放射防护屏蔽计算

1、2021/3/131 外照射屏蔽计算示例外照射屏蔽计算示例 Jilin University 2021/3/132 一、公式回顾一、公式回顾 Jilin University 2021/3/133 Jilin University v、距离平方反比公式 v 人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距 离平方成反比. vD1/D2=r22/r12 v、辐射源外照射剂量率的估算、辐射源外照射剂量率的估算 v点源外照射剂量率的估算 v 方法一 (快速估算法)距点源1m v D = 0.123AE v A单位 MBq v D单位 Gy/h v E单位 MeV 2021/3/134 方法二 一般估算法 vD

2、 = 0.235AD = 0.235A/r/r2 2 vA A单位单位 MBqMBq v单位单位 RmRm2 2/hCi/hCi vD D单位单位 Gy/hGy/h vr r单位单位 m m Jilin University 2021/3/135 方法三 IAEA 估算法 vD = FA/r2 vA单位 GBq vF为因子 vr单位 m vD单位 mSv/h Jilin University 2021/3/136 v透射因子B v衰减倍数K I0I1 2021/3/137 二、计算实例二、计算实例 Jilin University 2021/3/138 2021/3/139 例一例一 l控制区

3、职业人员剂量目标值取控制区职业人员剂量目标值取0.1mGy/周周, 非控制区公众剂量目标值取非控制区公众剂量目标值取0.02mGy/周。周。 l例例:某模拟机机房屏蔽计算某模拟机机房屏蔽计算,该机房仅一台该机房仅一台X 线模拟机线模拟机,为了安全为了安全N值取忙时的值取忙时的40人人/周周,位位 于建筑物最底层于建筑物最底层,求各墙厚度求各墙厚度? 2021/3/1310 d为居留距离为居留距离;T为居留因子为居留因子,国内常用国内常用1、1/4、1/16这三个值这三个值;N为每周检查患者数目为每周检查患者数目,体体 现工作负荷现工作负荷;U为使用因子为使用因子,主要用于初级辐射线束主要用于初

4、级辐射线束; Xpre为前屏蔽（摄影床影像接收器或墙上安装的暗盒架相当于为前屏蔽（摄影床影像接收器或墙上安装的暗盒架相当于0.85mmPb,侧向投射束侧向投射束 穿过摄影床相当于穿过摄影床相当于0.3mmPb）; B（x）为透射因子）为透射因子,根据根据B（x）值在透射曲线上确定屏蔽）值在透射曲线上确定屏蔽 厚度厚度;K为为X射线的空气比释动能射线的空气比释动能,K1p为在距为在距X射线源射线源1米所指定的工作负荷分布情况下的每米所指定的工作负荷分布情况下的每 名患者未屏蔽的初级空气比释动能名患者未屏蔽的初级空气比释动能,本模拟机本模拟机K1p取取5.9mGy/患者患者;Kp（ （0）为在 为

5、在dp点上未屏蔽点上未屏蔽 的初级比释动能。的初级比释动能。 2021/3/1311 在指定的患者工作负荷（在指定的患者工作负荷（W norm ）和）和d p=1米处的未屏蔽的初级空气比释动能米处的未屏蔽的初级空气比释动能K1P值值 指定的工作负荷分布指定的工作负荷分布 每名患者的每名患者的Wnorm （mA Amin/患者患者） 1米处每名患者的初米处每名患者的初 级空气比释动能级空气比释动能 （mGy/患者）患者） X射线摄影机房（胸部bucky）0.62.3 X射线摄影机房（地板或其他屏障）1.95.2 X射线摄影管（摄影和透视共用机房）1.55.9 专用立式胸部bucky摄影机房0.2

6、21.2 对初级辐射束的不同材料前屏蔽当量厚度（对初级辐射束的不同材料前屏蔽当量厚度（xpre） 应用条件 xpre（mm） Pb 混凝 土 钢板 摄影床影像接受器或墙上安装的暗 盒架（由滤线栅、暗盒和影像接 受器支持构件的衰减造成的） 0.85727 侧向投照束穿过摄影床（仅由滤线 栅和暗盒衰减造成的） 0.3302 2021/3/1312 l、地板 l2、天花板 l需要考虑初级辐射和次级辐射;其上方为一间办公室（非 控制区）,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: l l将这个值降低到P/T=0.02mGy/周, l。 2

