GBZT201.2-2011放射治疗机房的辐射屏蔽规范电子直线加速器放射治疗机房.pdf 31页

'ICs13.100C57中华人民共和国国家职业卫生标准GBz/T201。⒉-ˉ201l放射治疗机房的辐射屏蔽规范第2部分:电子直线加速器放射治疗机房RadiationshieIdingrequirementsForradiotherapyroomˉˉPart2:RadiotherapyroomofeIectronlinearaccelerators⒛T1-ii-sO发布2012-06-01实施中华人民共和国卫生部发布 GBz/T201.2-2011目刂舀根据《中华人民共和国职业病防治法》制定本部分。GBZ/T~901《放射治疗机房的辐射屏蔽规范》按部分发布,拟分为以下五部分:——第1部分:一般原则;——第2部分:电子直线加速器放射治疗机房;——第3部分:γ射线源放射治疗机房;——第4部分:中子源放射治疗机房;———第5部分:质子加速器放射治疗机房。GB〃T201的本部分按照GB/T1,1—⒛09给出的规则起草。本部分是GB〃T201的第2部分。本部分由卫生部放射卫生防护标准专业委员会提出。本部分由中华人民共和国卫生部批准。本部分起草单位:北京市疾病预防控制中心。本部分主要起草人:马永忠、王时进、娄云、冯泽臣、彭建亮、孟庆华。 GBz/T2012-ˉ20ll放射治疗机房的辐射屏蔽规范第2部分:电子直线加速器放射治疗机房1范围GBZ"T201的本部分给出了电子直线加速器(以下称加速器)放射治疗机房的剂量控制要求,辐射屏蔽的剂量估算与检测评价方法。本部分适用于30MeV以下的加速器放射治疗机房。本部分不适用于手术中加速器电子线治疗的机房c2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBZ/T201.1放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分:一般原则3术语和定义GBz/T201,1界定的以及下列术语和定义适用于本文件c3.1有用线束usefuIbeam在放射治疗装置中,有用线束指患者放射治疗用的辐射束。有用线束又称主射线束c治疗机房有用线束可直接照射到的区域称为主屏蔽区,其他区域称为次屏蔽区。3.2等中心isocenter医用放射治疗装置机架旋转轴和射线束参考轴的交点c等中心也处于治疗床旋转轴线上钅3.3冫什值层tenth-、a】uelayer。TⅤL在X、γ、n等辐射束射人物质的路径中.将辐射剂量率减少至某处初始值110的路段上的物贡厚度称为该物质的什值层,又称十值层.1△C值层c辐射束在物质路径中,自入射表面起始的第一个什值层常常不同于以后的什值层.称为第—什值层,记为T=L∶:在指明TⅤI"∶的场合.符号TVL指第一个什值层以后的什值层;在没有指明"I′·L指辐射束在物场合,t′质中任何深度下的什值层,或称平`=Ll的`Ⅱ衡什值层(也记为TⅤI"t)。3.4调强放射治疗htensitymodu1atedradiationtherap,.IMRT在一定的照射方向上,通过多叶光栅等部件调整治疗野的形状、大小1位置以形成优化的适宜分布~~ˉ~——ˉ来实现患者的三维立体放射治疗计划c3.5调强放射治疗因子intensitymoduIatedradiationtherap,factor调强因子在治疗装置有用线束中心轴上距靶1m处的剂量率相同的条件下,调强放射治疗(IMRT)和常规放 GBz/T201.2—2011射治疗时.两者的平均每名患者治疗照射时间的比值,通常以符号N表示。