人民教育出版版選修23射線的探測(cè)和防護(hù)最新教案

1、Chapter 11 X射線和射線照相11.1 引言1895年德國(guó)物理學(xué)家威廉康拉德倫琴（Wilhelm Conrad Roentgen）發(fā)現(xiàn)了X射線。他在做電子放電管的實(shí)驗(yàn)期間注意到了：當(dāng)把涂有氰亞鉑酸鋇的屏靠近電子放電管時(shí)，屏就會(huì)發(fā)出熒光。經(jīng)過進(jìn)一步研究，他斷言這種熒光是由一種看不見的射線引起的，這種射線不僅能穿透玻璃，而且還能穿透不透明的材料。他還發(fā)現(xiàn)，他能夠拍攝到物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖像。例如，由于骨骼對(duì)X射線造成的衰減比軟組的要大些，所以能夠拍出骨骼的構(gòu)造圖像。讓X射線透過物體而得到物體內(nèi)部構(gòu)造圖像的方法叫做X射線照相術(shù)。這一發(fā)現(xiàn)立即轟動(dòng)了醫(yī)學(xué)界，在幾個(gè)月內(nèi)全世界許多地方的醫(yī)生開始用X射線

2、幫助診斷，后來這些醫(yī)生就成了放射學(xué)家；如第五章所述，其中的許多人因受輻射的過量照射而死去了。如今X射線在醫(yī)學(xué)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，不只是用于診斷，而且還用于治療許多種疾病。此外，X射線在工業(yè)和科研工作中也有許多用途。X射線、射線與可見光、無線電波一樣，都屬于電磁輻射。它們的靜止質(zhì)量和電荷都為零，它們的波長(zhǎng)與能量有關(guān)。X射線和射線的區(qū)別主要有兩個(gè)方面：第一，射線發(fā)自于原子核內(nèi)，而X射線則來自于電子軌道的改變；第二，給定源發(fā)射的射線一般具有確定的能量，但X射線通常具有一個(gè)能量分布，其最高能量可以達(dá)到某個(gè)特征極大值。產(chǎn)生X射線的最主要方法與所謂的軔致輻射過程有關(guān)，軔致輻射一詞來自德語(yǔ)，以很高速度運(yùn)

3、動(dòng)的帶電粒子（通常是電子）撞擊在靶上而迅速減慢時(shí)就會(huì)產(chǎn)生軔致X射線。例如，當(dāng)放射源的輻射撞擊在屏蔽材料上時(shí)就產(chǎn)生軔致輻射，用這種方法產(chǎn)生X射線的效率與靶的原子序數(shù)密切相關(guān)。高原子序數(shù)材料的X射線產(chǎn)額比低原子序數(shù)材料的高很多（這就是用低原子序數(shù)材料、如有機(jī)玻璃來屏蔽放射源的原因）。不論用什么材料做靶，用粒子來產(chǎn)生X射線對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說其強(qiáng)度都太低。醫(yī)學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中產(chǎn)生射線的方法與倫琴所用的方法相似，只是近代的X射線設(shè)備更加安全，效率也高得多。11.2 X射線設(shè)備 概述因?yàn)閄射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子突然被高原子序數(shù)材料阻止時(shí)產(chǎn)生的，所以一臺(tái)X射線發(fā)生器要有一個(gè)電子源，把電子加速到很高速度的方法以及對(duì)

4、準(zhǔn)電子束的靶。每臺(tái)X射線裝置都是由X射線管和多種電子學(xué)電路組成，這些電路通常都單獨(dú)裝在控制單元中。 熱陰極X射線管圖12.1中畫出了現(xiàn)代的X射線管，它由裝在高真空玻璃管內(nèi)的一個(gè)陰極和一個(gè)陽(yáng)極構(gòu)成。陰極是電子源，是一根鎢絲，用電流加熱到白熾狀態(tài)以“烘出”電子，這些電子被加在陽(yáng)極和陰極之間的高電壓不斷加速，飛向陽(yáng)極并撞擊到靶上。靶是陽(yáng)極的一個(gè)組成部分，是用高原子序數(shù)材料做成的，這樣才能得到高的X射線產(chǎn)生效率。然而，即使達(dá)到了實(shí)際上最高的效率，轉(zhuǎn)化成X射線的能量也不到電子能量的百分之一，其余的能量都轉(zhuǎn)換成了熱。因此，靶材料必須具有很高的熔點(diǎn)，而且還要散熱好。用導(dǎo)熱好的銅做陽(yáng)極，朝陰極的那一面鑲上鎢靶

