1 引言

早在80年代, 世界一些先进国家对彩色电视(TV)和计算机视频终端(VDT)的电离辐射剂量就有过报道^{[1, 2]}。由于彩色TV和计算机VDT泄漏的X射线能量低(平均能量约10keV)和剂量小等原因, 给测量工作带来一定困难, 美国电子机械工业协会推荐的监测方法是将X射线监测仪应放在显示器周围5cm处的任何一点照射量率不得超过0.5 mR/h(1.29×10^-7C·kg^-1/h), 要求测量仪的窗口面积应小于10cm^2[3]。

在我国目前尚无专门的TV和计算机VDT监测仪器。近年有的单位用国产JW-3104型微电脑(X, γ)剂量率仪监测其辐射剂量。

热释光方法是一种非常成熟的电离辐射监测方法。它具有稳定、价廉、易操作和不受外环境影响等优点, 用热释光剂量计对TV和计算机VDT进行累积剂量监测, 其最大特点是不影响TV和计算机正常工作, 还可以在一台TV或计算机VDT上进行多点监测这是任何测量仪器不能相比的。

本次实验使用的热释光剂量计(TLD)是中国医学科学院放射医学研究所研制的LiF(Mg, Cu, P)粉末剂量计, 它具有灵敏度高、能响好、测量误差小等优点。

测量仪器:国产FJ-377热释光测量仪。

为了保证监测结果的可靠性, 有一套可靠的实验室参考系统作质量保证, 这个系统包括一个²⁴¹Am参考源, 热释光测读系统和性能良好的热释光剂量计, 该参考系统经中国计量科学院的剂量标准刻度和校准过, 实验室系统误差低于5%。

2 原理和方法 2.1 不同TLD外包装材料对低能X射线的吸收

由于TV和计算机VDT泄漏的辐射为低能X射线, TLD外包装材料对低能X射线有较大吸收, 包装材料越厚吸收越严重, 所测到的X射线信息越小, 从而严重的影响了监测结果。理想情况TLD外包装对X射线近似零吸收为最佳。

将LiF(Mg, Cu, P)粉末, 经245⁰C-10min退火后, 自然冷却至室温, 分别用表 1中的六种包装材料进行封装, 每枚TLD装粉末50mg, 型状:除元珠笔芯和导管为圆柱型(直径0.28cm, 长1.5cm)外, 其余为方型剂量计, 尺寸约为1.0×0.7×0.3cm³。六种TLD均为平行样贴放在黑白、彩色TV和计算机VDT表面中心位置, 监测时间5天, 监测完后收回TLD进行测量, 表 1中结果由公式(1)给出。

(1)

X:显示屏表面的照射量(C·kg^-1/d)。

A: TLD实测值(计数)。

K: ²⁴¹Am的刻度系数(计数/2.58x10^-7C·kg^-1)。

B:本低实测值(计数)。

表 1列出了不同包装材料在TV和计算机VDT上的监测结果, 剂量值随包装材料的面密度增加而减少。从计算机VDT结果可知, 塑料薄膜对低能X射线吸收最少, 则显示的剂量结果最高, 是TLD理想的外包装材料, 但它存在易破裂不易封装, 因而在实验中不能采用。其次塑料吸管对低能X射线吸收也较少, 它的优点是不易破裂, 易封装, 适合TV和计算机VDT监测时使用。因此以下实验均采用塑料吸管作TLD外包装材料。

从表 1结果看, 吸管的剂量值比薄膜低, 意味吸管对低能X射线吸收比薄膜高, 为了补偿这种差异, 将吸管所测的剂量值乘吸收因子f_吸进行补偿。

(2)

X_b:薄膜包装时的照射量(C·kg^-1/d)。

X_x:吸管包装时的照射量(C·kg^-1/d)。

在表 1中计算机VDT表面的剂量高于TV约2倍左右, 这可能是工作时间不一致所致(计算机每天工作8h, TV每天工作3h左右)。由于计算机工作人员距VDT近(约50cm左右)工作时间长, 所以监测计算机VDT剂量显得更为重要。

2.2 计算机VDT表面的剂量水平

对天津市某合资企业的12台不同型号的计算机VDT进行了监测, 在每台VDT表面的上下左右中位置各贴放一枚TLD。监测周期为12d, 计算机每天工作8h, 共8d, 监测周期完后, 收回TLD进行测量。每枚TLD可分样三次测量, 取均值代表监测点的实测值(计数), 再对VDT表面贴放的5枚TLD取平均代表VDT表面的实测值A(计数)。由公式(1)获得12台计算机VDT表面的照射量率, 平均照射量率为2.40×10^-7C·kg^-1/d)。

由公式(3)获得表 2中VDT表面的吸收剂量D。

(3)

X: VDT表面的照射量(C·kg^-1/d)。

f_转: 33.85(Gy/C·kg^-1)当吸收剂量和照射量均取SI单位时, 照射量转换成吸收剂量的转换系数。

f_吸:吸收因子为1.27, (吸管对低能X射线吸收与薄膜不同进行修正)。

f_能:能响修正因子为1.82(当X射线能量为10keV时, TLD的能量响应校正)。

由公式(4)获得表 2中VDT表面的年吸收剂量Da。

(4)

