放射防護屏蔽計算

1、 外照射屏蔽計算示例外照射屏蔽計算示例吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院輻射防護教研室輻射防護教研室 賀賀 強強 Jilin University一、公式回顧一、公式回顧 Jilin University Jilin Universityv、距離平方反比公式v 人員受到的外照射劑量與其離開放射源的距離平方成反比.vD1/D2=r22/r12v、輻射源外照射劑量率的估算、輻射源外照射劑量率的估算v點源外照射劑量率的估算 v 方法一 (快速估算法)距點源1m v D = 0.123AEv A單位 MBq v D單位 Gy/hv E單位 MeV方法二 一般估算法vD = 0.235AD = 0

2、.235A/r/r2 2 vA A單位單位 MBqMBqv單位單位 RmRm2 2/hCi/hCivD D單位單位 Gy/hGy/hvr r單位單位 m m Jilin University方法三 IAEA 估算法vD = FA/r2vA單位 GBqvF為因子vr單位 m vD單位 mSv/h Jilin Universityv透射因子Bv衰減倍數(shù)KI0I1二、計算實例二、計算實例 Jilin University例一例一l控制區(qū)職業(yè)人員劑量目標值取控制區(qū)職業(yè)人員劑量目標值取0.1mGy/周周,非控制區(qū)公眾劑量目標值取非控制區(qū)公眾劑量目標值取0.02mGy/周。周。 l例：某模擬機機房屏蔽計算

3、，該機房僅一例：某模擬機機房屏蔽計算，該機房僅一臺臺X線模擬機，為了安全線模擬機，為了安全N值取忙時的值取忙時的40人人/周，位于建筑物最底層，求各墻厚度？周，位于建筑物最底層，求各墻厚度？ d為居留距離；為居留距離；T為居留因子，國內(nèi)常用為居留因子，國內(nèi)常用1、1/4、1/16這三個值；這三個值；N為每周檢查患者數(shù)為每周檢查患者數(shù)目，體現(xiàn)工作負荷；目，體現(xiàn)工作負荷；U為使用因子，主要用于初級輻射線束；為使用因子，主要用于初級輻射線束；Xpre為前屏蔽（攝影床影像接收器或墻上安裝的暗盒架相當于為前屏蔽（攝影床影像接收器或墻上安裝的暗盒架相當于0.85mmPb，側(cè)向投射，側(cè)向投射束穿過攝影床相當

4、于束穿過攝影床相當于0.3mmPb）；）； B（x）為透射因子，根據(jù)）為透射因子，根據(jù)B（x）值在透射曲線上確）值在透射曲線上確定屏蔽厚度；定屏蔽厚度；K為為X射線的空氣比釋動能射線的空氣比釋動能,K1p為在距為在距X射線源射線源1米所指定的工作負荷分布情米所指定的工作負荷分布情況下的每名患者未屏蔽的初級空氣比釋動能，本模擬機況下的每名患者未屏蔽的初級空氣比釋動能，本模擬機K1p取取5.9mGy/患者；患者；Kp（0）為在為在dp點上未屏蔽的初級比釋動能。點上未屏蔽的初級比釋動能。在指定的患者工作負荷（在指定的患者工作負荷（W norm ）和）和d p=1米處的未屏蔽的初級空氣比釋動能米處的未

5、屏蔽的初級空氣比釋動能K1P值值指定的工作負荷分布指定的工作負荷分布每名患者的每名患者的Wnorm（mA Amin/患者患者）1米處每名患者的初米處每名患者的初級空氣比釋動能級空氣比釋動能（mGy/患者）患者）X射線攝影機房（胸部bucky）0.62.3X射線攝影機房（地板或其他屏障）1.95.2X射線攝影管（攝影和透視共用機房）1.55.9專用立式胸部bucky攝影機房0.221.2對初級輻射束的不同材料前屏蔽當量厚度（對初級輻射束的不同材料前屏蔽當量厚度（xpre）應(yīng)用條件xpre（mm）Pb混凝土鋼板攝影床影像接受器或墻上安裝的暗盒架（由濾線柵、暗盒和影像接受器支持構(gòu)件的衰減造成的）0.