4治疗机房的剂童控制要求与屏蔽考虑4.1关注点的选取原则通常在治疗机房外、距机房外表面30cm处,选择人员受照的周围剂量当量(以下简称为剂量)可能最大的位置作为关注点。在距治疗机房一定距离处,公众成员居留因子大并可能受照剂量大的位置也是需要考虑的关注点。4.2剂量控制要求4,2,1治疗机房墙和入口门外关注点的剂量率参考控制水平治疗机房墙和人口门外关注点的剂量率应不大于下述a)、b)和c)所确定的剂量率参考控制水平Hc:a)使用放射治疗周工作负荷、关注点位置的使用因子和居留因子,可以依照附录A,由以下周剂量参考控制水平(Hc)求得关注点的导出剂量率参考控制水平Hc,d(uSv/h):D放射治疗机房外控制区的工作人员:Frc≤1oouSv/周;2)放射治疗机房外非控制区的人员:Ffc≤5uS√周。b)按照关注点人员居留因子的下列不同,分别确定关注点的最高剂量率参考控制水平虍c,max(uSv/h):1)人员居留因子T≥1/2的场所;Hc,max≤2.5uSv/h;2)人员居留因子T<1/2的场所:Hc,max≤10uSv/h。c)由上述a)中的导出剂量率参考控制水平Hc,d和b)中的最高剂量率参考控制水平Hc,max,选择其中较小者作为关注点的剂量率参考控制水平Hc(uSv/h)。4.2.2治疗机房顶的剂量控制要求治疗机房顶的剂量应按下述a)、b)两种情况控制:a)在治疗机房正上方已建、拟建建筑物或治疗机房旁邻近建筑物的高度超过自辐射源点到机房顶内表面边缘所张立体角区域时,距治疗机房顶外表面30cm处和(或)在该立体角区域内的高层建筑物中人员驻留处,可以根据机房外周剂量参考控制水平Frc≤5usv/周和最高剂量率Hc,max≤2.5uSv/h,按照4,2.1求得关注点的剂量率参考控制水平Hc(uS√h)加以控制。b)除4.2.2中a)的条件外,应考虑下列情况:1)天空散射和侧散射辐射对治疗机房外的地面附近和楼层中公众的照射。该项辐射和穿出机房墙透射辐射在相应处的剂量(率)的总和,应按4.2.2中的a)确定关注点的剂量率参考控制水平Hc(uSv/h)加以控制;2)穿出治疗机房顶的辐射对偶然到达机房顶外的人员的照射,以相当于机房外非控制区人员周剂量率控制指标的年剂量250uSv加以控制;3)对不需要人员到达并只有借助工具才能进入的机房顶,考虑上述1)和2)之后,机房顶外表面⒛cm处的剂量率参考控制水平可按100uS△,/h加以控制(可在相应处设置辐射告示牌)。-9 GBz/T201,2-20114,3不同关注点应考虑的辐射4.3.1应考虑的辐射束治疗机房屏蔽设计与评价,应估算的辐射束为治疗装置在X射线治疗时可达到的最高MV条件下的有用线束、泄漏辐射和其产生的散射辐射。4.3.2治疗机房不同位置应考虑的辐射束4,3.2.1主屏蔽区加速器治疗机房中,有用线束的照射方向见图1~图4。图l~图3中的a、b点及图4的l点的屏蔽厚度应按有用线束估算。`∫、`〃归Κ⒘丶丶图1加速器机房的关注点和其主要照射图2加速器机房的关注点和其主要照射路径示意图1路径示意图2(直迷路,有用线束不向迷路照射)(L型迷路,有用线束不向迷路照射)sOcmln9室顶F讠ハ∞∧一ε.oハ〓〓图3加速器机房迷路散射路径示意图3图4加速器机房顶的关注点局(直迷路,有用线束向迷路照射)部纵剖面示意图 GBz/T201,2—20114,3,2,2与主屏蔽区直接相连的次屏蔽区图1~图3中的cl、c2、dl、d2及图4的ml、m2点的屏蔽厚度应按下列辐射束估算:a)有用线束水平照射或向顶照射(使用因子U=0.25〉日寸人体的散射辐射,以等中`心位置o为散射体中Jb,散射角汐接近30°,屏蔽墙的斜射角与散射角相同。