在评价射线防护器材对x射线和γ射线的屏蔽能力中往往使用铅当量的概念。防护器材的防护性能也多以铅出量的形式给出, 并以铅当量是否达到规定值作为评价该产品是否合格的主要依据。但是同一防护材料的铅当量随测量条件的不同有所变化, 因此有必要对铅当量测试中的影响因素开展研究, 以免因铅当量误差而影响射线应用者的健康和安全。本文在不同射线能量和准直条件下使用"替代法"测定了铅橡胶板、铅玻璃及含钡无纺布的铅当量, 探讨了它们对铅当量值的影响。

1 实验 1.1 仪器和设备:

PTW-IQ4剂量仪、PYM-3M深萍治疗X射线机、系列标准铅片(纯度99.9%、厚度误差 < 0.5%)、¹³⁷Cs放射源(3.7x10⁸Bq)。

1.2 样品:

铅橡胶板(潜江市橡胶.电线厂生产, 密度4.26g·cm^-3); 铅玻璃(天津市硅酸盐研究所生产, 密度4.63g·cm^-3); 防X射线无纺布(浙津特种纤维厂0.57gg·cm^-2)。

1.3 测量方法 1.3.1

铅当量测试参照文献^[1]的方法进行。固定其他测试条件, 分別测定60~130kV管电压下铅橡胶和无纺布的铅当量, 以研究射线能量对铅当量值的影响, 屏蔽材料对X射线的屏蔽率由下式给出:

式中K:屏蔽材料对射线的屏蔽率, %N₀、N₁分别为无屏蔽和有蔽屏时剂量仪计数率, min^-1.

1.3.2

使用120kVX射线和¹³⁷CS发射出的0.66MeVγ射线分别测定铅橡胶板和4件铅玻璃样品的铅当量。

1.3.3

在120kV、5mA条件下, 改变准直器孔径, 以研究准直器孔径对铅当量的影响。

2 结果与讨论 2.1 射线能量影响

表 1列出了实验测得的铅橡胶板和无纺布在不同射线能量下的铅当量值及其对射线的屏蔽率。可以看出铅橡胶板及含钡无纺布的铅当量值随测试时X射线的增加而上升, 在120kV达到峰值, 在130kV时又有所下降。此外, 使用120kVX射和¹³⁷Cs发射出的0.66MeVγ射线测定了4块铅玻璃样品的铅当量。0.66MeVγ射线的测值均高于120kV(X射线有效能量为50.5keV)测定值。相对偏差随铅玻璃厚度(或其铅当量)的增加而降低, 如附图中样品1, 120kV时铅当量为0.54mmpb, 0.66MeV时则为0.81, 两者相对偏差达51%;而样品4, 120kV时铅当量为2.78mmpb, 0.66MeV时为4.78mmpb相对偏差为26%。由表 1可见, 铅橡胶和含钡无纺布对X射线的屏蔽率随管电压的升高呈规则性降低。

2.2 准直器

X射线和γ射线用于测定铅当量时, 几何条件的影响是不容忽视的。不同准直器孔径条件铅橡胶板铅当量的测试结果列于表 2。如表 2所示, 准直器孔径为20mm时, 铅当量值为0.405mmpb, 増大孔径铅当量亦随之升高, 80mm时达到最大(0.431mmpb)。这是由于孔径增大趋向所谓宽束照射, 测定中受到部分散射线影响, 射束的能量组成发生变化所致。

3 小结

X射线和γ射线辟蔽材料的铅当量与测试使用的X射线能贵、准直器孔径等几何条件及屏蔽材料自身性能有关。在低能X射线范围内(60kV~130kV), 120kV管电压时铅当量较高。γ射线测得的铅当量一般又较低能X射线测及结果为高。我国目前专业标准中对医用X射线防护用品铅当量测试时规定X射线机管电压为120kV, 因此使用其他线质的X射线或γ射线测定防护用品时有可能过高或过低估计其铅当量值, 过低则使产品设计不符合最优化原则, 造成原材料的浪费, 过高则达不到防护要求, 给放射工作者健康带来危害。在使用铅当量值表示防护器材的防护性能时, 应注明搠定时使用射线线质及其他测试条件, 以便使用者选购或设计防护器材。