6、85727側(cè)向投照束穿過攝影床（僅由濾線柵和暗盒衰減造成的）0.3302l 、地板l 2、天花板 l 需要考慮初級輻射和次級輻射；其上方為一間辦公室（非控制區(qū)），T=1，所以P/T=0.02mGy/周；dp=3m；U=1；K1p=5.9mGy/患者l 利用公式得出：ll 將這個值降低到P/T=0.02mGy/周，l 。22.26340*1*9 . 5221)0(pppdUNKK4-)0(10*6 .7/22.26/02.0/)(周周mGymGyKTPXXBpprebarrierplL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX) =35.6mmlg(1/(7.610-4)=11

7、1.0mmlL鉛=TVL鉛NTVL = TVL鉛lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(7.610-4)=1.8 mml因為，此處Xpre=0.85mm鉛當量（見表4.18），Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm鉛當量，針對初級輻射天花板需要0.95mm鉛當量的屏蔽。周）（）（/mGy516.05.140*10*9.2dNKK22-2sec1sec0sec1 -0secbarriersec10*9 . 1516. 01 . 0KP/TXB）（）（3、墻（1-1）：本墻為控制室墻壁，只需要考慮次級輻射；其后方為控制室（控制區(qū)），T=1，則P/T=0.1mGy/周；dsec=1.5

8、m；Ksec1=2.9*10-2 利用公式得出：將這個值降低到P/T=0.1mGy/周在次級輻射的透射曲線上可查，相當于0.2mm鉛當量,所以墻（1-1）需要0.2mm鉛當量的屏蔽。l4、墻（1-2）：l需要考慮初級輻射和次級輻射；其后方為加速器輔助機房（控制區(qū)），T=1（為安全），所以P/T=0.1mGy/周；dp=3m，U=1，Kp1=5.9mGy/患者，N=40l利用公式得出：l將這個值降低到P/T=0.1mGy/周 周）（/mGy22.26340*1*9 .52K210pppdUNK3)0(10*8 . 322.261 . 0/)(pprebarrierKTPXXBlL混凝土=TVL混

9、凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.810-3)l=86.2mmlL鉛=TVL鉛NTVL = TVL鉛lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.810-3)=1.4 mml因為，此處Xpre=0.3mm鉛當量，Xbarrier=1.4-0.3=1.1mm鉛當量，針對初級輻射1-2墻需要1.1mm鉛當量的屏蔽。l 5、墻（1-3）：l 只需要考慮次級輻射；其后方為以空曠地（非控制區(qū)），T=1/16,則P/T=0.02*16=0.32mGy/周；dsec=1.3m，Ksec1=2.9*10-2，N=40l利用公式得出：l將這個值降低到P/T=0.32m

10、Gy/周l在次級輻射的透射曲線上可查，相當于0.1mm鉛當量,所以墻（1-3）需要0.1mm鉛當量的屏蔽。周）（）（/mGy686. 03 . 140*10*9 . 2dNKK22-2sec1sec0sec1 -0secbarriersec10*66. 4686. 032. 0KP/TXB）（）（6、墻（1-4）：l該面墻體需要考慮初級輻射和次級輻射；其外側(cè)為走廊候診區(qū)（非控制區(qū)），T=1/4,則P/T=0.02*4=0.08mGy/周；Kp1=5.9mGy/患者，U=1（為安全），dp=3m，N=40l利用公式得出：l將這個值降低到0.1mGy/周，l。周）（/mGy22.26340*1*9

11、 . 52K210pppdUNK3)0(10*05. 322.2608. 0/)(pprebarrierKTPXXBlL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.0510-3)l=89.6mmlL鉛=TVL鉛NTVL = TVL鉛lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.0510-3)=1.5 mml因為，此處Xpre=0.3mm鉛當量，Xbarrier=1.5-0.3=1.2mm鉛當量，針對初級輻射1-4墻需要1.2mm鉛當量的屏蔽。 普通普通X射線攝影機房初級線束的使用因子射線攝影機房初級線束的使用因子(U)屏蔽類型使用因子（U）運用