5、就可以達(dá)到上述要求。銅陽(yáng)極有時(shí)做成實(shí)心的，有一個(gè)散熱器伸到X射線管外以幫助冷卻。大功率X射線裝置的陽(yáng)極都做成空心的，以便用循環(huán)油或循環(huán)水進(jìn)行內(nèi)部冷卻。在X射線照相這類應(yīng)用中，為了能精確地定位，X射線源要做得很小。因此要把細(xì)燈絲裝在一個(gè)凹形杯中，該凹形杯能把電子束聚焦到很小的靶面上。為此，需要采取專門的措施以防止靶的過熱，這時(shí)（靶）陽(yáng)極可以做成轉(zhuǎn)盤形。在這種情況下，靶的有效面積仍然很小，但受熱面積卻增加了許多，因此X射線管可以有很大的負(fù)載而不會(huì)被熔化。這種管子用在醫(yī)用X射線裝置中，醫(yī)用X射線裝置發(fā)出的射線強(qiáng)度很高，而照射時(shí)間卻很短，從而可以大大地減少由于人體移動(dòng)造成的圖形模糊。 電源和控制X射線

6、管所需要的電源包括一臺(tái)供燈絲加熱（以發(fā)射電子）用的低壓電源和一臺(tái)提供陽(yáng)極和陰極之間高壓用的高壓電源。這些電源的輸入干線通常是交流電。為給燈絲供電，要用降壓變壓器把電源干線的電壓變?yōu)?2伏的交流電，電流是可以調(diào)節(jié)的，最高可以達(dá)到幾安培。管子上所加的高壓是通過高壓變壓器把電源干線的電壓變到管子工作所需要的水平，根據(jù)使用情況的不同，通常這個(gè)電壓在5000伏左右，最高可達(dá)400000伏。由于電壓取自交流電源干線，所以陽(yáng)極和陰極的電壓也是交變的。圖12.2給出了這種電源的示意圖。 在熱陰極X射線管中，因?yàn)殛?yáng)極上沒有電子源，所以電子只能從陰極流向陽(yáng)極。然而，電子只是在被正電壓吸引時(shí)（記住，電子帶負(fù)電）才流

7、向陽(yáng)極，因此只有當(dāng)陽(yáng)極上是正電壓時(shí)管子才有電流流過并發(fā)射X射線。圖12.3給出了陽(yáng)極電壓隨時(shí)間的變化曲線。陰影區(qū)代表有電子流向陽(yáng)極（即有電流流過）的周期，此時(shí)在靶上產(chǎn)生X射線。因此，X射線并不是連續(xù)產(chǎn)生的，而是以一系列脈沖的方式產(chǎn)生的。如果交流電網(wǎng)電源是每秒50周，則X射線管每秒就發(fā)射50個(gè)X射線脈沖。在設(shè)計(jì)X射線監(jiān)測(cè)儀時(shí)，由于某些類型探測(cè)器給出的讀數(shù)與X射線脈沖的頻率有關(guān)而與平均強(qiáng)度無關(guān)，所以這種脈沖式發(fā)射很重要。某些裝置中裝有專門的電路來平滑X射線的脈動(dòng)，使X射線機(jī)的輸出隨時(shí)間的起伏變小，使輸出趨于更均勻。11.3 X射線的品質(zhì)和強(qiáng)度X射線的品質(zhì)（或峰值能量）取決于加在X射線管陽(yáng)極上的峰值

8、電壓。如果圖12.3中的峰值電壓是200000伏，就可寫成200kV峰（或200kVp）。此時(shí)產(chǎn)生的X射線的最大能量是200keV（200千電子伏），但是只有極少一部分的X射線具有這么高的能量，大部分X射線的能量都低于這個(gè)值。然而X射線的品質(zhì)是按照峰值能量來定義的，因此上述X射線稱為200kVp的X射線。X射線的貫穿本領(lǐng)與其能量密切相關(guān)。例如，對(duì)人手進(jìn)行照相的X射線的品質(zhì)（因數(shù)）就很小，不能用來對(duì)1厘米厚的鋼板進(jìn)行照相。因此要針對(duì)不同的用途對(duì)管上加的電壓進(jìn)行調(diào)整，以得到品質(zhì)合適的X射線。表11.1中列出了幾種醫(yī)用和工業(yè)用X射線照相的工作電壓和照射條件。雖然管電壓決定著X射線的品質(zhì)，但是劑量率還

9、受陽(yáng)極和陰極之間電流的控制。這個(gè)電流（以毫安為單位）受陰極發(fā)射電子數(shù)量的限制。陰極發(fā)射電子的數(shù)量由燈絲的溫度來控制，而燈絲的溫度又取決于低壓燈絲電路中的電流。因?yàn)閯┝柯视晒茈娏鱽砜刂疲悦糠N具體情況下的總劑量取決于管電流和照射時(shí)間的乘積。10毫安電流照射1秒鐘的劑量與1毫安電流照射10秒鐘的劑量相同。這兩種情況下的照射量都是10毫安秒(10mAs)。X射線裝置的劑量率比一般的密封源的劑量率高得多。X射線裝置的輸出通常是按照管電流為1毫安離機(jī)1米遠(yuǎn)處的吸收劑量率（單位為毫戈瑞/分）來表示的。表11.2中列出了幾種典型的輸出。表11.1 X射線照相用的典型工作電壓kVp距 離（米）毫安秒醫(yī)學(xué)診斷