示例散射路径见图1中“o1o-“d2”和图4中o3o-m2”;b)加速器的泄漏辐射,以位置o为中心,使用因子LJ=1,屏蔽墙的斜射角接近30°,调强因子N=5(调强治疗时,见附录Λ)。示例路径见图1中“od2”。4.3.2.3侧屏蔽墙图1和图2的e点及图3的e、f点的屏蔽厚度应按加速器的泄漏辐射估算,以位置o为中心,使用““因子L,r=1、调强因子N=5(调强治疗时)。示例路径见图3中o-e”和o-卩。4.3,2.4迷路外墙迷路外墙(k点)的屏蔽应考虑如下:a)当有用线束不向迷路内墙照射时(见图l和图2),k点的屏蔽厚度应考虑下列情况:加速器靶点位于o2(偏离o点1m)时,k点辐射剂量率最大,泄漏辐射起决定性作用。o2至k的泄漏辐射的斜射角较小,通常以0°垂直人射保守估算;在按附录A.1估算k处的导出剂量率时,取调强因子N=5(调强治疗时),使用因子U为:1)当加速器靶点自位置o至k的泄漏辐射没有受到迷路内墙的屏蔽时,u=1;2)当加速器靶点自位置o至k的泄漏辐射得到迷路内墙的屏蔽时,U=0.25。b)当有用线束向迷路内墙照射时(见图3),迷路外墙在k处的厚度同位置a处的厚度。4,3.2.5加速器(≤10MV)机房迷路入口4.3.2.5.1有用线束不向迷路内墙照射时的迷路入口有用线束不向迷路内墙照射的情景见图1和图2,相应迷路入口处的辐射剂量考虑如下:a)迷路人口g点包括下列辐射:1)人体受有用线束照射时,散射至i点的辐射并再次受墙的二次散射至g处的辐射,散射路“径为ol⑷-⒈g”;2)至i点的泄漏辐射受墙散射至g处的辐射,散射路径为“o1ig”;3)有用线束穿出人体达到位置h,受主屏蔽墙的散射至n处迷路外墙再次散射,到达g处的“辐射。散射路径为o1ˉh~n-g”。在估算g处的累积剂量时,以加速器向b方向水平照射并取使用因子U=1时的1)项为以上“三项之和的近似估计。示例路径见图1中o1c,-止g”。在估算g处的辐射剂量率时,以加速器向b方向水平照射时1)项人体散射辐射作为以上三项“之和的近似估计,通常可忽略2)、3)二项。示例路径见图1中o1ˉo-⒈g”。b)图1~图3的g点,也需核算加速器的泄漏辐射(以偏离o的位置o】为中心)经迷路内墙屏蔽“后在迷路人口g的辐射剂量。示例路径见图1中的o1g”。当屏蔽内墙为斜型时,还应以位“置o2为中心,重复核算泄漏辐射在g处的剂量。示例路径见图2中的o2g”。核算结果应为g处的参考控制水平的一个分数(应小于1/4)。若此项辐射剂量值较高,应增加迷路内墙的屏蔽厚度。当加速器主屏蔽区加厚屏蔽部分凸向屏蔽墙外表面或凸向屏蔽墙内表面时,o1至g的泄漏辐射射人迷路内墙的斜射角有所不同,通常以30°斜射角保守估计。4 CBz/T201,2-20114.3.2.5.2有用线束向迷路内墙照射时的迷路入口有用线束向迷路内墙照射的情景见图3,相应迷路人口处的辐射剂量考虑如下:a)人射至i墙的辐射散射至g处的辐射中,i墙的入射辐射可能来自:1)泄漏辐射;2)患者散射;3)向b处照射的有用线束穿过患者身体并射人屏蔽墙内表面h处的散射辐射。“径见图3巾o纟b)应核算穿过迷路内墙的有用线束受迷路外墙散射至g处的辐射剂量。示例路(一般小于1/饣)。若此辐射剂量值较高,应jg”。此项值应为g处的参考控制水平的一个分数增加迷路内墙的屏蔽厚度。“c)g处(以位置ol为中心)在g处的剂量。示例路径见图3中的ol-g”。核算也需核算泄漏辐射分数(应小于1/4)。若此项辐射剂量值较高,应增加迷结果应为g处的参考控制水平的一个路内墙的屏蔽厚度。