12、于下述工作負荷分布地板0.89X線攝影機房（地板或其它屏蔽）穿過床的墻壁0.09X線攝影機房（地板或其它屏蔽）其他墻壁a0.02X線攝影機房（地板或其它屏蔽）胸部bucky的墻壁1.00X線攝影機房（胸部bucky)a其他墻壁指除穿過床的墻壁和胸部bucky的墻壁以外的由初級線束指向的那些墻壁l例例2 l某透視機機房如圖某透視機機房如圖1，位于二層建，位于二層建筑，已知該機房每周檢查患者筑，已知該機房每周檢查患者N=150人，地板、天花板后面為工人，地板、天花板后面為工作人員辦公室。求各屏蔽墻厚度？作人員辦公室。求各屏蔽墻厚度？l下面對機房各面墻體進行計算：下面對機房各面墻體進行計算：l（1）

13、地板下面為工作人員辦公室，居留因）地板下面為工作人員辦公室，居留因子子T=1，P/T=0.02mGy/周。周。l（2）該辦公室考慮初級輻射的屏蔽。）該辦公室考慮初級輻射的屏蔽。l從表中地板欄得知從表中地板欄得知U=0.89，為安全目的設(shè)，為安全目的設(shè)U=1。選。選dp=3.7米米l 利用公式給出：利用公式給出： l 將這個值降到將這個值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得周，利用公式得到地板的初級透射為：到地板的初級透射為： l L混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.110-4)=124.9 mml L鉛=TVL鉛NTVL = TV

14、L鉛lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.110-4)=2.0 mml 因為，從圖4.11中查得需要鉛當量總厚度為2.0mm，從表4.18攝影床及其附件前衰減xpre=0.85mm鉛當量厚度，影像增強器取0.5mmPb,所以Xbarrier=2.0-0.5=1.5mm厚度鉛當量。l 注：對于一面墻同時存在初級輻射和次級輻射時，只需計算初級輻射所需要的屏蔽厚度即可。l 天花板的屏蔽計算天花板的屏蔽計算l 條件：條件：l 1.天花板僅考慮次級輻射。天花板僅考慮次級輻射。l 2.其上方為一間辦公室，非控制區(qū)，留居因其上方為一間辦公室，非控制區(qū)，留居因子子T=1，因此，因此P/T=0.02m

15、Gy/周。周。l 3.設(shè)設(shè)dL=2.7米，米，dS=3.5米，為防護安全設(shè)米，為防護安全設(shè)dL=dS=dsec=2.7米。米。l 4.從表中透視管（攝影從表中透視管（攝影+透視共用機房）欄中透視共用機房）欄中查到泄漏查到泄漏+前前/背向散射總和背向散射總和 Ksec1=4.6*10-1mGy/患者。患者。l 5.每周檢查患者數(shù)目每周檢查患者數(shù)目N=150人人l利用公式得：l l將該值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得到天花板次級透射為：l 由曲線查得鉛當量厚度為0.2mm鉛當量。l1-4墻屏蔽計算：l條件：l 1.該墻后面為走廊，非控制區(qū)，可知留居因子T=1/4，P=0.02mGy/周

16、，因而P/T=0.02/（1/4）=0.08mGy/周。l 2.此墻只考慮次級輻射。l 3.設(shè)dsec=2米l 4.從表中透視管（攝影+透視共用機房）欄查到泄漏+側(cè)向散射總和Ksec1=3.2*10-1 mGy/患者。l 5.每周檢查患者數(shù)目N=150人。l利用公式得到：l 將該值降到P/T=0.08mGy/周，利用公式得到1-4墻次級透射為l 由曲線查得鉛當量厚度為0.2mm鉛當量。l 1-2墻屏蔽計算l 條件：l 1.此透視室位于樓房結(jié)構(gòu)的一角，所以墻1-1、墻1-2外側(cè)均為無人關(guān)照區(qū)，因此居留因子選取T=1/16，P=0.02mGy/周，因而P/T=0.02/1/16=0.32mGy/周

