516.01.0KP/TXB）（）（3、墙（1-1）：本墙为控制室墙壁，只需要考虑次级辐射；其后方为控制室（控制区），T=1，则P/T=0.1mGy/周；dsec=1.5m；Ksec1=2.9*10-2利用公式得出：将这个值降低到P/T=0.1mGy/周在次级辐射的透射曲线上可查，相当于0.2mm铅当量,所以墙（1-1）需要0.2mm铅当量的屏蔽。4、墙（1-2）：需要考虑初级辐射和次级辐射；其后方为加速器辅助机房（控制区），T=1（为安全），所以P/T=0.1mGy/周；dp=3m，U=1，Kp1=5.9mGy/患者，N=40利用公式得出：将这个值降低到P/T=0.1mGy/周周）（/mGy22.26340*1*9.52K210pppdUNK3)0(10*8.322.261.0/)(pprebarrierKTPXXBL混凝土=TVL混凝土×NTVL=TVL混凝土×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.8×10-3))=86.2mmL铅=TVL铅×NTVL=TVL铅×lg(1/BX)=0.58mm×lg(1/(3.8×10-3))=1.4mm因为，此处Xpre=0.3mm铅当量，Xbarrier=1.4-0.3=1.1mm铅当量，针对初级辐射1-2墙需要1.1mm铅当量的屏蔽。5、墙（1-3）：只需要考虑次级辐射；其后方为以空旷地（非控制区），T=1/16,则P/T=0.02*16=0.32mGy/周；dsec=1.3m，Ksec1=2.9*10-2，N=40利用公式得出：将这个值降低到P/T=0.32mGy/周在次级辐射的透射曲线上可查，相当于0.1mm铅当量,所以墙（1-3）需要0.1mm铅当量的屏蔽。周）（）（/mGy686.03.140*10*9.2dNKK22-2sec1sec0sec1-0secbarriersec10*66.4686.032.0KP/TXB）（）（6、墙（1-4）：该面墙体需要考虑初级辐射和次级辐射；其外侧为走廊候诊区（非控制区），T=1/4,则P/T=0.02*4=0.08mGy/周；Kp1=5.9mGy/患者，U=1（为安全），dp=3m，N=40利用公式得出：将这个值降低到0.1mGy/周，。周）（/mGy22.26340*1*9.52K210pppdUNK3)0(10*05.322.2608.0/)(pprebarrierKTPXXBL混凝土=TVL混凝土×NTVL=TVL混凝土×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.05×10-3))=89.6mmL铅=TVL铅×NTVL=TVL铅×lg(1/BX)=0.58mm×lg(1/(3.05×10-3))=1.5mm因为，此处Xpre=0.3mm铅当量，Xbarrier=1.5-0.3=1.2mm铅当量，针对初级辐射1-4墙需要1.2mm铅当量的屏蔽。普通X射线摄影机房初级线束的使用因子(U)屏蔽类型使用因子（U）运用于下述工作负荷分布地板0.89X线摄影机房（地板或其它屏蔽）穿过床的墙壁0.09X线摄影机房（地板或其它屏蔽）其他墙壁a0.02X线摄影机房（地板或其它屏蔽）胸部bucky的墙壁1.00X线摄影机房（胸部bucky)a其他墙壁指除穿过床的墙壁和胸部bucky的墙壁以外的由初级线束指向的那些墙壁例2某透视机机房如图1，位于二层建筑，已知该机房每周检查患者N=150人，地板、天花板后面为工作人员办公室。求各屏蔽墙厚度？下面对机房各面墙体进行计算：（1）地板下面为工作人员办公室，居留因子T=1，P/T=0.02mGy/周。（2）该办公室考虑初级辐射的屏蔽。从表中地板栏得知U=0.89，为安全目的设U=1。选dp=3.7米利用公式给出：将这个值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得到地板的初级透射为：L混凝土=TVL混凝土×NTVL=TVL混凝土×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.1×10-4))=124.9mmL铅=TVL铅×NTVL=TVL铅×lg(1/BX)=0.58mm×lg(1/(3.1×10-4))=2.0mm因为，从图4.11中查得需要铅当量总厚度为2.0mm，从表4.18摄影床及其附件前衰减xpre=0.85mm铅当量厚度，影像增强器取0.5mmPb,所以Xbarrier=2.0-0.5=1.5mm厚度铅当量。