10、工 業(yè) 用手指照相頭部照相胸透照相骨盆照相6毫米鋼板照相25毫米鋼板照相40808012012016011210.50.5101008015010200表11.2中所列鈹窗管的作用是：由于低電壓時(shí)X射線的穿透本領(lǐng)很低，故有很大一部分射線被管殼（玻璃泡）吸收，而用薄鈹窗就能大大減少這種損失。表11.2 X射線裝置的典型輸出設(shè)備和濾片1米處的吸收劑量率（毫戈瑞/分/毫安）50kVp 鈹窗管100kVp 3毫米厚鋁（在管子外面）200kVp 2毫米厚銅+1毫米厚鋁（在管子外面）300kVp 3毫米厚銅+1毫米厚鋁（在管子外面）500kVp 3毫米厚銅+1毫米厚鋁（在管子外面）10030201025電

11、壓高時(shí)，就要在X射線束中放上附加的吸收體，即所謂的濾片。前面已經(jīng)講過，X射線裝置產(chǎn)生的X射線能量包括了最高電壓以下的所有各種能量，只有能量較高的那一小部分才是有用的，其余的那些能量在許多情況下都是不想要的。例如，醫(yī)用X射線照相中的低能X射線不但對(duì)照相無用，而且會(huì)而對(duì)患者的皮膚造成有害的劑量。采用適當(dāng)?shù)倪^濾片（通常是適當(dāng)厚度的鋁片），可以有選擇性地吸收掉X射線中的低能（即軟輻射）部分而對(duì)有用的高能部分影響并不大。11.4 X射線的防護(hù) 一般原理X射線裝置不象放射性同位素那樣一直在放出射線，而是可以根據(jù)需要隨心所欲地開啟或關(guān)閉。在X射線裝置運(yùn)行期間，其劑量率要比小型密封放射源的劑量率大得多。所以當(dāng)

12、這種設(shè)備運(yùn)行時(shí)必須使操作人員身體的任何部位都不會(huì)受到直接照射，其他人員也不會(huì)突然受到過量照射。工作人員防護(hù)射線照射的一般原則如下：（a）應(yīng)當(dāng)對(duì)所有操作或使用X射線裝置的人員進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，使之正確地掌握操作程序并了解有關(guān)的危害。（b）用設(shè)置在射線裝置內(nèi)部的屏蔽和準(zhǔn)直器把射線束限制到所必要需的最小尺寸。（c）利用適當(dāng)?shù)倪^濾片去掉不需要的軟輻射成分。（d）在有條件的地方，要把X射線裝置放在屏蔽室中進(jìn)行工作，控制盤設(shè)在室外，要有聯(lián)鎖裝置使得X射線機(jī)在門打開時(shí)就會(huì)停止工作。（e）要有自動(dòng)的可見報(bào)警信號(hào)或聲響信號(hào)以指示X射線機(jī)正在運(yùn)行或者準(zhǔn)備運(yùn)行。（f）要根據(jù)工作人員個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)和場(chǎng)所監(jiān)測(cè)來檢驗(yàn)防護(hù)措施

13、的效能。在任一給定情況下所采用的措施都與工作類型和具體條件密切相關(guān)。例如，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，考慮到患者的幸福，需要做到萬(wàn)無一失，而這卻會(huì)受到操作人員所采取的防護(hù)措施的影響。醫(yī)學(xué)應(yīng)用中對(duì)X射線的防護(hù)方法將在第十二章中詳細(xì)地介紹，下面幾節(jié)先來研究X射線在工業(yè)和科研應(yīng)用中的防護(hù)問題。 工業(yè)X射線照相中的防護(hù)X射線照相是非破壞性檢驗(yàn)的一種重要的方法，它廣泛地用于檢查鑄件、鍛件以及焊接件等產(chǎn)品內(nèi)部的缺陷或薄弱處。有時(shí)候，X射線照相是整個(gè)生產(chǎn)工序的一個(gè)部分，X射線機(jī)裝在一個(gè)帶有適當(dāng)安全設(shè)施的屏蔽廠房里面。在另外一些情況下，X射線照相是在遠(yuǎn)離理想條件的地方（例如在建筑工地上對(duì)構(gòu)件進(jìn)行照相）進(jìn)行的。工廠規(guī)章在一些

