外照射防护

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1.2 技术实现和社会负担 技术实现是指将具体的防护措施应用于具 体的辐射源项。 体的辐射源项。其主要意义在于相关方法和技 术实施的可能性和预计的防护效果。 术实施的可能性和预计的防护效果。 可能性 社会负担是指技术实现过程中社会所需付 出的人力、 出的人力、物力和财力以及特定人群的受照负 担。 显然，两者通常需要统筹考虑。 显然，两者通常需要统筹考虑。
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4、外照射防护的基本方法 、 4.2 距离防护－－增大与源的距离 距离防护－－ －－增大与源的距离 远 距 离 作 ， 自 动 化 操
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4、外照射防护的基本方法 、 4.3 屏蔽防护－－设置屏蔽 屏蔽防护－－ －－设置屏蔽 常 用 手 段 ， 防 护 重 点
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4、外照射防护的基本方法 、 4.3 屏蔽防护－－设置屏蔽 屏蔽防护－－ －－设置屏蔽 4.3.1 屏蔽材料的选择 遵循特定射线在特定材料中的衰减规律。 遵循特定射线在特定材料中的衰减规律。 4.3.2 屏蔽厚度的确定 依据剂量限值或剂量约束对衰减规律的定 量描述。 量描述。
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2.2.1.3 光核反应产生中子的屏蔽 在电子的能量大于约10MeV时 在电子的能量大于约10MeV时，其轫致辐射光 10MeV 子将与作用物质发生光—核反应，产生中子。 子将与作用物质发生光—核反应，产生中子。但 中子的剂量率远小于轫致辐射产生的剂量率。如 中子的剂量率远小于轫致辐射产生的剂量率。 果对光子的屏蔽物质是混凝土， 果对光子的屏蔽物质是混凝土，那么伴随产生的 中子也将被屏蔽。因此， 中子也将被屏蔽。因此，在医用加速器工作的能 量范围内（ 50MeV），对轫致辐射光子的适当的 量范围内（1-50MeV），对轫致辐射光子的适当的 ）， 水泥屏蔽层厚度也同时满足对中子屏蔽的要求。 水泥屏蔽层厚度也同时满足对中子屏蔽的要求。
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2、外照射防护基本原则 、 保证完满达到电离辐射源的应用目的， 保证完满达到电离辐射源的应用目的，又使 完满达到电离辐射源的应用目的 保持在可合理做到的 在可合理做到的最低 人员受到的辐射照射 保持在可合理做到的最低 水平， 原则。 水平，即 ALARA 原则。 2.1 最优化 在应用辐射源带来的利益和进行防护所付出 的代价之间斟酌权衡， 的代价之间斟酌权衡，以求最小付出和最大利 益。
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5、外照射防护中的常用量 、 5.2 周围剂量当量（率）－－ 周围剂量当量（ ）－－ICRU 为场所监测应用中的实用量。 为场所监测应用中的实用量。 辐射场某点 r 处的周围剂量当量 H * (r , d ) 是指与 r 处实际辐射场相应的齐向扩展场在ICRU球中对着齐向 处实际辐射场相应的齐向扩展场在 球中对着齐向 处的剂量当量。 扩展场方向的半径上深度 d 处的剂量当量。d=10mm
一般而言， 一般而言，有：
ɺ (r) = φ(r)[cm−2 ⋅ s−1]⋅ Scol [Mev ⋅ cm2 ⋅ g−1] Mev ⋅ g−1 ⋅ s−1 D
ρ
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1.2.3 空气中宽束 、γ射线的剂量计算 空气中宽束X、 射线的剂量计算 1.2.3.1 医用 射线机的剂量计算 医用X射线机的剂量计算
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5、外照射防护中的常用量 、
5.1 有效剂量－－ 有效剂量－－ －－ICRP 为辐射所致人体健康危害的评价量。 为辐射所致人体健康危害的评价量。
E = ∑ wT ⋅ (∑ wR ⋅ DT , R )
T R
Sv
即根据辐射类型和组织类型加权后的器官剂量。 即根据辐射类型和组织类型加权后的器官剂量。 辐射类型 加权后的器官剂量
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2.1 屏蔽计算中的常用参量 2.1.4 工作负荷 －－医用辐射源装置 W －－医用辐射源装置 把 X 射线机一周内的 mA⋅ m 称为该射线 in 机的工作负荷： 机的工作负荷： 管电压在4MV以下的 射线机，工作负荷 以下的X 射线机， 管电压在 以下的 用单位
mA⋅ m ⋅ wk in
−1
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2.2.1.1 初级射线的屏蔽计算 若计算得到透射比 η ，则按下式确定 d。 。
