该治疗机为钴-60同中心回转式远距离治疗机，主要用于肿瘤的放射治疗。所用密封源⁶⁰Co为γ辐射体，其γ射线的平均能量为1.25MeV，空气比释动能率常数为13mSv·m²·Ci^-1 ·h^-1，是屏蔽设计的主要考虑因素。

1 评价目标

根据国家标准规定的有效剂量限值^[1]及要求^[2]对放射工作人员、公众个人及公众中长期受照个人剂量限值的规定，评价目标定为:对于从事放射治疗的工作人员，为0.1 mSv/week; 对于偶尔停留在放射治疗场所邻近的公众，为0.01 mSv/week，对于长期停留在放射治疗场所邻近的公众，为0.002 mSv/ week。为将可能受到的透射当量剂量率减少到可接受的水平，屏蔽体外剂量率参考评价指标定为2.5 μSv/h。

2 放射治疗工作场所的环境、布局及治疗室的屏蔽设计 2.1 放射治疗工作场所周围环境

该场所位于医院东南部位，为一独立单层建筑。北面与内科病房楼的距离为12.7 m，距公厕1.63 m; 西面与住院处、病房药房的距离为2.1m，南面距外科病房楼2.7 m; 东墙为医院院墙。

2.2 放射治疗工作场所布局

该场所总建筑面积113.57 m², 主要由治疗室(79.04 m²)、控制室(16.93 m²)、走廊兼做候诊室(17.60 m²)组成。治疗室是一个以迷路为进出口的封闭形式房间，房间形状为四边形；治疗室使用主体内径尺寸:6.1m× 6.5 m× 3.5 m，面积为39.65 m², 容积为119 m³; 迷路宽1.85 m，内口1.5 m，外口1.5 m，呈“L”形；治疗室顶上无建筑。

2.3 治疗室的屏蔽设计 2.3.1 屏蔽墙的厚度与材料

治疗室的墙体由初级防护屏蔽墙和次级防护屏蔽墙组成。有用射束朝向(南北方向)的墙壁为初级防护屏蔽墙，其他墙壁及北墙的非主射束朝向部分为次级防护屏蔽墙。初级防护屏蔽墙厚度：北墙(有用射束朝向部分)为80 cm，南面为内、外迷路墙，其厚度分别为60 cm、70 cm。次级防护屏蔽墙厚度：西墙为80 cm，东墙为70 cm，北墙的次级防护屏蔽部分为70 cm。屏蔽墙均采用钡砂混凝土结构，初级防护屏蔽墙的密度为3.2 t/m³, 次级防护屏蔽墙的密度为2.8 t/m³。

2.3.2 室顶的屏蔽厚度与材料

室顶防护屏蔽厚度全部为60 cm，采用密度为2.8t/m³钡砂混凝土结构。

2.3.3 防护门的设计

迷路外口设计一电动防护门；防护门的铅当量为3 mmPb。

3 屏蔽计算参数 3.1 钴-60治疗机的主要指标

该设备设计最大装源活度为259 TBq (7 000 Ci)源轴距(SAD): 80 cm; 机架回转范围：±n ×360°机头回转范围：±90°; 床体回转范围：±100°；照射野尺寸(SSD = 80 cm):3 cm×3 cm~ 30 cm×30 cm; 等中心高度：120 cm; 最大输出量率9.1×10⁷μSv·m²·h^-1。

3.2 泄漏辐射参数

当γ源置于照射位置时，距源1m处机头泄漏射线的空气比释动能率，当源不大于185TBq，不大于距源1m处有用射线空气比释动能率的0.1%;当源大于185TBq时，不大于0.05%。该设备在照射位置时，距源1m处机头泄漏射线的空气比释动能率为4.55× 10⁴ μSv ·m²·h^-1。

3.3 工作负荷

按该治疗机预计最大治疗工作量为每日20人次，每人平均1.5野。当源皮距(SSD)为80 cm时，每个野每次的照射量为3Gy，每年按250个工作日，每周工作5 d，每天工作6h计算，每周的治疗照射量为450Gy·wk^-1。距源1m处主射束的工作负荷W = 450 Gy·wk^-1 × 0.80² m² = 288 Gy·m²·wk^-1; 泄露辐射所造成的工作负荷为0.288 Gy·m²·wk^-1。

3.4 γ源在治疗室空间的位置

当γ源置于照射位(垂直向下照射)时，各考察点与源的距离：东距次级屏蔽墙内表面3.2 m, 外表面4.05 m，西距次级屏蔽墙内表面2.75 m，外表面(控制室内)3.65m;南距迷路内墙内表面为3.05 m，外表面3.65 m; 迷路外墙内表面为5.50 m，迷路外墙外表面为6.20 m; 北距主屏蔽墙内表面为3.05 m，外表面为3.85 m; 距厕所5.53 m; 距治疗室内地表面2.0 m; 距室顶内表 1.5 m，距室顶外表为2.1 m。

3.5 有用射线的利用因子

各向的利用因子，皆为1/4。

3.6 各区域的居留因子

南墙外为1/16, 北墙外为1/4, 东墙外为1/16, 西墙外为1。

4 屏蔽厚度的确定 4.1 初级防护屏蔽墙厚度的确定

初级防护屏蔽墙即防止有用射线泄露的屏蔽墙。屏蔽墙厚度根据文献[3-5]提供的计算方法分别按工作负荷和剂量率进行计算。计算结果为如使用密度为2.35t/m³的普通混凝土:按工作负荷计算，北主屏蔽墙所需厚度为109 cm，南内外迷路墙所需厚度为128 cm; 按剂量率计算，北主屏蔽墙所需厚度为146 cm，南内外迷路墙所需厚度为136 cm。如使用密度为3.2t/m³的钡砂混凝土:按工作负荷计算，北主屏蔽墙所需厚度为80 cm，南内外迷路墙所需厚度为94 cm; 按剂量率计算，北主屏蔽墙所需厚度为107 cm，南内外迷路墙所需为100 cm。