14、細(xì)節(jié)上規(guī)定了如何應(yīng)用上面介紹的那些原則，這些規(guī)章的主要要求（其中大多數(shù)也適用于密封源）如下：（a）凡有條件的地方，射線照相或者使用X射線機(jī)或密封源等電離輻射的其他任何工作都應(yīng)當(dāng)在帶有屏蔽的密閉房間內(nèi)進(jìn)行。（b）設(shè)備的控制盤要安裝在密閉房間的外面，并要裝上聯(lián)鎖裝置，確保在設(shè)備運(yùn)行期間密閉房間的門一旦打開時(shí)，該設(shè)備就能自動(dòng)關(guān)閉停機(jī)。（c）為了保護(hù)被偶然關(guān)在密閉房間內(nèi)人員的安全，需提供通訊、聯(lián)絡(luò)的方法供他們呼救求援。此外，至少還應(yīng)當(dāng)為這種人提供下述方法當(dāng)中的一種：出去的方法；關(guān)閉設(shè)備的方法；或設(shè)置一個(gè)有屏蔽的區(qū)域。（d）設(shè)備開動(dòng)之前要給出聲響信號(hào)或可見光信號(hào)（或兩種信號(hào)都給出）。設(shè)備運(yùn)行期間要給出另

15、一種不同的信號(hào)。有的地方，條件不允許在專門的密閉房間內(nèi)進(jìn)行工作，這時(shí)需要有有效的措施杜絕未經(jīng)允許的人員進(jìn)入該作業(yè)區(qū)（該區(qū)域的四周應(yīng)有醒目的標(biāo)志）。 科研應(yīng)用中的防護(hù)X射線在科研工作中有兩項(xiàng)主要的應(yīng)用：用X射線研究晶體結(jié)構(gòu)和X射線能譜學(xué)。晶體是整齊排列的原子，業(yè)已發(fā)現(xiàn)用X射線照射晶體會(huì)產(chǎn)生確定的衍射圖形。衍射圖的精確特性征給出了有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的重要信息。在結(jié)晶學(xué)研究中，由于采用的是截面很小、強(qiáng)度很高的X射線束，因而由此產(chǎn)生了一些特殊的保健物理學(xué)問題。在X射線能譜學(xué)中，用X射線照射物體，該物體吸收X射線的能量之后，其中包含的不同核素會(huì)被激發(fā)到不同的激發(fā)態(tài)，在從這些激發(fā)態(tài)退激時(shí)就會(huì)發(fā)出不同的次級(jí)特征X

16、射線。測(cè)量這些次級(jí)特征X射線的能量就能夠分析出該物體含有哪些核素。按照工廠條例規(guī)定的條款，在進(jìn)行上述這類工作時(shí)需要采取下述措施：（a）要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘?。如因工作需要接近設(shè)備的內(nèi)面時(shí)，則必須能夠自動(dòng)關(guān)閉該機(jī)器，或者必須采取其他有效措施、防止人體的任何一個(gè)部位進(jìn)入射線束之中。（b）如果使用了快門或狹縫準(zhǔn)直系統(tǒng)，則要求有用束是全封閉式的，以提供適當(dāng)?shù)钠帘?。（c）設(shè)備一旦接通電源就要求自動(dòng)發(fā)出可見信號(hào)或聲響信號(hào)。實(shí)用規(guī)則要求在研究和教學(xué)工作中采用類似的防護(hù)措施，以保護(hù)工作人員不受電離輻射的過量照射。11.5 X射線設(shè)備的監(jiān)測(cè)任何一種X射線設(shè)備，或者能發(fā)射電離輻射的其他設(shè)備，其試運(yùn)轉(zhuǎn)的重要內(nèi)容之

17、一就是進(jìn)行全面的輻射監(jiān)測(cè)。特別要注意屏蔽層中可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)，例如屏蔽材料中的接頭、窺視窗、門、埋電纜的管道，監(jiān)測(cè)通常是在正常運(yùn)行的最大管電壓和最大管電流的條件下進(jìn)行的，然后再監(jiān)測(cè)其他可能的運(yùn)行狀況。例如考慮這樣一種情況，某臺(tái)X射線機(jī)原計(jì)劃是使其X射線束在水平面方向進(jìn)行工作，因此四周區(qū)域都用厚墻進(jìn)行屏蔽。如果要變動(dòng)該機(jī)器的取向，使其射束沿垂直方向發(fā)射，此時(shí)則需要考慮在該設(shè)備上方或下方的區(qū)域是否會(huì)出現(xiàn)很高而不能接受的輻射水平？應(yīng)當(dāng)記住，如果這種變動(dòng)是可行的，那就很有可能有朝一日將這樣做。如果監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)在設(shè)備的鄰近區(qū)域有可能出現(xiàn)過量的輻射水平，則必須采取措施防止這種情況的出現(xiàn)，至少要對(duì)此提出警告。

