为加强某医院拟建陀螺刀的辐射防护管理, 确保此医疗设备的使用不对工作人员及公众产生不良影响, 根据相关法律法规和标准的规定, 我们对某医院拟建放射治疗系统的辐射防护效果进行了预测与评价。

1 项目概况

医院为开展肿瘤治疗项目拟购置上海伽玛星科技发展有限公司GMX-Ⅰ型陀螺刀1台。陀螺刀内含1枚⁶⁰Co放射源, 以154组⁶⁰Co粒子聚焦式排列, 总装源活度7000 Ci, 即2.59 × 10¹⁴Bq, 属于Ⅰ类放射源, 设备焦点剂量率2 Gy/min, 单次最长照射时间5 min, 年出束时间300小时。陀螺刀机房拟设置在医技楼一楼肿瘤科北侧, 包括陀螺刀机房、陀螺刀控制室和设备室, 机房平面布置及关心点见图 1。拟安排放射工作人员5人。

2 评价依据

《中华人民共和国放射性污染防治法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》、《放射源分类办法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》、《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》^[1]、《云南省环境保护局关于〈在辐射安全许可工作中确定电离项目辐射安全管理限值请示〉的复函》、《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》^[2]及医院提供的相关设计资料。

3 管理限值 3.1 职业照射和公众照射

根据表 1, 结合《云南省环境保护局关于〈在辐射安全许可工作中确定电离项目辐射安全管理限值请示〉的复函》(云环函[2006]727号文)中"单一项目取《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》的1/4", 即职业照射个人受照剂量约束值取5mSv/a; 公众照射个人受照剂量约束值取0.25 mSv/a。

3.2 治疗机房墙外关心点的剂量率参考控制水平

根据《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》(GBZ 168-2005)中第6.2条规定:治疗室建筑应有满足防护要求的屏蔽厚度, 保证在距治疗室墙体外30 cm可达界面处因透射产生的空气比释动能率一般应不大于2.5μGy/h。

4 辐射防护效果评价 4.1 屏蔽效果预测 4.1.1 屏蔽厚度

根据国际原子能机构《安全报告丛书47号-放疗装置设计的辐射防护》的计算方法, 对陀螺刀治疗室屏蔽墙和防护门的厚度进行理论值计算, 并与设计值相对比(对比结果见表 2), 评价项目屏蔽厚度设计是否能够满足辐射防护要求。

根据表 2, 本项目陀螺刀机房设计的各屏蔽防护体厚度满足要求。

4.1.2 陀螺刀治疗室墙(顶)外剂量率估算

根据设备供货商提供的机房内水平面剂量分布图以及国际原子能机构《安全报告丛书47号-放疗装置设计的辐射防护》中辐射剂量率的计算公式, 计算出陀螺刀治疗室各方向屏蔽墙外30cm处剂量当量率, 计算结果见表 3。

由表 3预测结果可知, 陀螺刀治疗室墙外30 cm可达界面处的空气比释动能率均小于2.5 μGy/h。

4.2 辐射安全措施 4.2.1 防护措施

① 屏蔽体在机房的四周及屋顶拟修建相应的屏蔽体对射线进行有效的屏蔽。机房东面、南面、西面、北面墙体以及屋顶均为0.8 m混凝土, 同时机房北侧墙体外拟增加一层厚30 cm、高6.4 m的钢筋混凝土屏蔽墙, 机房西侧停车棚所在的护坡平台边缘处拟架设一层厚30 cm、高2 m的钢筋混凝土屏蔽墙。迷道长4.4 m, 迷道墙体和外侧墙体厚度均为0.8 m。防护门为10 mm铅当量。没有设置观察窗。②安全联锁装置。③工作状态指示灯、警告标志配备。④紧急停机装置。⑤监视对讲装置。⑥固定的场地辐射报警仪。

4.2.2 其他安全措施

陀螺刀机房内拟设置1台换气速度为6000 m³/h的风机, 风机排风量为每小时换气3~4次, 每次不低于15 min, 使臭氧浓度低于国家标准要求。

4.2.3 放射工作人员、周围公众年有效剂量估算

预计陀螺刀每天治疗病人8人, 治疗时间为15 min, 源每天出束时间最大为2 h, 每周工作5 d, 全年工作50周, 则周最大出束时间约为10 h。治疗室屏蔽墙(顶)外各预测关注点年有效剂量H的预测值按下述公式计算:

式中:50-工作时间50周, Week/a; 1000-μGy与mGy的换算系数; t-陀螺刀周出束时间, t=10h; H_x-东、西墙方向与屋顶方向D_x值为17340 μGy/h; 南、北墙方向D_x值为9660 μGy/h; d₁-在预测点方向陀螺刀机房内与陀螺刀焦点等中心的距离, d₁=1 m; d₂-陀螺刀焦点等中心点距关注点的距离, m; k-预测点方向的混凝土屏蔽层对射线的剂量减弱倍数。

由上述公式及相关参数计算出陀螺刀治疗室各方向屏蔽墙外各预测关注点的年有效剂量, 预测结果见表 4。

根据表 4估算结果, 陀螺刀对公众的年有效剂量最大值为0.031 mSv; 对操作陀螺刀的放射性职业工作人员的年有效剂量为0.011 mSv。

5 评价结论

根据理论计算、预测分析, 项目陀螺刀机房的屏蔽能力满足辐射防护要求, 辐射安全措施比较完善, 按照项目的设计方案, 陀螺刀正常工作时放射性职业人员和公众可能受到的最高年有效剂量分别为0.011 mSv, 0.031 mSv, 均低于国家标准要求和《云南省环境保护局关于〈在辐射安全许可工作中确定电离项目辐射安全管理限值请示〉的复函》中的管理限值。