4.2 次级防护屏蔽墙厚度的确定

防漏射线辐射屏蔽厚度确定与初级防护屏蔽墙厚度确定的计算公式相同。防散射辐射屏蔽厚度的确定按文献[4, 5]的相应公式分别由工作负荷和剂量率计算出次级屏蔽防护墙厚度，结果见表 1、表 2。

4.3 室顶屏蔽厚度的确定

治疗室为单层建筑，位于该院的东南部位，北面与内科病房楼(三层、高约10 m)距离12.7 m, 与公厕距1.63 m; 西面与住院处、病房药房距离2.1m，南面与外科病房楼(三层、高约10 m)距离2.7 m。因此，屏蔽设计应根据以下情况进行:①贯穿室顶的射线通过空气散射对地面的影响，②放射源45°散射对附近高出治疗室室顶的建筑物或工作场所的影响。

4.3.1 贯穿室顶的射线通过空气散射对地面的影响

按文献[6]提供的经验公式计算出当室顶屏蔽厚度为60 cm(密度为2.8t/m³)，内科病房楼处天空反散射辐射剂量当量率Hp为0.005 mSv ·h^-1。贯穿室顶的射线通过空气散射对地面的无不良影响。

4.3.2 放射源的散射对附近高出治疗室室顶的建筑物或工作场所的影响

治疗室南北方向各有一座三层约10 m高的病房楼，透过室顶向北方向的散射线不会对病房楼造成影响，透过室顶向南方向的47°散射会对病房楼三层处产生一定的影响。按文献[4]给出的散射辐射的透射率公式计算出所需普通混凝土厚度为74 cm，如使用密度为2.8t/m³的钡砂混凝土，则需62cm。

4.4 防护门屏蔽厚度的确定

防护门的厚度主要是根据迷路内辐射场的分布及强度来决定的，当在主射束对准迷路治疗患者时，主射束透过迷路内墙在迷路外墙内表面的反射辐射、30°散射线透过迷路内墙的泄露辐射、45°散射线在东屏蔽墙内表面的反射辐射、泄漏辐射透过迷路内墙的辐射。

4.4.1 防护门外剂量率的计算(主射束对准迷路治疗患者时)

(1) 主射束透过迷路内墙在迷路外墙内表面的反射辐射。主射束在迷路外墙内表面处的剂量率根据文献[4]计算得出，为285 μSv·h^-1。迷路内墙表面的反射辐射在防护门处的剂量率根据文献[6]进行计算，为0.63 μSv·h^-1。

(2) 30°散射线在防护门处产生的剂量按文献[4, 5]计算，其剂量率为19.0μSv·h^-1。

(3) 主射束对准迷路治疗患者时45°散射线在东屏蔽墙内表面的散射辐射。东屏蔽墙内表面处的剂量率计算得到，为6.22×10⁴μSv·h^-1。东屏蔽墙内表面反射到防护门处的剂量率，计算为12.0 μSv·h^-1。

(4) 泄漏辐射透射在防护门处的剂量泄漏辐射透过迷路内墙可对防护门外形成照射。门至γ源的直线距离6m，距源1m处的输出量为9.1×10⁷μSv/h，泄漏射线量取0.05%。泄漏辐射量为4.55×10⁴μSv·m·h^-1。无屏蔽时防护门处的剂量率为1.26× 10⁴μSv·h^-1。迷路内墙厚度为60 cm，密度为3.2 t/m³, 相当于密度为2.35 t/m³的普通混凝土82 cm，K = 7.79×10³, 可使防护门处的剂量率H门减弱为0.16 μSv·h^-1。

综上所述，防护门处的剂量率只需考虑主射束对准迷路治疗患者时，30°散射线和45°散射线在东屏蔽墙内表面的散射辐射在防护门处产生的剂量，为31.0 μSv·h^-1。因此，防护门屏蔽厚度应为4 mmPb。

5 结论与建议

初级防护屏蔽墙使用密度为3.2t/m³的钡砂混凝土，北初级防护屏蔽墙的厚度为80 cm，南迷路内外墙厚度之和为130cm。按最大条件计算，南墙外剂量率低于2.5 μSv·h^-1，但北初级防护屏蔽墙外表面的剂量率为35.6 μSv·h^-1。因此，北初级防护屏蔽墙应增加防护厚度，可增加至108 cm。

次级防护屏蔽墙使用密度为2.8t/m³的钡砂混凝土，北次级防护屏蔽墙厚70 cm，东墙为70 cm，西墙为80 cm。次级屏蔽墙的厚度基本符合防护设计的要求。

室顶为密度2.8t/m³、厚度60 cm的钡砂混凝土，贯穿室顶的射线通过空气散射对地面的无不良影响，放射源的散射对附近高出治疗室室顶的建筑物或工作场所所致剂量亦不超出控制剂量率，室顶厚度基本符合防护要求。

按最大条件计算，当无防护门时，防护门处的最大剂量率为31 μSv·h^-1，须使用4 mmPb的防护门。但在一般工作条件下(有用射线不对准迷路，使用1.11x10¹⁴Bq放射源)，防护门屏蔽厚度为3 mm铅当量，可使防护门外的剂量率小于2.5 μSv·h^-1，基本符合防护要求。

孙积涛主任技师对本文给予了热情指导，特此致谢。