18、為此，可以采用防止射束強(qiáng)度超過預(yù)定限制范圍的自動(dòng)控制設(shè)備，或者預(yù)備好備用的附加屏蔽，或者安裝帶有報(bào)警信號(hào)的輻射水平監(jiān)測(cè)設(shè)備，一般來說，前兩種方法更適用些。顯然，這類問題應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)階段就考慮周全，但是由直接測(cè)量來驗(yàn)證設(shè)備的安全性也是很重要的。定期地進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)，特別是當(dāng)操作程序發(fā)生改變時(shí)更要進(jìn)行輻射監(jiān)測(cè)。選擇X射線監(jiān)測(cè)儀時(shí)需要謹(jǐn)慎，要注意儀表的能量響應(yīng)問題。許多儀表適用于監(jiān)測(cè)射線和高能X射線，但卻大大低估了100kVp以下的X射線劑量率。對(duì)于低能X射線設(shè)備，最適用的監(jiān)測(cè)儀也許是帶薄窗的電離室型儀表，當(dāng)然有時(shí)靈敏度稍受一些損失。在使用脈沖式儀表（如G-M計(jì)數(shù)器）時(shí)，可能出現(xiàn)的另一個(gè)問題是當(dāng)X射線的

19、劑量率很高時(shí)儀表可能達(dá)到飽和，因而表頭仍指示工作條件是合乎要求的。這是由于X射線的脈沖特性造成的，這種脈沖特性能使儀表在兩次脈沖之間復(fù)原 事實(shí)上計(jì)數(shù)器發(fā)生雪崩之后有猝滅和恢復(fù)時(shí)間，在恢復(fù)時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器不能正常工作，當(dāng)計(jì)數(shù)率很高時(shí)，后來的脈沖落在前次脈沖的恢復(fù)期之內(nèi)從而發(fā)生堵塞。譯者注。這種儀表通常記錄的是X射線的脈沖而不是平均劑量率。幸好，這種問題在新設(shè)計(jì)的設(shè)備中已不多見，但也可能由于發(fā)生故障而出現(xiàn)上述問題。一臺(tái)設(shè)備是否安全，最終還要由操作人員和在附近工作的其他工作人員所受輻射劑量的大小來判斷。一般用膠片佩章來測(cè)量這種劑量。當(dāng)然，有些單位現(xiàn)在已經(jīng)采用了熱釋光劑量計(jì)。用少量的膠片佩章或其他劑量計(jì)來

20、常規(guī)監(jiān)測(cè)工作場(chǎng)所四周一些固定點(diǎn)的劑量常常是很有用的。應(yīng)當(dāng)注意的是：個(gè)人監(jiān)測(cè)儀的監(jiān)測(cè)面積很小，而X射線束（特別是在晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定中）的截面積也可能很小，這樣個(gè)人監(jiān)測(cè)儀就很有可能沒有測(cè)到射線束，而工作人員卻一直在受到射線束的照射。Chapter 12 醫(yī)學(xué)中的輻射防護(hù)12.1 應(yīng)用電離輻射在醫(yī)院的許多科室中都是一種強(qiáng)有力的工具，它既可以協(xié)助診斷又可以提供一種治療方法。人們最熟悉的一種應(yīng)用是診斷上用的X射線透視機(jī)，如今還有各種CT（計(jì)算機(jī)成像的X射線透視）裝置。在各式各樣的檢查中，從確定吞咽下去石塊的位置到胸部常規(guī)檢查都要用到X射線。輻射能誘發(fā)癌癥，但是，在某些情況下它還可以治療某些疾病。這是因?yàn)檠?/p>

21、速分裂的細(xì)胞對(duì)輻射特別敏感，癌變腫瘤就是不受控制而迅速分裂的細(xì)胞群，因此癌細(xì)胞比正常細(xì)胞對(duì)輻射更為敏感。還有其他一些可以用輻射治療的病例，人們最熟知的是皮膚病，但是由于用輻射進(jìn)行照射會(huì)伴隨著危害，所以通常還是首先要設(shè)法采用其他方法進(jìn)行治療。最常用的輻射治療是采用X射線進(jìn)行的治療，也常常采用密封的鐳源、鈷-60或鈀-137源的射線。相當(dāng)小的密封源可以通過外科手術(shù)把它移植在需要治療的部位。鍶-90這類密封射線源有時(shí)用于治療皮膚或眼睛。大型?？漆t(yī)院還采用其他方法（如回旋加速器、范德格喇夫靜電加速器和直線加速器等）產(chǎn)生電子束或質(zhì)子束，用來進(jìn)行放射治療。非密封的放射源（開放源）也可以用于診斷和治療。靜脈