17、。l 2.此墻只考慮次級輻射。l 3dsec=3米l 4.從表5中透視管（攝影+透視共用機房）欄中查到泄漏+側(cè)向散射總和Ksec1=3.2*10-2mGy/患者。l 5.每周檢查患者數(shù)目N=150人。l利用公式得到：l 將該值降到P/T=0.32mGy/周，利用公式得到1-2墻次級透射為：l 由曲線查得鉛當量厚度為0.2mm鉛當量。l 1-3墻屏蔽計算l條件：l 1.此墻后面為控制室，控制區(qū)，因此居留因子選取T=1，因而P/T=0.1mGy/周。l 2.此墻只考慮次級輻射。l 3.設(shè)dsec=1.8米l 4.從表中透視管（攝影+透視共用機房）欄中查到泄漏+側(cè)向散射總和Ksec1=3.2*10-

18、1 mGy/患者。l 5.每周檢查患者數(shù)目N=150人。l利用公式得到：l 將該值降到P/T=0.32mGy/周，利用公式得到1-2墻次級透射為：l 由曲線查得鉛當量厚度為0.2mm鉛當量。l 1-1墻屏蔽計算l 條件：l 1.1-1墻后面為無人區(qū)、非控制區(qū)，留居因子T=1/16，P/T=0.32mGy/周。l 2.該辦公室考慮初級輻射和次級輻射的屏蔽。l 3.每周檢查患者數(shù)目N=150人。l .初級屏蔽的計算：l 條件：l 1.X射線管垂直通過床射向1-1墻，從表中攝影和透視公用機房欄中查到Kp1=5.9mGy/患者。l 2.選dp=3米l利用公式給出： l l將這個值降到P/T=0.32m

19、Gy/周，利用公式得到地板的初級透射為：l 患者/ym98)3(15019.5d)0(221GUNKKPPP3102 . 3/ym98/32. 0)(患者患者GmGyxrxBprebarriePlL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.210-3)=88.8 mmlL鉛=TVL鉛NTVL = TVL鉛lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.210-3)=1.5 mml 因為，從表4.18攝影床及其附件前衰減Xpre=0.85mm鉛當量厚度，影像增強器取0.5mmPb，所以Xbarrier=1.5 -0.5=1.0mm厚度鉛當量。l例

20、例3 攝影機房屏蔽計算攝影機房屏蔽計算l 對于該DR機房的設(shè)計由于機房位于2樓，要分別考慮天花板、地板以A、B、C三面墻的初級輻射屏蔽和次級輻射屏蔽。設(shè)該機房僅有一臺X射線攝影機；設(shè)這個機房每周檢查患者N=125人。l 1、對于地板的計算：l （1）地板下為辦公室、非控制區(qū)，查表得居留因子T=1。P/T=0.02mgy/周。l （2） 同時考慮初級輻射和次級輻射屏蔽。l 1.1初級屏蔽計算：l （1）床上X射線管垂直通過床射向地板，從表中查到l KP1=5.2mGy/患者。l （2）U=1l （3） 選 dp =4.1ml利用公式給出l l l將這個值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得

21、：l 1(0)239/pppK UNKmGyd周40.02/()=5.1 1039y /PbarrierpermGyBxxmG周周lL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX) =35.6mmlg(1/(5.110-4)=117.2 mmlL鉛=TVL鉛NTVL = TVL鉛lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(5.110-4)=1.9 mm l因為，從表4.18中查得 Xpre=0.3 mm鉛當量厚度，所以Xbarrier=1.9 -0.3 =1.6 mm厚度鉛當量 l 2天花板的屏蔽設(shè)計l （1）天花板只考慮次級輻射;l (2)上方是辦公室，非控制區(qū)，留居因子T=1，P/T=0.02mGy/周；l （3）設(shè)dL=2.7m dS=3.5m dL=dS=dsec =2.7ml （4）從表中查的Ksec1=4.9*10-2 mGy/周l 利用公式l l 將這個值降低到P/T=0.02mGy/周，利用公式得l 1(0)secsec2sec=0.84/KNKmGyd周20.02y