n = lg(1/η)
d = d1,1/10 + (n −1) ⋅ dB,1/10
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2.2.1.2 泄漏辐射和散射辐射的屏蔽计算 通常， 通常，泄漏辐射是初始辐射很小的一部 分。泄漏辐射谱的平均能量一般低于初始辐射 谱的平均能量。从偏安全的防护角度出发， 谱的平均能量。从偏安全的防护角度出发，假 定两者的平均能量相同， 定两者的平均能量相同，按与初级辐射相同的 方法计算漏射辐射的屏蔽。 方法计算漏射辐射的屏蔽。
ɺ ɺ Da (r) ≈ Ka (r) = A Bq]⋅ ΓKa [Gy ⋅ m2 ] / r2[m2 ] [ ɺ
源的活度 A γ源的活度
Γɺ a 与核素相关的空气比释动能率常数 K
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2、常见辐射源项的屏蔽计算 、 2.1 屏蔽计算中的常用参量 2.1.1 衰减倍数 K 指设置屏蔽之前某关心点处的周围剂量 当量与设置屏蔽之后该点周围剂量当量的比值 2.1.2 透射比 η 为衰减倍数的倒数。 为衰减倍数的倒数。表征关心点处穿透 屏蔽的射线占初始射线的份额。 屏蔽的射线占初始射线的份额。
ɺ Da (r) = I[mA]⋅δa[mGy⋅ m2 ⋅ mA−1 ⋅ m −1] / r 2[m2 ] in
I 射线机管电流
δa 射线机的发射率常数，分为 °和0°方向 射线机的发射率常数，分为90° °
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1.2.3 空气中宽束 、γ射线的剂量计算 空气中宽束X、 射线的剂量计算 1.2.3.2 γ源的剂量计算 源的剂量计算
外照射防护
2008 年 6 月
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目
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录
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一、外照射防护基本知识 二、外照射防护基本技术
三、外照射屏蔽设计与评价 * 四、外照射屏蔽计算实例
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一、外照射防护基本知识
1、外照射防护目的和出发点 、 目的：保护特定人（ 目的：保护特定人（群） 不受过分的直接 或潜在的外照射危害。 或潜在的外照射危害。 出发点： 出发点：从防护目的的实现以及与此相关的社 会付出方面综合进行考虑。 会付出方面综合进行考虑。
g / cm
2
E > 2.5 Mev
R = 0.53⋅ E − 0.106
g /cm
2
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1.1 单能电子束、β射线和重带电粒子 单能电子束、 射线和重带电粒子 1.1.3 β射线剂量计算 射线剂量计算 对于β点源， 对于 点源，在空气中的吸收剂量可 点源 近似表为： 近似表为：
ɺ D(r) = 8.1×10−12 ⋅ A Bq] / r2[m] Gy ⋅ h−1 [
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1.1 单能电子束、β射线和重带电粒子 单能电子束、 射线和重带电粒子 1.1.2 射程 指介质中， 指介质中，带电粒子沿其入射方向穿行 的最大直线距离 R 。 对于单能电子束和β射线，有： 对于单能电子束和 射线， 射线
0.01≤ E ≤ 2.5 Mev R = 0.412⋅ E1.265−0.0954⋅LnE
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2.2.3 钴-60辐照装置的屏蔽计算 辐照装置的屏蔽计算 将其扩展为更一般的情况， 将其扩展为更一般的情况，即： 2.2.3.1 放射性 源的屏蔽计算 放射性γ源的屏蔽计算
H * ( r , d ) 通常可作为仪器所在位置上人体有效剂量
的合理近似。 的合理近似。 的增量。 周围剂量当量率就是单位时间内 H * (r ,10) 的增量。
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二、外照射防护基本技术
1、射线在介质中的衰减规律和剂量计算 、 1.1 单能电子束、β射线和重带电粒子 单能电子束、 射线和重带电粒子 1.1.1 能量损失方式 带电粒子在介质中通过 电离激发和 轫致 电离激发和 辐射两过程损失能量。用阻止本领来定量描述。 辐射两过程损失能量。用阻止本领来定量描述。 两过程损失能量 就防护而言， 就防护而言，需要选择恰当的屏蔽材料 以尽量减少轫致辐射的产生。 以尽量减少轫致辐射的产生。
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2.2.2 加速器 射线机的屏蔽计算 加速器X射线机的屏蔽计算 2.2.2.1 X射线的屏蔽计算 射线的屏蔽计算