22、注射或口服放射性溶液之后，放射性會(huì)被身體的各個(gè)部位所吸收。根據(jù)所用的放射性核素性質(zhì)的不同，放射性可能相當(dāng)均勻地分布在全身，也可能聚集在某些特殊的器官當(dāng)中。診斷檢查要觀測(cè)放射性核素進(jìn)入體內(nèi)以后的行為。這可以通過測(cè)量排泄物中的放射性、或者借由體外進(jìn)行輻射探測(cè)來完成。例如，口服131I溶液，然后監(jiān)測(cè)甲狀腺攝取碘的速率就可以查明甲狀腺的功能是否正常。用于治療時(shí)，其目的是給予某些特殊器官一個(gè)預(yù)定的劑量，同時(shí)還要盡量減少身體的其余部位受照的劑量。12.2 一般原則和組織機(jī)構(gòu)由于在醫(yī)學(xué)中確保患者的安全和健康是最要緊的事，所以醫(yī)用X射線就具有一些特殊的輻射防護(hù)問題。一位攝取入大量放射性的患者對(duì)醫(yī)務(wù)人員、其他患

23、者以及探視人員都能造成不容忽視的輻射危害。前面幾章講到的一般情況下用的標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)方法，如屏蔽、距離等，這時(shí)都用不上。而一般來說，可以做到既能適當(dāng)照顧到患者而對(duì)其他人又沒有過度的危害。應(yīng)用輻射的醫(yī)學(xué)部門，應(yīng)當(dāng)遵循的輻射防護(hù)基本原則是：（1）只有在放射學(xué)檢查或放射治療比其他方法更優(yōu)越時(shí)才使用這種方法。（2）在有條件的地方，所有放射學(xué)檢查或治療均應(yīng)當(dāng)在專門的放射室或特設(shè)的病房中進(jìn)行。（3）應(yīng)當(dāng)采用現(xiàn)有的最好方法，以盡量減少患者所受的劑量，還應(yīng)當(dāng)采取措施盡可能降低身體其他部位所受的劑量。（4）應(yīng)當(dāng)采用常規(guī)措施把性腺所受的劑量降到最少，例如在使用X射線的情況下，可借助于限制照射的面積和提供屏蔽的辦法把性腺

24、所受的劑量降至最低。（5）在對(duì)孕婦或幼兒進(jìn)行照射之前，需要進(jìn)行專門研究。（6）所有的放射學(xué)操作均應(yīng)當(dāng)盡量減少對(duì)無關(guān)人員的照射。醫(yī)院中的輻射防護(hù)工作由管理部門負(fù)責(zé)，通常是由醫(yī)院管理委員會(huì)來負(fù)責(zé)。它通過輻射安全委員會(huì)和輻射防護(hù)顧問來行使其職權(quán)。由于輻射防顧問可能要兼管許多部門，甚至幾家醫(yī)院，所以通常需要根據(jù)每個(gè)部門的具體情況任命一名放射學(xué)安全員。最重要的是，要對(duì)所有在工作時(shí)可能受到照射的工作人員進(jìn)行適當(dāng)培訓(xùn)，使之熟悉危害的性質(zhì)以及需要采取的措施。這些措施和防護(hù)方法都與放射源的類型有關(guān)，因而一般可以分成兩類：（1）對(duì)密封源的防護(hù)；（2）對(duì)未密封的放射性物質(zhì)的防護(hù)。這里所講的密封源不僅指包封起來的發(fā)射

25、射線或射線的放射性核素，而且還包括產(chǎn)生輻射的機(jī)器，例如X射線裝置、電子加速器和中子發(fā)生器等。就其實(shí)質(zhì)來說，密封源和非密封源之間的區(qū)別是：密封源能防止某些事故的發(fā)生，不會(huì)出現(xiàn)放射性污染問題。12.3 對(duì)密封源的防護(hù) 診斷用射線照相診斷用的密封源主要是X射線機(jī)，它有一系列的技術(shù)適應(yīng)于不同的應(yīng)用。人們最熟悉的那種技術(shù)完全和工業(yè)X射線照相中所用的技術(shù)一樣，即把人體待檢查的部位放在X射線機(jī)和照相板之間。仔細(xì)選擇X射線的品質(zhì)和照相乳膠的類型就能在患者所受的劑量相當(dāng)?shù)偷臈l件下獲得高質(zhì)量的X射線照片。例如，利用目前最好的方法，胸部X射線照相時(shí)患者胸部受照的劑量大約只有100微希沃特（10毫雷姆），而一般的典型

26、值是1毫希沃特（100毫雷姆）。如果適當(dāng)調(diào)整射束的尺寸，使性腺位于主射束之外，則性腺所受劑量比上述劑量還要小得多。精心設(shè)計(jì)的X射線機(jī)可以大大減小射線照相人員所受的劑量。例如，可以建造一個(gè)屏蔽小室，操作X射線照相設(shè)備的人員必須站在小室里面，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)意外的困難，例如，可能需要把某個(gè)幼兒抱在一定的位置上，就需要由他的雙親（或某個(gè)患者）舉著此幼兒而不要由射線室工作人員舉著他，這是因?yàn)樵撾p新（或患者）不大可能經(jīng)常以這種方式受照射。有時(shí)在牙科的X射線照相中也會(huì)出現(xiàn)類似問題，例如有時(shí)不可能把膠片緊貼在患者口中的患部。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)由患者扶著膠片而不要讓牙科醫(yī)生或其助手來拿著它。應(yīng)當(dāng)記住，在醫(yī)用X射線