7、2.26 3 40*1*9 . 5 22 1 )0( p p p d UNK K 4- )0( 10*6 .7 /22.26 /02.0/ )( 周 周 mGy mGy K TP XXB p prebarrierp 2021/3/1313 lL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg(1/BX) =35.6mmlg(1/(7.610-4)=111.0mm lL铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(7.610-4)=1.8 mm l因为,此处Xpre=0.85mm铅当量（见表 4.18）,Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm铅当量,针

8、 对初级辐射天花板需要0.95mm铅当量的屏 蔽。 2021/3/1314 周 ）（ ）（ /mGy516.0 5.1 40*10*9.2 d NK K 2 2- 2 sec 1 sec 0 sec 1 - 0 sec barriersec 10*9 . 1 516. 0 1 . 0 K P/T XB ）（ ）（ 3、墙（1-1）: 本墙为控制室墙壁,只需要考虑次级辐射;其后方为控制室（控制区）,T=1,则 P/T=0.1mGy/周;dsec=1.5m;Ksec1=2.9*10-2 利用公式得出: 将这个值降低到P/T=0.1mGy/周 在次级辐射的透射曲线上可查,相当于0.2mm铅当量, 所

9、以墙（1-1）需要0.2mm铅当量的屏蔽。 2021/3/1315 2021/3/1316 l4、墙（1-2）: l需要考虑初级辐射和次级辐射;其后方为加速器辅助机房（控制 区）,T=1（为安全）,所以P/T=0.1mGy/ 周;dp=3m,U=1,Kp1=5.9mGy/患者,N=40 l利用公式得出: l将这个值降低到P/T=0.1mGy/周 周 ）（ /mGy22.26 3 40*1*9 .5 2 K 2 1 0 p p p d UNK 3 )0( 10*8 . 3 22.26 1 . 0/ )( p prebarrier K TP XXB 2021/3/1317 lL混凝土=TVL混凝土

10、NTVL = TVL混凝土 lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.810-3) l=86.2mm lL铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.810-3)=1.4 mm l因为,此处Xpre=0.3mm铅当量,Xbarrier=1.4- 0.3=1.1mm铅当量,针对初级辐射1-2墙需要 1.1mm铅当量的屏蔽。 2021/3/1318 l5、墙（1-3）: l 只需要考虑次级辐射;其后方为以空旷地（非控制区）,T=1/16,则 P/T=0.02*16=0.32mGy/周;dsec=1.3m,Ksec1=2.9*10-2,N=40 l利用公式得

11、出: l将这个值降低到P/T=0.32mGy/周 l在次级辐射的透射曲线上可查,相当于0.1mm铅当量,所以墙（1-3）需要 0.1mm铅当量的屏蔽。 周 ）（ ）（ /mGy686. 0 3 . 1 40*10*9 . 2 d NK K 2 2- 2 sec 1 sec 0 sec 1 - 0 sec barriersec 10*66. 4 686. 0 32. 0 K P/T XB ）（ ）（ 2021/3/1319 6、墙（1-4）: l该面墙体需要考虑初级辐射和次级辐射;其外侧为走廊候 诊区（非控制区）,T=1/4,则P/T=0.02*4=0.08mGy/ 周;Kp1=5.9mGy/患

12、者,U=1（为安全）,dp=3m,N=40 l利用公式得出: l将这个值降低到0.1mGy/周, l。 周 ）（ /mGy22.26 3 40*1*9 . 5 2 K 2 1 0 p p p d UNK 3 )0( 10*05. 3 22.26 08. 0/ )( p prebarrier K TP XXB 2021/3/1320 lL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土 lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.0510-3) l=89.6mm lL铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.0510-3)=1.5 mm l因为,此处Xpr

