至2012年6月底为止, 广东省内约有六十多台医用电子直线加速器建成运行。在正常情况下, 医用电子直线加速器运行时对周围环境在环境影响评价阶段和环保验收阶段已有评价, 为掌握广东省内医用直线加速器在运行一定时间后对周围环境造成的辐射影响, 在2011年9月至2012年6月期间, 笔者对广东省部分医用直线加速器机房的辐射屏蔽效果进行随机抽查检测。

1 直线加速器的屏蔽情况

本次一共调查了9家医院11台医用电子直线加速器, 加速器的使用时间为半年至6年。各直线加速器型号和参数见表 1。

2 辐射环境监测 2.1 仪器和方法 2.1.1 监测仪器

环境X-γ辐射测量使用BH3103A型便携式X-γ剂量率仪, 检测加速器机房外环境X-γ辐射剂量率。测量时将探头放在支架上, 其灵敏体积中心距地面高1 m。每一测点记录5次数据, 异常数据按格罗贝斯法剃除后, 取其平均值。BH3103A型X-γ剂量率仪检测限为1 nGy/h~10 mGy/h。测量仪器经广东省辐射计量站检定并在有效期内使用。

2.1.2 监测方法

医用电子直线加速器机房辐射屏蔽监测方法按国家环保总局监测技术规范^[1]进行。在直线加速器机房四周围墙、天花板和防护门外30 cm处各布设环境监测点, 分别在加速器关机和开机状态下进行环境X-γ辐射测量率测量。开机时加速器能量使用其X射线最大能量进行测量。

2.2 加速器机房设计回顾

依据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002), 工作人员所受的剂量值按连续5年的年平均有效剂量不超过20 mSv。公众的辐射剂量限制按年有效剂量不应超过1 mSv。为了确保辐射防护最优化原则在核技术应用项目的实施, 广东省环保厅进行项目审批时, 对各核技术应用项目提出了年有效剂量管理值:辐射工作人员的剂量值不超过5 mSv/a, 公众成员不应超过0.25 mSv/a。

International Atomic Energy Agency (IAEA)安全丛书中对核技术应用项目提出了剂量率建议值:"7.5 μSv/h, 最好2.5μSv/h", 在澳大利亚和香港是以3.0 μSv/h来进行控制。在广东省进行辐射屏蔽设计时, 辐射屏蔽剂量率通常按2.5 μGy/h进行设计(即2.5 μSv/h, 在加速器评价中, 加速器发射出的X、γ和电子射线, 其品质因子WR均为1, 此时Gy值等于Sv值)。按保守估算, 当加速器机房外表面处辐射剂量率为2.5 μGy/h设计值时, 假设加速器年照射时间为800 h (每年250 d, 每天3.2 h), 辐射工作人员年有效剂量将为2 mSv, 符合《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》职业人员年剂量目标值2 mSv的要求, 同时满足广东省环保核技术应用项目审批剂量管理值5 mSv/a。

2.3 监测结果

医用直线加速器机房监测结果见表 2。在直线加速器开机状态下, 机房四周围墙、天花板和防护门外30 cm处辐射剂量率测量值全部小于设计值2.5μGy/h。

将直线加速器机房外各测量点处辐射剂量率变化情况进行统计, 统计结果见表 2。11间加速器机房中, 4间加速器机房在加速器开机时周围环境X- γ辐射剂量率测量值升高范围在10%以内, 环境辐射水平在环境辐射本底范围内波动, 表明加速器机房辐射屏蔽效果良好; 3间加速器机房在开机时部分环境X-γ辐射率测量点有一定程度的升高, 升高范围在10%~50%内; 4间加速器机房开机时部分环境X-γ辐射剂量率测量值升高了50%以上, 最高测量点约为关机时该测量点环境辐射剂量率值的12倍。通过测量笔者发现, 环境X-γ辐射水平变化较大的测量点有一半以上出现在防护门外, 且加速器防护门使用年限较长。造成环境X-γ辐射剂量率升高的原因主要是防护门门隙有射线散射造成的, 这可能是由于随着使用时间的增加, 防护门的密封性能有所下降引起的。虽然加速器辐射剂量率测量值未超过该位置辐射剂量率设计值, 但按照辐射防护最优化原则, 应每年对直线加速器机房进行一次环境X-γ辐射水平测量, 以有效控制环境辐射剂量, 进一步做好环境辐射屏蔽工作。

加速器开机时, 加速器机房控制室剂量率测量值变化不明显, 各机房控制室保持在环境辐射本底水平范围内, 部分测量点开机时辐射剂量率有一定的升高, 表 2列出了各加速器机房环境X-γ辐射剂量率最大值, 加速器机房最大测量值多出现在防护门测量点, 因射线通过防护门门隙散射出来造成辐射剂量率明显升高。

加速器机房各辐射剂量率测量点中, 最大测量值为4#加速器机房防护门外测量点, 该测量点具体位置是离地1 m高、在加速器机房防护门缝外30 cm处。关机时该测量点环境X-γ辐射剂量率为201 nGy/h, 开机时测量值明显升高, 环境X-γ辐射剂量率为2 420 nGy/h。从表 1可见, 4#加速器使用时间较长, 已使用了6年。当4#加速器每天满负荷开机时, 每年工作250 d, 测量点工作人员职业照射年有效剂量为0.77 mSv, 低于该核技术应用项目工作人员职业照射年辐射剂量项目管理值2.5 mSv。以上说明, 各加速器机房周围环境辐射监测值达到国家标准^[2]要求。

该监测结果与湖北省、辽宁省直线加速器监测结果进行比较:湖北省医用加速器检测结果表明, 加速器机房屏蔽防护性能和杂散辐射限制都符合医用电子加速器放射卫生防护标准^[3]。辽宁省医用加速器监测和评价报告中指出, 各加速器中透过可调限束装置的漏射线、最大、有用线束外的漏射线、中子漏射线是与治疗者密切相关的防护指标, 合格率均为100%^[4]。以上结果说明总体来说, 直线加速器机房辐射屏蔽效果良好。

3 小结

通过对运行半年至6年的11台医用电子直线加速器屏蔽防护监测结果表明, 不同医院不同型号直线加速器在开机状态下, 直线加速器机房周围环境γ辐射剂量率测量值全部低于辐射屏蔽设计值2.5μGy/h, 有个别测量点存在辐射水平偏高情况, 加速器机房最大测量值多出现在防护门测量点, 但各测量点未超过辐射屏蔽设计值2.5 μGy/h。

加速器机房的屏蔽防护效果可能随运行时间的增加而发生变化, 尽管这种变化可能是不明显或微小的。同时随着工作时间的增加, 工作人员辐射防护意识容易变得相对薄弱。因此, 定期对加速器机房进行屏蔽防护监测, 及时发现可能出现的防护问题并立即加以针对性解决, 是确保辐射安全的简单有效方法。