27、作業(yè)中，用相當(dāng)薄的屏蔽就能夠使劑量明顯地降低，這是因?yàn)樗玫腦射線的能量相當(dāng)?shù)停ǔ３５陀?00kVp）。例如，用摻有鉛的材料做成的圍裙、手套等，其屏蔽能力相當(dāng)于1毫米左右的鉛。除了主射束的危害以外，還可能由于患者或附近材料對(duì)X射線的散射而構(gòu)成另一種危害。 診斷用的X射線透視透視時(shí)用熒光屏取代了X射線照相中所用的照相底片。熒光屏在X射線照射下發(fā)出熒光，因此給出短暫清晰的圖像。這種方法有兩種使用方式：即小塊成批X射線照相測(cè)定和透視檢查。在小塊成批X射線照相測(cè)定中，患者還是站在熒光屏前面，再用小型膠片對(duì)熒光屏拍照。當(dāng)照完一卷膠片之后就進(jìn)行處理，然后在投影屏上觀看該透視照片。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)，

28、因?yàn)槟z片的價(jià)錢較便宜，而且處理、貯存的費(fèi)用都大大降低，缺點(diǎn)是患者受的劑量較大，約為5毫希沃特，而一般的X射線胸透檢查所受的劑量不到1毫希沃特。熒光透視檢查時(shí)，放射學(xué)醫(yī)師站在熒光屏后面觀看熒光屏上顯示出來的圖形（見圖13.1）。這種方法的主要特點(diǎn)是射線束大約能持續(xù)30秒鐘以上，因此放射學(xué)醫(yī)師可以看到一個(gè)移動(dòng)著的圖形（例如，患者呼吸的情形）?；颊呤艿降膭┝肯喈?dāng)高，典型的劑量率是每分鐘10到20毫希沃特。有時(shí)為了避免沖洗膠片才采用這種方法。鑒于這種方法的劑量較高，因此為了避免沖洗膠片而采用透視就不能再認(rèn)為是一種恰當(dāng)?shù)睦碛?，只有在用其他方法不能得到滿意的結(jié)果時(shí)才能用這種方法。如果放射學(xué)醫(yī)要避免受到過量

29、的照射，在設(shè)計(jì)和操作熒光透視設(shè)備時(shí)必須非常謹(jǐn)慎。放射學(xué)醫(yī)師可以借助于一定厚度的屏、鉛圍裙和吊在屏下面的鉛皮來進(jìn)行屏蔽，應(yīng)當(dāng)在熒光屏的后面打開和關(guān)閉射束的電源開關(guān)，通常是用腳踏式開關(guān)。射束開啟之后到一定的時(shí)間（比如說20秒鐘）通過定時(shí)器自動(dòng)關(guān)閉射束開關(guān)，這樣可以避免過量照射。醫(yī)院中的X射線透視一般都同時(shí)采用 “影像增強(qiáng)法”，即用電子學(xué)方法來增強(qiáng)熒光屏上的像。這樣可以同時(shí)降低患者和放射科醫(yī)師所受的劑量。用閉路電視系統(tǒng)可以進(jìn)一步改進(jìn)這種方法，這時(shí)放射科醫(yī)師可以在另外一間房子或屏蔽小室中進(jìn)行工作。當(dāng)然，這種設(shè)備的費(fèi)用也要高很多。 放射治療放射療法的主要用途是治療癌癥。治療的目的是使病變組織接受的劑量盡

30、可能大而同時(shí)對(duì)周圍的健康組織又不要引起過多的損害，治療需要的吸收劑量為幾十戈瑞，通常都是分成一系列較小的劑量給予的，例如每隔2或3天照射2戈瑞，一共照射20次，為了減小邊緣效應(yīng)這種分次照射是必要的。通用的治療方法大都采用200kVp左右的X射線，但如果腫瘤位于表面以下某個(gè)深度處，那么這種治療方法就會(huì)使皮膚所受的劑量高于腫瘤所受的劑量。在這種情況下最好采用穿透本領(lǐng)較強(qiáng)的輻射，例如6MVp（峰值電壓為6兆伏）左右的高以X射線，或者大型60Co源的射線。這樣也能降低骨所受的劑量。除了選擇合適的射線能量以外，還可以通過改變射束穿過人體的方向把健康組織所受的劑量降低到最小。為此，每次治療時(shí)可以讓射線以不

