放射防护屏蔽计算

1、 外照射屏蔽计算示例外照射屏蔽计算示例吉林大学公共卫生学院吉林大学公共卫生学院辐射防护教研室辐射防护教研室 贺贺 强强 Jilin University一、公式回顾一、公式回顾 Jilin University Jilin Universityv、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/r12v、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 = 0.123AEv A单位 MBq v D单位 Gy/hv E单位 MeV方法二 一般估算法vD = 0.235AD = 0

2、.235A/r/r2 2 vA A单位单位 MBqMBqv单位单位 RmRm2 2/hCi/hCivD D单位单位 Gy/hGy/hvr r单位单位 m m Jilin University方法三 IAEA 估算法vD = FA/r2vA单位 GBqvF为因子vr单位 m vD单位 mSv/h Jilin Universityv透射因子Bv衰减倍数KI0I1二、计算实例二、计算实例 Jilin University例一例一l控制区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：某模拟机机房屏蔽计算

3、，该机房仅一例：某模拟机机房屏蔽计算，该机房仅一台台X线模拟机，为了安全线模拟机，为了安全N值取忙时的值取忙时的40人人/周，位于建筑物最底层，求各墙厚度？周，位于建筑物最底层，求各墙厚度？ d为居留距离；为居留距离；T为居留因子，国内常用为居留因子，国内常用1、1/4、1/16这三个值；这三个值；N为每周检查患者数为每周检查患者数目，体现工作负荷；目，体现工作负荷；U为使用因子，主要用于初级辐射线束；为使用因子，主要用于初级辐射线束；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，侧向投射束穿过摄影床相当

4、于束穿过摄影床相当于0.3mmPb）；）； B（x）为透射因子，根据）为透射因子，根据B（x）值在透射曲线上确）值在透射曲线上确定屏蔽厚度；定屏蔽厚度；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，本模拟机况下的每名患者未屏蔽的初级空气比释动能，本模拟机K1p取取5.9mGy/患者；患者；Kp（0）为在为在dp点上未屏蔽的初级比释动能。点上未屏蔽的初级比释动能。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

5、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）0.62.3X射线摄影机房（地板或其他屏障）1.95.2X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0.221.2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.

6、85727侧向投照束穿过摄影床（仅由滤线栅和暗盒衰减造成的）0.3302l 、地板l 2、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：ll 将这个值降低到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铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(7.610-4)=1.8 mml因为，此处Xpre=0.85mm铅当量（见表4.18），Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm铅当量，针对初级辐射天花板需要0.95mm铅当量的屏蔽。周）（）（/mGy516.05.140*10*9.2dNKK22-2sec1sec0sec1 -0secbarriersec10*9 . 1516. 01 . 0KP/TXB）（）（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=1.5

8、m；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,所以墙（1-1）需要0.2mm铅当量的屏蔽。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=40l利用公式得出：l将这个值降低到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铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.810-3)=1.4 mml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。l 5、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=40l利用公式得出：l将这个值降低到P/T=0.32m

10、Gy/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. 03 . 140*10*9 . 2dNKK22-2sec1sec0sec1 -0secbarriersec10*66. 4686. 032. 0KP/TXB）（）（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/患者，U=1（为安全），dp=3m，N=40l利用公式得出：l将这个值降低到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铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.0510-3)=1.5 mml因为，此处Xpre=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。 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

12、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l例例2 l某透视机机房如图某透视机机房如图1，位于二层建，位于二层建筑，已知该机房每周检查患者筑，已知该机房每周检查患者N=150人，地板、天花板后面为工人，地板、天花板后面为工作人员办公室。求各屏蔽墙厚度？作人员办公室。求各屏蔽墙厚度？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）

13、地板下面为工作人员办公室，居留因）地板下面为工作人员办公室，居留因子子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=1。选。选dp=3.7米米l 利用公式给出：利用公式给出： l 将这个值降到将这个值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得周，利用公式得到地板的初级透射为：到地板的初级透射为： 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铅=TVL铅NTVL = TV

14、L铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.110-4)=2.0 mml 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，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。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，非控制区，留居因其上方为一间办公室，非控制区，留居因子子T=1，因此，因此P/T=0.02m

15、Gy/周。周。l 3.设设dL=2.7米，米，dS=3.5米，为防护安全设米，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。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

16、，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dsec=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。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。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

17、。l 2.此墙只考虑次级辐射。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。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。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+透视共用机房）栏中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-

18、1 mGy/患者。l 5.每周检查患者数目N=150人。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。l 1-1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l利用公式给出： l l将这个值降到P/T=0.32m

19、Gy/周，利用公式得到地板的初级透射为：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铅=TVL铅NTVL = TVL铅lg(1/BX)=0.58 mmlg(1/(3.210-3)=1.5 mml 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。l例

20、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。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。l 1.1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l KP1=5.2mGy/患者。l （2）U=1l （3） 选 dp =4.1ml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

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 l 2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 =2.7ml （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)secsec2sec=0.84/KNKmGyd周20.02y