某医院是承担当地医疗、教学、科研和预防保健等任务的中心医疗机构, 由于业务发展的需要, 该院引进了美国瓦里安(VARIAN)公司生产的CLINAC2100CD型医用电子加速器作为该院放射治疗中心的核心设备。为保障放射工作人员及公众健康, 我们对该放射治疗工作场所的放射防护效果进行了现场测试, 并对结果进行了分析、评价, 供同行参考。

1 材料和方法 1.1 场址环境

该院Varian 2100 C/D型加速器工作场所选址于门诊大楼地下一层, 该门诊大楼位于医院中部, 周围无普通居民楼, 与医院内其它最近建筑物的距离约15 m。

1.2 加速器主要性能及标称技术指标

该院Varian 2100 C/D型加速器具有6 MV、15 MV两档X射线和最高能量为18 MeV的五档电子线治疗模式; X射线最大等中心剂量率为600 cGy/min, 电子线为1 000 cGy/min; X射线最大方形照射野为40 cm× 40 cm, 电子线为25 cm×25 cm。

1.3 加速器机房的屏蔽设计

加速器治疗机房由治疗室、迷路和机房防护门组成, 其平面结构及立面结构见图 1、图 2。加速器治疗室内径为8.1 m×8.6 m×4.0 m;治疗机房迷路为L型, 迷路内墙长度为7.7 m, 厚度为0.75 m;迷路外墙长度为10.0 m, 厚度为1.2 m;迷路内口宽度为2.2 m, 高度为3.0 m;迷路外口即机房防护门处宽度为2.0 m, 高度为3.0 m。

加速器治疗室的墙体由主、副屏蔽墙组成。主屏蔽墙(含室顶)屏蔽材料采用普通混凝土(密度不小于2.35 t/m³)和钢板构成, 副屏蔽墙屏蔽材料采用普通混凝土。各屏蔽墙、机房防护门的屏蔽材料及厚度见表 1。

1.4 测量仪器与方法

测量仪器包括450P型电离室巡测仪、Farmer2670型剂量率仪、190N型中子巡测仪、CKL-3130型X、γ剂量率仪等。上述仪器均经过国家卫生部标准剂量学实验室检定。加速器泄漏辐射、机房防护效果及天然本底辐射水平的测试方法按相关国家标准^{[1, 2]}要求进行。

2 结果 2.1 加速器自身防护效果

国家职业卫生标准GBZ126-2002中对加速器最大有用线束外和有用线束外的泄漏辐射、电子束治疗时有用线束内的杂散辐射等性能指标均有限值规定, 以此来反应加速器的自身防护性能, 测量结果见表 2。

2.2 加速器机房的放射防护效果

机房的放射防护效果测量需要在加速器最大工作条件下进行。测量点分布示意图见图 1、图 2。测量结果表明, 南北方向主屏蔽墙、室顶主屏蔽墙处的X射线辐射剂量率水平最高为2.4 μSv/h, 机房防护门处最高为2.5 μSv/h, 副屏蔽墙所有参考点处均为当地天然本底辐射水平; 各测量点处均未测出中子剂量。

2.3 加速器机房内的感生放射性水平

国家职业卫生标准GBZ126-2002中规定, X射线标称能量大于10 MeV的加速器, 距设备表面5 cm和1m处的感生放射性所造成的吸收剂量率分别不得超过0.2 mGy/h和0.02 mGy/h。为了综合评价摆位工作人员的年受照剂量水平, 我们分别在开机前、投照600 cGy后、投照2600 cGy后和投照4400 cGy后的1、3、5min内, 测量了加速器治疗头处的感生放射性水平。测量结果表明, 该院Varian2100CD型加速器治疗头表面5 cm和1m处的感生放射性γ射线剂量率最高为0.0042 mGy/h和0.0018 mGy/h。

3 评价与讨论 3.1 放射工作场所选址适宜性

该院医用加速器放射治疗工作场所选址于门诊大楼地下一层, 周围无普通居民楼, 与医院内其他建筑物距离适宜; 放射治疗中心远离人员活动密集区域, 进入人员一般均为放射工作人员和进行放射治疗的患者, 可以避免普通公众人员和非放疗患者的误入或者经过; 该院放射治疗工作场所布局合理, 选址适当。

3.2 加速器自身防护效果

该院Varian 2100/CD型医用电子加速器自身防护性能良好, 泄漏辐射率远低于国家标准限值。根据有关资料以及我们的实际测量发现, 大多数加速器的泄漏辐射水平均低于国家标准限值, 如果使用实际泄漏辐射率来计算屏蔽设施厚度的话, 可以达到减少机房放射防护成本投入的目的。

3.3 对公众的辐射影响

该院加速器机房放射防护效果符合IAEA所主张的剂量率目标控制值“最好2.5 μSv/h, 最大不超过7.5 μSv/h”的放射防护精神。根据测量结果、医院提供的年工作负荷及综合考虑居留因子、束定向因子等情况, 我们对相关公众区域的年受照剂量进行了估算, 估算结果表明相关区域的公众年剂量均低于0.1 mSv, 符合国家标准^[3]要求, 该院加速器治疗工作场所对周围公众基本不造成辐射影响。

3.4 对放射工作人员的辐射影响

该院治疗机房周围的年剂量估算值符合国家标准^[3]对公众的年剂量目标要求, 不能认为贯穿辐射会对工作人员带来健康影响。对高能加速器而言, 放射工作人员进入机房后还会受到加速器治疗头处以及机房内感生放射性的照射。在屏蔽设施防护良好的情况下, 感生放射性成为工作人员照射剂量的主要来源。根据感生放射性测量结果及医院提供的年工作负荷, 我们对摆位人员所接受的感生放射性外照射年剂量值进行了估算。估算结果表明, 该院摆位人员外照射年剂量约为0.374 mSv。当加速器发出的射线能量达到或超过空气中某些核素的(γ, n)反应域能时, 将产生感生放射性气体, 如¹³N和¹⁵O等。这些感生放射性气体被吸入人体后会对呼吸系统等形成内照射。对于该院15 MV加速器而言, 机房内的感生放射性气体主要为13N。Hollway等^[4]推荐的源于13N湮没辐射所致的全身剂量率限值为25 μSv/h。根据上述剂量率进行估算, 该院每摆位人员内照射年剂量约为4.063 mSv。因此, 由感生放射性造成的工作人员内外照射年剂量值约为4.44 mSv。该院放射工作人员受到贯穿辐射和感生放射性所致的年剂量值约为4.54 mSv, 尽管此年剂量值低于国家标准所规定的放射工作人员年剂量限值(20 mSv), 但其中由感生放射性造成的剂量将占到97%以上, 提醒我们要重视高能加速器感生放射性对放射工作人员的影响。