31、同的方向進(jìn)行照射，或者采用較為靈活的設(shè)備，例如在治療期間使源圍繞著腫瘤連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方法示于圖13.2上。該圖表示的是用遙控式旋轉(zhuǎn)治療裝置（內(nèi)裝有一大60Co源）治療腦部腫瘤的情形，雖然腫瘤一直在受照射，但是其周圍組織卻只有小部分時(shí)間受到照射。重要的是要采用界限分明的射束，可以用圓錐或光欄來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 除了某些用低壓（小于100kVp）X射線進(jìn)行的治療以外，局部屏蔽的問題是這樣解決的：在帶聯(lián)鎖裝置的屏蔽室內(nèi)進(jìn)行治療，門一打開，聯(lián)鎖裝置就自動(dòng)關(guān)閉該設(shè)備。這種屏蔽室要有帶屏蔽的觀察窗并提供與患者進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的方法。還需要有專門的程序來防止患者突然受到過量劑量的照射。這些程序包括：嚴(yán)格遵守已經(jīng)批準(zhǔn)的

32、操作方法，照射自動(dòng)定時(shí)以及對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行校準(zhǔn)等。把小的密封源直接放到身體的表面上，或者通過手術(shù)把源植入體內(nèi)，這樣也可以進(jìn)行放射治療。工作人員操作這種源時(shí)的防護(hù)措施是：使用合適的操作鉗和工具，并靈活地運(yùn)用時(shí)間、距離、屏蔽這三種方法；還必須經(jīng)常地對(duì)源進(jìn)行檢漏，擬出應(yīng)急程序，程序中應(yīng)當(dāng)說明在源被損壞或丟失的情況下需要采取的行動(dòng)。體內(nèi)帶有放射源的患者可以對(duì)其他人員造成輻射危害，因此要在該患者的床上貼張通告以茲說明，最好住小病房，各病床之間還應(yīng)該保持一定的距離。輻射安全員依據(jù)對(duì)患者進(jìn)行的監(jiān)測(cè)，對(duì)護(hù)理人員提出護(hù)理程序和探視期間時(shí)間的限制，在某些情況下可以把帶源的患者放出去。這時(shí)應(yīng)當(dāng)在考慮到該核素的半衰期和

33、劑量率（也就是說，要考慮到可能對(duì)其他人員的危害）之后，對(duì)各個(gè)患者分別做出決定。12.4 對(duì)非密封源的防護(hù) 一般要求制備和分裝醫(yī)用非密封源的工作要在普通放化實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，可以采用第八章所介紹的那些方法進(jìn)行防護(hù)，也就是要盡量減少放射性物質(zhì)的操作量，盡可能把放射性物質(zhì)包起來，以及采用完善的程序和設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室的等級(jí)應(yīng)當(dāng)與所用核素的放射性毒性和數(shù)量相適應(yīng)，在放化實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)特別注意表面的光潔度和通風(fēng)，即使操作水平相當(dāng)?shù)偷姆派湫晕镔|(zhì)，也必須要有通風(fēng)柜，操作高水平的放射性物質(zhì)時(shí)，可能還需要有手套箱，工作臺(tái)、通風(fēng)柜和手套箱的結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)很牢靠，能承載臨時(shí)安放的或永久設(shè)置的屏蔽層，在操作大劑量輻射體時(shí)需要使用這種屏

34、蔽。像任何其他放射性工作場(chǎng)所一樣，高標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部管理也是很重要的，要禁止在放射性工作場(chǎng)所吃東西、抽煙、喝水以及用嘴進(jìn)行操作（例如用嘴操作吸液管）。必須要提供防護(hù)服、淋洗設(shè)備和監(jiān)測(cè)設(shè)備。通常要把強(qiáng)放射性工作和弱放射性工作分在不同的實(shí)驗(yàn)室中，如果放在一起，弱放射性的診斷檢查就會(huì)由于治療用的強(qiáng)放設(shè)備的交叉污染而被破壞。 放射性同位素診斷檢查醫(yī)學(xué)上的許多檢查都要用到放射性示蹤方法。通過這種方法進(jìn)行研究的器官有肺、腦、肝、脾、腎、甲狀腺、骨和血液。選用的放射性核素與待研究的器官有關(guān)。例如，對(duì)骨骼進(jìn)行研究要利用容易濃集在骨骼上的核素，比如47Ca和85Sr等。所用核素的活度一般是相當(dāng)小的，具體數(shù)量與測(cè)量方法的靈敏度有關(guān)，為了減少所用放射性的數(shù)量（從而降低患者所受的劑量），要不斷地對(duì)這種方法進(jìn)行改進(jìn)，患者所受的劑量有很大差別，最小的情況是用惰性氣體氙133Xe作肺部檢查，劑量約為100微希沃特，大到用131I對(duì)甲狀腺作吸收檢查（見圖13.3），此時(shí)劑量約為10毫希沃特。在大多數(shù)情況下，患者可以在檢查完后就可以回家，因?yàn)榛颊叻姆派湫曰疃容^低，不會(huì)對(duì)