4.3.2.6加速器(>10MV)机房迷路入口对于大于10MV加速器的机房,迷路人口需考虑下列辐射:a)图1~图3的g点,应估算三项中子(加速器机头外的杂散中子、杂散中子在机房内壁的散射g处的辐射剂量。中子和相互作用中牛成的热中子)在迷路内的散射中子和中子俘获γ射线在““示例路径见图1中oB-g”和图2中oB-P-g”;b)除a)外,还应按4,3.2,5,lb)核算至g处的辐射剂量,注意到4.3,2.5,1a)的散射辐射能量相对中子俘获γ射线能量较低,在防护中子俘获γ射线的屏蔽门外,此部分剂堂往往是可以忽略的。4.4辐射源点至关注点的距离辐射源点至关注点的距离按如下估算:(包括治疗机房顶)夕卜表面30cm的相应a)直接讠治疗机房连接的区域内,关注点为距治疗机房位置;b)对于患者散射辐射,以等中心位置为散射辐射源点;至关注点的距离与源轴距c)对主屏蔽区的关注点,辐射源点到关注点的距离为等中心位置(夕1D=1m)之和;取为表1的预没加速d)在辐射屏蔽设计时,辐射源点至关注点的距离参数中,屏蔽体的厚度初始器机房的屏蔽厚度。表1预设加速器机房屏蔽厚度不同屏蔽区的砼屏蔽厚度婊高治疗X射线MV主屏蔽区次屏蔽队︱2001t)()≤1O~~~ˉ¨+︱>)10|⋯瓦oˉ110注1:此表仅用于在屏蔽设计时估算辐射源点至关注点的距离。“采用其他密度P(1/m′)的砼或其他羽料时.表巾值乘以2s3/卩注2:表中值相应于砼的密度为2.s5t/mJ,当`5 GBz/T201.2—20115屏蔽估算方法5.1使用什值层(TVL)的计算方法5.1.1有效屏蔽厚度当X射线束以ε角斜射人厚度为X(cm)的屏蔽物质时,射线束在斜射路径上的有效屏蔽厚度Xe(cm)见式(1):Xe=X·secε⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)X=Xe·c°s矽·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··(2)式(1)和式(2)中,ε为斜射角,即人射线与屏蔽物质平面的垂直线之间的夹角。5.1.2屏蔽厚度与屏蔽透射因子的相应关系屏蔽厚度X(cm)与屏蔽透射因子B相互计算如下:a)对于给定的屏蔽物质的厚度X(cm),按式(1)计算有效屏蔽厚度Xe(cm),相应的辐射屏蔽透射因子B见式(3):B=10(xe亠Wl"-″⒎l〉/η凡。¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨·(3)b)对于估算出的屏蔽透射因子B,按式(4)估算所需的有效屏蔽厚度Xe(cm),并按式(2)估算所需屏蔽厚度X(cm)。Xe=Ⅸ、·logBl+(TVLl—T叼D⋯¨¨¨¨¨¨¨¨⋯⋯⋯⋯¨·(4)式(3)和式(4)中,TVLl(cm)和TVL(cm)为辐射在屏蔽物质中的第一个什值层厚度和平衡什值层厚度。当未指明TVL1时,TVLI=TVL。式(3)和式(4)中其他符号同式(1)和式(2)。5.2不同辐射的屏蔽估算方法5.2.1有用线束和泄漏辐射的屏蔽与剂Ⅰ估算以下列方法进行有用线束和泄漏辐射的屏蔽与剂量估算:a)关注点达到剂量率参考控制水平Hc时,设计的屏蔽所需要的屏蔽透射因子B按式(5)计算,并按式(4)估算所需要的有效屏蔽厚度Xc,再按式(2)获得屏蔽厚度X(cm)。:=黄·罟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)式中:Hc——按4.2.1和A。2确定的剂量率参考控制水平,uSv/h;——H。