ɺ *(10, d) = I ⋅δa ⋅ q ⋅ηx ≤ H*(10) ɺ H L,h 2 CT ⋅ r
CT ⋅ r ɺ * ηx ≤ H (10)L,h I ⋅δa ⋅ q
2
泄漏辐射和散射辐射的考虑同前述。 泄漏辐射和散射辐射的考虑同前述。
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1.1 人（群） 从防护角度出发，依据接受额外照射 额外照射的可 从防护角度出发，依据接受额外照射的可 能性和频次对特定人（ 能性和频次对特定人（群）进行分类考虑。 进行分类考虑。 职业性人员：与相关射线操作相关。 职业性人员：与相关射线操作相关。 公众：与相关射线操作无关。 公众：与相关射线操作无关。 但对于可能从受照中受益的人员（ 但对于可能从受照中受益的人员（如放疗 中的病人）而言， 中的病人）而言，需要针对特定实践过程进行 防护。 防护。
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2.2 有关光子的屏蔽计算 2.2.1 医用 X 射线机的屏蔽计算 2.2.1.1 初级射线的屏蔽计算
ɺ * (10, d) = W ⋅U ⋅ q ⋅δ ≤ H* (10) ɺ H L,w 2 CT ⋅ d
CT ⋅ d ɺ * δ≤ H (10)L,w W ⋅U ⋅ q
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2.2.1.1 初级射线的屏蔽计算 依据工作负荷的表示方式， 依据工作负荷的表示方式， 取透射比或者 δ 透射系数。 透射系数。 以透射比为例，前式的意义为： 以透射比为例，前式的意义为：要使设置屏 蔽后关心点处的周围剂量当量率不超过给定的 蔽后关心点处的周围剂量当量率不超过给定的 不超过 限值，则应保证透射比不大于计算所得结果或 限值，则应保证透射比不大于计算所得结果或 不大于 者衰减倍数不小于相应的值。 者衰减倍数不小于相应的值。 不小于相应的值 透射系数 查图表 确定屏蔽厚度 d
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2、常见辐射源项的屏蔽计算 、 2.1 屏蔽计算中的常用参量 2.1.3 透射系数 ξ 射线，指设置了屏蔽后在离 对于 X 射线，指设置了屏蔽后在离 X 射线 发生点1米处， 发生点 米处，由 X 射线发生器单位工作负荷 米处 （1mA min）所造成的周围剂量当量。 ）所造成的周围剂量当量。
表示； 表示；
管电压大于4MV的X 射线机，工作负荷用 的 射线机， 管电压大于 离源1m处一周内的 表示，单位： 离源 处一周内的 Sv 表示，单位： ⋅ m2 ⋅ wk −1 Sv
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2.1 屏蔽计算中的常用参量 2.1.5 束定向因子 U 它是在辐射源朝向有变化的情况下对工作 负荷进行修正的一个因子。 负荷进行修正的一个因子。 2.1.6 居留因子 q 从受照位置和受照时间来表征人员受照情 况的一个系数。 况的一个系数。
ɺ ɺ Da (r) ≈ Ka (r) = I[mA]⋅δx[mGy⋅ m2 ⋅ mA−1 ⋅ m −1] / r 2[m2 ] in
I 射线机管电流
δx 射线机的发射率常数
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1.2.3 空气中宽束 、γ射线的剂量计算 空气中宽束X、 射线的剂量计算 1.2.3.2 加速器 射线机的剂量计算 加速器X射线机的剂量计算
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3、外照射防护针对的主要射线及其源项 、 3.1 单能电子束和 射线 单能电子束和β射线 源于粒子加速器和放射性核素 3.2 能量较高的重带电粒子 源于粒子加速器 3.3 X、γ射线 、 射线 源于粒子加速器和放射性核素 3.4 中子 源于粒子加速器、 源于粒子加速器、反应堆和放射性核素
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4、外照射防护的基本方法 、 4.1 时间防护－－减少受照时间 时间防护－－ －－减少受照时间 充 分 准 备 ， 提 高 效 率
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2.2 剂量约束 剂量限值定义为正常控制条件下不应超过 的剂量水平。 的剂量水平。 剂量约束可以理解为对每个可能的致照源 的照射进行的一种剂量限制， 的照射进行的一种剂量限制，以保证规定的剂 量限值不被超过。其与具体的源相关。 量限值不被超过。其与具体的源相关。 对职业照射， 对职业照射，剂量约束用于限制最优化过 程所考虑的选择范围。 程所考虑的选择范围。 对公众照射， 对公众照射，剂量约束是一个受控源运行 所致公众成员可能接受的年剂量的上界。 所致公众成员可能接受的年剂量的上界。