年实际工作日250d (2000h)。

从表 2结果可知, 不同型号的VDT表面照射量率不同, 其变化范围在1.68×10^-7~2.97×10^-7C·kg^-1/d(0.65~1.15 mR/d)之间。

2.3 计算机VDT表面的剂量分布

在监测VDT表面剂量时, 发现VDT表面贴放的5枚TLD监测值差异较大。为了解其剂量分布, 对国产同创计算机VDT (14英寸)表面的剂量分布进行了监测, 在VDT表面贴放了九枚TLD, 如图 1所示, 监测时间为24h, VDT工作8h。其监测结果列在表 3中。

从结果可知, VDT表面剂量分布极不均匀, 六号为VDT中心位置剂量为5.68×10^-7C·kg^-1/d(2.20mR/d), 是1#, 3 #, 8 #位置的3倍左右。同创VDT表面平均剂量为2.79×10^-7C·kg^-1/d(1.08mR/d)比表 2中的平均剂量约高一点, 但与HITA CHI, IBM 3153和Compq等型号剂量基本相同。

2.4 比较计算机VDT表面与防护屏(网)上的剂量

从监测结果可知, VDT表面存在X射线, 为了保护工作人员身体健康, 有的单位在计算机VDT上按装防护屏(网)。目的是减少X射线对人体的伤害, 为了解防护屏(网)的防护效果, 对10台安装了防护屏(网)的VDT进行了监测比较。除了在VDT表面的上、下、左、右、中位置各贴放了一枚TLD外, 还在防护屏(网)外的相应位置上、下、左、右、中也各贴放了一枚TLD。要求TLD退火, 封装, 贴放时间和TLD测量程序完全一样, 尽量减少人为误差。

从表 4的结果可知, 10台VDT表面的平均照射量率为2.07×10^-7C·kg^-1/d(0.8mR/d), 防护屏(网)外的平均照射量率为0.62×10^-7C·kg^-1/d(0.24mR/d)。(1) /(2)的平均值为0.30, 也就是说在计算机VDT上安装防护屏(网)后, 被防护屏(网)吸收了近70%的X射线。

3 结果讨论

国际放射防护委员会(ICRP) 15号报告规定家用电子产品—TV和计算机视频终端周围5cm处的任何一点照射量率不得超过0.5mR/h(1.29×10^-7C·kg^-1/h), 国际放射防护委员会1990年建书上规定^[4], 公众受照射的年有效剂量限值为1mSv/a, 皮肤年当量剂量限值为50mSv/a, 眼晶体年当量剂量限值为15mSv/a。

文献[3]报道, 显象管工作时, 80%~85%的电子束能量被荫罩截获, 只有小部分X射线(包括荧光面和玻屏的辐射)向屏幕前方辐射。为了防止X射线向管外泄漏, 在玻璃配方时就加入了重金属以增大X射线吸收系数。因此我们所测到的X射线属显象管工作时泄漏出来的X射线, 由于泄漏出来的X射线来自显象管中的不同部位, 所以无法评价X射线源的形状和大小。因此引用任何经验公式对VDT和TV的剂量进行计算都不合适, 一般情况下采取实测。

本次实验实测了VDT表面剂量, 结果在表 2中, 其平均照射量率为2.40×10^-7C·kg^-1/d(0.12mR/h)。实测发现VDT表面中心剂量最高5.68×10^-7C·kg^-1/d(0.27mR/h)是边缘剂量的3倍左右, 剂量分布极不均匀。表 4比较了VDT加防护屏(网)后平均照射量率是VDT表面剂量的1/3, 结果表明在VDT上安装了防护屏(网)后, 能有效的护防X射线。表 1列出了塑料吸管对彩色电视表面中心剂量监测结果为1.70×10^-7C·kg^-1/d(0.083mR/h), 黑白电视表面中心剂量监测结果为1.32×10^-7C·kg^-1/d(0.064mR/h)。

从上述结果可知, 计算机VDT表面中心剂量相对比表面平均剂量高, 低于ICRP规定的0.5mR/h标准。表 2还列出了12台VDT表面的年吸收剂量结果均低于国际放射防护委员会1990年建议书上的规定。文献[3]建议使用TV和VDT最佳距离为屏幕高度的4~8倍, 而我国的习惯是TV使用距离一般3m左右, 计算机VDT使用距离一般是50cm左右, 所以对长期看TV和长期从事计算机工作的人员来讲不会超过有关规定。

4 结论

从上述结果表明VDT和TV泄漏出来的X射线为低能低剂量电离辐射。VDT和TV表面的剂量均未超过0.5mR/h规定标准, 在距VDT 50cm和TV 3m处使用计算机和看电视更不会超过ICRP规定。因此, 对长期看TV和长期从事计算机工作的人员均不会造成身体损伤。