13、e=0.3mm铅当量,Xbarrier=1.5- 0.3=1.2mm铅当量,针对初级辐射1-4墙需要 1.2mm铅当量的屏蔽。 2021/3/1321 普通普通X射线摄影机房初级线束的使用因子射线摄影机房初级线束的使用因子(U) 屏蔽类型 使用因子（U）运用于下述工作负荷分布 地板0.89X线摄影机房（地板或其它屏蔽） 穿过床的墙壁0.09X线摄影机房（地板或其它屏蔽） 其他墙壁a0.02X线摄影机房（地板或其它屏蔽） 胸部bucky的墙壁1.00X线摄影机房（胸部bucky) a其他墙壁指除穿过床的墙壁和胸部bucky的墙壁以外的由初级线束指向的那些墙壁 2021/3/1322 l例例2 l

14、某透视机机房如图某透视机机房如图1,位于二层建筑位于二层建筑, 已知该机房每周检查患者已知该机房每周检查患者N=150人人, 地板、天花板后面为工作人员办公地板、天花板后面为工作人员办公 室。求各屏蔽墙厚度室。求各屏蔽墙厚度? 2021/3/1323 2021/3/1324 l下面对机房各面墙体进行计算下面对机房各面墙体进行计算: l（1）地板下面为工作人员办公室）地板下面为工作人员办公室,居留因子居留因子 T=1,P/T=0.02mGy/周。周。 l（2）该办公室考虑初级辐射的屏蔽。）该办公室考虑初级辐射的屏蔽。 l从表中地板栏得知从表中地板栏得知U=0.89,为安全目的设为安全目的设 U=

15、1。选。选dp=3.7米米 l 利用公式给出利用公式给出: l 2021/3/1325 将这个值降到将这个值降到P/T=0.02mGy/周周,利用公式得利用公式得 到地板的初级透射为到地板的初级透射为: 2021/3/1326 lL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土 lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.110-4)=124.9 mm lL铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.110-4)=2.0 mm l 因为,从图4.11中查得需要铅当量总厚度为 2.0mm,从表4.18摄影床及其附件前衰减 xpre=0.85mm铅当量厚度,

16、影像增强器取0.5mmPb, 所以Xbarrier=2.0-0.5=1.5mm厚度铅当量。 l注:对于一面墙同时存在初级辐射和次级辐射时,只 需计算初级辐射所需要的屏蔽厚度即可。 2021/3/1327 l天花板的屏蔽计算天花板的屏蔽计算 l条件条件: l 1.天花板仅考虑次级辐射。天花板仅考虑次级辐射。 l 2.其上方为一间办公室其上方为一间办公室,非控制区非控制区,留居因子留居因子 T=1,因此因此P/T=0.02mGy/周。周。 l 3.设设dL=2.7米米,dS=3.5米米,为防护安全设为防护安全设 dL=dS=dsec=2.7米。米。 l 4.从表中透视管（摄影从表中透视管（摄影+透

17、视共用机房）栏中透视共用机房）栏中 查到泄漏查到泄漏+前前/背向散射总和背向散射总和 Ksec1=4.6*10-1mGy/ 患者。患者。 l 5.每周检查患者数目每周检查患者数目N=150人人 2021/3/1328 l利用公式得: l l将该值降到P/T=0.02mGy/周,利用公式得到 天花板次级透射为: l 由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅 当量。 2021/3/1329 l1-4墙屏蔽计算: l条件: l 1.该墙后面为走廊,非控制区,可知留居因 子T=1/4,P=0.02mGy/周,因而P/T=0.02/（1/4） =0.08mGy/周。 l 2.此墙只考虑次级辐射。 l 3.设d

18、sec=2米 l 4.从表中透视管（摄影+透视共用机房） 栏查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1 mGy/患者。 l 5.每周检查患者数目N=150人。 2021/3/1330 l利用公式得到: l 将该值降到P/T=0.08mGy/周,利用 公式得到1-4墙次级透射为 l 由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅 当量。 2021/3/1331 l 1-2墙屏蔽计算 l条件: l 1.此透视室位于楼房结构的一角,所以墙1-1、 墙1-2外侧均为无人关照区,因此居留因子选取 T=1/16,P=0.02mGy/周,因而 P/T=0.02/1/16=0.32mGy/周。 l 2.此墙只考虑

