LA45型45 MV医用电子加速器机房的设计包括加速器治疗室和加速器室，与最大标称X射线能量为6、10、15、18 MV的普通医用电子加速器机房设计多一个加速器室，这与其设备的设计、及其运行产生的X射线、电子射线和中子射线的能量和剂量均与18 MV以下医用电子加速器存在一定的不同有关。经过对该45MV医用电子加速器设备性能参数、屏蔽防护核算参数和屏蔽核算的主要特点进行学习和研究，对主要屏蔽体进行了放射防护屏蔽核实并进行简要评价如下，以供同行交流和参考。

1 材料与方法 1.1 LA45型45 MV医用电子加速器工作原理

LA45型45 MV医用电子加速器系统有直线加速管(Linac)、主偏转磁铁(左右各一)，d磁铁、p磁铁、离子泵、传输线(Beam Line)、电子枪、枪调制器(GMOD)等部件组成，依靠跑道式回旋加速方式，可以提供最高能量为45 MeV的电子线和45 MV的X射线，并具有很窄的能谱。Gantry的治疗头中充满氦气，这样可以减少电子的散射，并有供电子线和X射线共同使用的双聚焦多叶光栅准直器，提供最大射野40 cm × 40 cm，可以选择计算机控制的动态MLC高级适形治疗和调强治疗(IMRT)，也可以进行笔形束治疗(Pencil Beam)。

1.2 LA45型医用电子加速器机房核算的主要参数 1.2.1

LA45型医用电子加速器主要性能指标: ①射线类型: X射线，电子线; ②标称能量: X射线15、20、30、35、40、45 MV可调; 电子线10、15、20、30、35、40、45 MeV可调; ③正常治疗距离(NTD) : 100 cm; ④最大剂量率: 300 cGy /min; ⑤等中心高度: 1280 mm; ⑥照射野大小: 40 cm × 40 cm; ⑦X射线泄漏率: ≤0.5%; ⑧中子射线泄漏率: ≤0.05%。

1.2.2 加速器屏蔽核算主要计算参数

① 45 MV X射线主射束在普通混凝土(密度为2.35 t /m³)中的TVL₁为562 mm，TVL_e为485 mm; 重晶石混凝土(密度为3.5 t /m³)中的TVL₁为377 mm，TVL_e为326 mm^[1]; ②45 MV漏射线在普通混凝土(密度为2.35 t /m³)中的HVL为169 mm，TVL_e为477 mm^[1]; ③45 MV X射线的防护符合要求，则45 MeV电子线及其韧致辐射的防护也符合要求; ④该加速器中子的能量达到3 MeV，混凝土含有4% ~ 5%的水，对中子的十分之一值层厚度为330 mm^[1]，均低于45 MV X射线TVL值，因此，在计算治疗室屏蔽墙厚度时，可以不考虑中子的影响。防护门则需考虑中子的屏蔽; ⑤防护门处的俘获γ剂量当量率约为此处中子周围剂量当量率的0.2倍作为防护门处俘获γ周围剂量当量率进行屏蔽计算^[2]。

1.2.3 加速器屏蔽核算主要计算公式

该45 MV加速器墙体主、副屏蔽、室顶散射的核算公式基本依据《建设项目职业病危害放射防护评价规范第2部分:放射治疗装置》 (GBZ /T 220.2-2009) ^[3]。

2 LA45型医用电子加速器机房核算结果 2.1 LA45型医用电子加速器机房的屏蔽设计

该45 MV加速器治疗室为加速器生产厂家的专业场地规划设计，由治疗室主体、迷路和防护门组成。加速器治疗室屏蔽墙由主屏蔽墙和副屏蔽墙组成; 另外，还设计了加速器室。加速器治疗室墙体及顶板的防护设计厚度、宽度见表 1、图 1、图 2和表 3;加速器室墙体及顶板的防护设计厚度见表 5;主屏蔽使用重晶石混凝土浇筑，密度≥3.5 t /m³; 其他均使用普通混凝土浇筑，密度≥2.35 t /m³; 加速器治疗室为外侧推拉式电动防护门，防护门的防护屏蔽为180 mm含硼10%聚乙烯或石蜡(内层)和140 mmPb(外层)。

2.2 加速器治疗室屏蔽设计核实结果 2.2.1 墙体厚度的核实结果

加速器治疗室屏蔽厚度计算参考点的分布示意图见图 1，加速器治疗室和加速器室之间隔墙不再进行防护核算，因在治疗和维修的出束状态下内无人员。图中O为等中心点，P、Q为水平照射时的靶点。符合周围剂量当量率目标要求的屏蔽墙厚度及实际厚度等数据见表 1;据工作负荷计算出的加速器各屏蔽墙应达到的厚度见表 2。