注：对于一面墙同时存在初级辐射和次级辐射时，只需计算初级辐射所需要的屏蔽厚度即可。天花板的屏蔽计算条件：1.天花板仅考虑次级辐射。2.其上方为一间办公室，非控制区，留居因子T=1，因此P/T=0.02mGy/周。3.设dL=2.7米，dS=3.5米，为防护安全设dL=dS=dsec=2.7米。4.从表中透视管（摄影+透视共用机房）栏中查到泄漏+前/背向散射总和Ksec1=4.6*10-1mGy/患者。5.每周检查患者数目N=150人利用公式得：将该值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得到天花板次级透射为：由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。1-4墙屏蔽计算：条件：1.该墙后面为走廊，非控制区，可知留居因子T=1/4，P=0.02mGy/周，因而P/T=0.02/（1/4）=0.08mGy/周。2.此墙只考虑次级辐射。3.设dsec=2米4.从表中透视管（摄影+透视共用机房）栏查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1mGy/患者。5.每周检查患者数目N=150人。利用公式得到：将该值降到P/T=0.08mGy/周，利用公式得到1-4墙次级透射为由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。1-2墙屏蔽计算条件：1.此透视室位于楼房结构的一角，所以墙1-1、墙1-2外侧均为无人关照区，因此居留因子选取T=1/16，P=0.02mGy/周，因而P/T=0.02/1/16=0.32mGy/周。2.此墙只考虑次级辐射。3．dsec=3米4.从表5中透视管（摄影+透视共用机房）栏中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-2mGy/患者。5.每周检查患者数目N=150人。利用公式得到：将该值降到P/T=0.32mGy/周，利用公式得到1-2墙次级透射为：由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。1-3墙屏蔽计算条件：1.此墙后面为控制室，控制区，因此居留因子选取T=1，因而P/T=0.1mGy/周。2.此墙只考虑次级辐射。3.设dsec=1.8米4.从表中透视管（摄影+透视共用机房）栏中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1mGy/患者。5.每周检查患者数目N=150人。利用公式得到：将该值降到P/T=0.32mGy/周，利用公式得到1-2墙次级透射为：由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。1-1墙屏蔽计算条件：1.1-1墙后面为无人区、非控制区，留居因子T=1/16，P/T=0.32mGy/周。2.该办公室考虑初级辐射和次级辐射的屏蔽。3.每周检查患者数目N=150人。Ⅰ.初级屏蔽的计算：条件：1.X射线管垂直通过床射向1-1墙，从表中摄影和透视公用机房栏中查到Kp1=5.9mGy/患者。2.选dp=3米利用公式给出：将这个值降到P/T=0.32mGy/周，利用公式得到地板的初级透射为：患者/ym98)3(15019.5d)0(221GUNKKPPP3102.3/ym98/32.0)(患者患者GmGyxrxBprebarriePL混凝土=TVL混凝土×NTVL=TVL混凝土×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.2×10-3))=88.8mmL铅=TVL铅×NTVL=TVL铅×lg(1/BX)=0.58mm×lg(1/(3.2×10-3))=1.5mm因为，从表4.18摄影床及其附件前衰减Xpre=0.85mm铅当量厚度，影像增强器取0.5mmPb，所以Xbarrier=1.5-0.5=1.0mm厚度铅当量。例3摄影机房屏蔽计算对于该DR机房的设计由于机房位于2楼，要分别考虑天花板、地板以A、B、C三面墙的初级辐射屏蔽和次级辐射屏蔽。设该机房仅有一台X射线摄影机；设这个机房每周检查患者N=125人。1、对于