近年来, 在临床放射治疗中安装使用的加速器越来越多, 且大多在10 MeV以上。在医用加速器运行中, 当使用条件大于8 MeV时, 由于光子与高原子序数物质发生(γ、n)反应, 产生中子射线。中子的最大能量大约是X射线光子的最大能量与相关核反应阈能的差。反应产生的中子产额与入射电子的能量成正比, 尤其在0 ~ 20 MeV范围内, 其中子产额与入射电子的能量成直线相关关系, 随着入射电子能量的增加, 中子产额可以迅速增加^[1]。因此, 对能量较高的医用加速器的防护提出了较高的要求。在防护实践中应注意以下放射防护问题。

1 墙体厚度的确定与防护材料选择

在对中、高能加速器的防护设计和施工时, 应请专业设计部门进行防护设计, 不能简单套用国外提供的图纸, 也不能照搬以前加速器的使用图纸。虽然我国采用的个人剂量限值为ICRP推荐的标准, 但是, 各单位使用加速器的频率不同, 工作人员的工作负荷不一致, 对周围环境的辐射水平应有不同的要求。在套用国外提供的图纸时, 要根据现场情况、将来的工作状况以及使用机器的能量等认真计算后, 再确定建筑等各方面的防护要求。加速器机房墙体一般由混凝土浇筑而成, 分主防护和副防护两部分。根据国内报道和现场测量的情况, 设计墙体厚度均能满足中子辐射防护的要求。因此, 一般不用再增加含重金属的材料和含氢的材料。调查中发现, 有的单位过分强调防护效果, 建一个机房用100余吨含重金属的防护材料, 造成了不必要的浪费。

2 迷路设计与管道防护

加速器的迷路大多采用L型, 存在的主要问题是迷路宽、迷路内口大。有的单位机房迷路宽2 m, 内口2、8 m。由于迷路宽、迷路内口大, 致使散射角增大, 射线经一次散射后即可到达门口, 增加了防护门的防护难度。迷路做为机器进入的通道, 在满足机器进入的情况下, 在防护实践中, 一是尽可能的减少迷路宽度, 二是待机器进入后封堵迷路内口, 只方便手术车进出即可。加速器机房的管道主要有通风管、电缆线和中央空调等, 由于机房建成并装饰后投入使用, 在防护测量时, 发现剂量偏高, 但不易查找原因。因此, 应特别注意机房管道的防护。

3 机房内的通风

据文献[2]报道, 放射机房内空气中氮氧化物浓度、自由基相对浓度高于一般房间, 主要是由于射线对空气电离作用而形成。加速器运行中, 机房内的空气被中子活化可产生放射性活化气体, 当通风状况良好时, 经过通风系统进入环境中, 很快衰变到可忽略的水平。当换气率为10次/h, 则活化气体浓度小于0.1 Bq/m。因此, 加速器机房要设有机械通风且确保有足够的通风换气次数, 以减少各种有害气体的浓度。

4 防护门的制作

在墙体设计合理的情况下, 防护门的制作已成为加速器防护的关键。中、高能加速器运行时, 存在X、γ和中子射线的混合辐射场, 防护门的制作既要防X、γ射线, 又要防中子辐射。目前生产防护门厂家还缺乏经验, 套用屏蔽X、γ射线的方法, 单纯增加铅当量很难满足防护要求, 其结果是既造成浪费又不能实现防护目的。我们曾对一台18 MeV的加速器防护门进行了测量^[3], 当防护门内衬40 mm聚乙烯板外加10 mm铅板时, 其测量结果: X、γ剂量为40 μSv/h, n剂量为64.8 μSv/h。在门内侧增加150 mm的水后, 其测量结果降至X、γ剂量为4.3 μSv/h, n剂量未能测到。因此, 中、高能加速器防护门的制做必须遵循中子辐射衰减的规律, 科学的设计和选择防护材料, 以实现防护的目的。