2.2.2 室顶厚度的核实结果

加速器治疗室室顶上方无建筑物且无人居留，室顶以某侧病房楼(3层，高10 m)高出室顶主屏蔽3.55 m; 综合考虑人员居留等因素，主要考虑加速器治疗室某侧4.1 m处病房楼处的辐射影响，见图 2。主射束照射不到病房楼，设计厚度下，漏射线对病房楼处的剂量率最大为4.45 × 10^-3 μSv /h; 室顶斜上方散射(图 2 TX路径)剂量率最大为2.53 × 10^-2 μSv /h; 空气斜上方散射为2.01 × 10^-5 μSv /h; 天空反散射剂量率为1.05 × 10^-3μSv /h。

2.2.3 室顶厚度的核实结果

加速器治疗室西墙、东墙和顶板主屏蔽宽度核算结果见表 3。

2.2.4 防护门的核实结果

对该45 MV加速器，防护门屏蔽厚度的核算考虑三个主要因素: ①对加速器漏射线穿过迷路内墙的屏蔽; ②对散射中子的屏蔽; ③对中子引发的俘获γ的防护。至于漏射X射线在迷道内散射的影响可不考虑。综合上述三个因素，在迷路内墙建议为1700 mm厚度下(因其能量为45 MV X射线，其对防护门处周围剂量当量率影响偏大，建议由1600 mm增至1700 mm，最大周围剂量当量率由2.47 μSv /h减至1.44 μSv /h)，加速器防护门采用180 mm含硼10%聚乙烯或石蜡(内层)和140 mm Pb(外层)作为防护材料时，防护门内外周围剂量当量率估算结果见表 4，防护门外总的周围剂量当量率为0.41 μSv /h。

2.3 加速器室屏蔽设计核实结果 2.3.1 加速器室屏蔽设计核实的类比条件

该加速器室放置一台加速器设备，因设备厂家未能提供出该加速器设备在45 MV X射线和45 MeV电子线模式下的有关电子线、X射线及中子等的核算初始数据，因此，对该加速器室的核算采用类比估算法。

类比条件: ①设备条件:均为北京大基康明医疗设备有限公司生产的LA45型45 MV医用电子加速器; ②屏蔽材料与厚度:屏蔽材料均为普通混凝土浇筑，密度≥2.35 t /m³。某医院的LA45型45 MV医用电子加速器的加速器室的屏蔽设计厚度见表 5，其他屏蔽情况见图 4; ③加速器室内空间:本项目与某医院的LA45型45 MV医用电子加速器的加速器室的内部空间基本相似，见表 6; ④加速器安装位置:本项目与某医院的LA45型45 MV医用电子加速器的加速器室的内部空间基本相似，加速器安装位置基本相似。

2.3.2 加速器室屏蔽设计核实的类比检测结果

2014年7月2日，山东省医学科学院放射医学研究所使用6150AD剂量率仪[中国计量科学院检定(检定有效期为2013.12.23-2014.12.22)，检定证书编号: DYj12013 － 4459]、Ludlum公司生产的12 －4型中子雷姆仪[中国计量科学研究院检定(检定有效期为2014.5.8-2015.5. 7)，检定编号: DYjs2014-0293]，对某医院的LA45型45 MV医用电子加速器的加速器室进行防护效果的现场检测，类比出束条件见“ 1.2.1”节，检测结果如下:

X射线防护效果检测结果见表 7。

电子线防护效果检测结果见表 8。

中子防护效果检测结果:上述X射线防护效果检测位置均未测出中子辐射剂量。

2.3.3 加速器室屏蔽设计核实的类比分析结果

根据加速器设备在加速器室的放置位置，本项目与某医院加速器室的相应墙体的对照见表 9。

某医院加速器室的南墙、北墙、东墙和顶板对电子线和中子的屏蔽均符合本报告书周围剂量当量率控制目标，因此，本加速器室的设计厚度均能符合电子线和中子的防护; 但某医院加速器室的南墙、北墙和东墙对X射线的屏蔽均超过本报告书周围剂量当量率控制目标(2.5 μSv /h)，见表 7。

根据类比医院加速器室周围的类比检测结果，墙体屏蔽以周围剂量当量率1.25 μSv /h(取2倍安全系数)为控制目标，偏安全考虑，对本项目45 MV加速器室墙体和顶板的屏蔽厚度建议见表 10。

3 LA45型医用电子加速器机房核算结果评价 3.1 年有效剂量管理目标值及瞬间剂量率参考控制值

该项目防护设施的屏蔽效能评价，主要参考GB18871-2002^[4]、GBZ 126-2011^[5]，取年有效剂量管理目标值和屏蔽体外周围剂量当量率控制值: ①对职业照射年有效剂量管理目标值不超过5 mSv /a; 对公众照射不超过0.1 mSv /a; ②屏蔽设施外周围剂量当量率控制值≤2.5 μSv /h。

3.2 LA45型医用电子加速器机房核算结果评价

从周围剂量当量率核算控制和从年有效剂量管理目标综合考虑，加速器治疗室主、副屏蔽的厚度以及主屏蔽宽度均符合要求，防护门的防护设计符合要求; 加速器室的墙体和顶板均不符合要求。

偏安全考虑，加速器室的墙体和顶板厚度的建议:东墙和西墙的厚度均增至1900 mm，北墙增至2400 mm，顶板增至1900 mm。