19、次级辐射。 l 3dsec=3米 l 4.从表5中透视管（摄影+透视共用机房）栏 中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-2mGy/患 者。 l 5.每周检查患者数目N=150人。 2021/3/1332 l利用公式得到: l 将该值降到P/T=0.32mGy/周,利用公式 得到1-2墙次级透射为: l 由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。 2021/3/1333 l 1-3墙屏蔽计算 l条件: l 1.此墙后面为控制室,控制区,因此居留因 子选取T=1,因而P/T=0.1mGy/周。 l 2.此墙只考虑次级辐射。 l 3.设dsec=1.8米 l 4.从表中透视管（摄影+透视共

20、用机房） 栏中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1 mGy/患者。 l 5.每周检查患者数目N=150人。 2021/3/1334 l利用公式得到: l 将该值降到P/T=0.32mGy/周,利用公式 得到1-2墙次级透射为: l 由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。 2021/3/1335 l1-1墙屏蔽计算 l条件: l 1.1-1墙后面为无人区、非控制区,留居因子 T=1/16,P/T=0.32mGy/周。 l 2.该办公室考虑初级辐射和次级辐射的屏蔽。 l 3.每周检查患者数目N=150人。 l.初级屏蔽的计算: l条件: l 1.X射线管垂直通过床射向1-1墙,从表

21、中摄影和 透视公用机房栏中查到Kp1=5.9mGy/患者。 l 2.选dp=3米 2021/3/1336 l利用公式给出: l l将这个值降到P/T=0.32mGy/周,利用公式得 到地板的初级透射为: l 患者/ym98 )3( 15019.5 d )0( 22 1 G UNK K P P P 3 102 . 3 /ym98 /32. 0 )( 患者 患者 G mGy xrxB prebarrieP 2021/3/1337 lL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土 lg(1/BX)=35.6mmlg(1/(3.210-3)=88.8 mm lL铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg

22、(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.210-3)=1.5 mm l 因为,从表4.18摄影床及其附件前衰减 Xpre=0.85mm铅当量厚度,影像增强器取 0.5mmPb,所以Xbarrier=1.5 -0.5=1.0mm厚度 铅当量。 2021/3/1338 l例例3 摄影机房屏蔽计算摄影机房屏蔽计算 l 对于该DR机房的设计由于机房位于2楼, 要分别考虑天花板、地板以A、B、C三面 墙的初级辐射屏蔽和次级辐射屏蔽。设该 机房仅有一台X射线摄影机;设这个机房每周 检查患者N=125人。 2021/3/1339 l 1、对于地板的计算: l（1）地板下为办公室、非控制区,查表得居留因

23、子T=1。P/T=0.02mgy/周。 l （2） 同时考虑初级辐射和次级辐射屏蔽。 l1.1初级屏蔽计算: l （1）床上X射线管垂直通过床射向地板,从表中 查到 lKP1=5.2mGy/患者。 l （2）U=1 l （3） 选 dp =4.1m 2021/3/1340 l利用公式给出 l l l将这个值降到P/T=0.02mGy/周,利用公式得: l 1 (0) 2 39/ p p p K UN KmGy d 周 4 0.02/ ()=5.1 10 39y/ Pbarrierper mGy Bxx mG 周 周 2021/3/1341 lL混凝土=TVL混凝土NTVL = TVL混凝土lg

24、(1/BX) =35.6mmlg(1/(5.110-4)=117.2 mm lL铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(5.110-4)=1.9 mm l因为,从表4.18中查得 Xpre=0.3 mm铅当量厚 度,所以Xbarrier=1.9 -0.3 =1.6 mm厚度铅当量 2021/3/1342 l2天花板的屏蔽设计 l （1）天花板只考虑次级辐射; l (2)上方是办公室,非控制区,留居因子 T=1,P/T=0.02mGy/周; l （3）设dL=2.7m dS=3.5m dL=dS=dsec =2.7m l （4）从表中查的Ksec1=4.9*10-2 mGy/周 l 利用公式 l l将这个值降低到P/T=0.02mGy/周,利用公式得 l 1 (0) sec sec 2 sec =0.84/ KN KmGy d 周 2 0.02y/ ()=2.4 10 0.47/ secbarrier mG Bx mGy 周 周 2021/3