加速器有用线束中心轴上距产生治疗X射线束的靶(以下简称靶)1m处的常用最高剂量率,uSv·m2/h(以Sv·m2/min为单位的值乘以6×107);R——辐射源点(靶点)至关注点的距离,m(见4.4);—r—对有用束为1;对泄漏辐射为泄漏辐射比率。b)在给定的屏蔽物质厚度X(cm)时,首先按式(1)计算有效厚度Xe(cm),按式(3)估算屏蔽物质的屏蔽透射因子B,再按式(6)计算相应辐射在屏蔽体外关注点的剂量率H(uSv/h):力=￥·:⋯⋯⋯⋯⋯(⑴6 GBz/T201.2-2011式中各符号同式(5)。c)对加速器X射线治疗装置,屏蔽估算中所使用的TVl"l和TVL与X射线的MV值有关,对有用线束和泄漏辐射有不同的值,附录B表B.1列出混凝土屏蔽物质中的TVLl和TVI"值。当使用铅、铁等屏蔽物质时,其TVLl和TVL值可以参考NCRPNo.151的附录B表B.2。5,2.2患者-次散射辐射的屏蔽与剂童估算患者一次散射辐射的屏蔽与剂量以下列方法估算:a)关注点达到剂量率参考控制水平Hc时,设计的屏蔽所需要的屏蔽透射因子B按式(7)计算,然后按式(4)估算所需要的有效屏蔽厚度Xe(cm),再按式(2)转换为屏蔽厚度X(cm)。B十苎卫^⋯⋯⋯⋯⋯0H。·αph·(F/400)式中:Hc——按4.2.1和附录A.2确定的剂量率参考控制水平,uSv/h;H。一加速器有用线束中心轴上距靶1m处的常用最高剂量率,uSv·m2/h;Rs一患者(位于等中心点)至关注点的距离,m;αph—患者400cm2面积上垂直人射X射线散射至距其1m(关注点方向)处的剂量比例,又称400cm2面积上的散射因子;F-治疗装置有用束在等中心处的最大治疗野面积,cm2。b)在给定屏蔽物质厚度X(cm)时,首先按式(1)计算有效厚度Xe(cm),再按式(3)估算屏蔽物质的屏蔽透射因子B,并按式(8)计算相应辐射在屏蔽体外关注点的剂量率H(uSv/h):夕=。B⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈦)式中各符号同式(7)。c)‰与X射线的MV值及散射角(散射方向与入射方向的夹角)有关,其值见附录B表B.2。随着散射角的增大,散射辐射能量减小,见附录B表B.3。散射辐射在砼中的TVL值见附录B表B,4。铅中的TVL值可以参考NCRPNo。151的附录B表B。5b。5.2.3穿过患者或迷路内墙的有用线束在屏蔽墙上的一次散射辐射剂量有用线束穿过患者或迷路内墙,垂直射人屏蔽墙并散射至计算点的辐射剂量率按式(9)计算:虍=ˉ骂毕岷·鸟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(9)式中:H——计算点的辐射剂量率,uSv/h;H。——加速器有用线束中心轴上距靶1m处的常用最高剂量率,usv·m2/h;F——治疗装置有用束在等中心处的最大治疗野面积,cm2;104——将1m2面积转换为104cm2;R——散射体中心点(有用线束在屏蔽墙上的投影点)与计算点的距离,m;αw——散射因子,单位面积(1m2)散射体散射到距其1m处的散射辐射剂量率与该面积上的人射辐射剂量率的比。αw与人射角和反散射角(人射方向和反散射方向相对散射体垂线的夹角)有关,0°和45°人射辐射在混凝土散射体上的‰见附录B表B.5和表B.6。铅和铁散射体的αw可以参考NCRPNo,151的附录B表B,8c、B。8d、B.8e和B.8f; CBz/T201.2—2011BP——有用线束射入散射体(屏蔽墙)前的屏蔽透射因子。对于患者.可以取034或保守取为1。(3)计算。对于有用线束向迷路墙照射时的迷路内墙,依内墙的屏蔽厚度按式5.2.4泄漏辐射在屏蔽墙上的一次散射辐射剂量(10)计算射人屏蔽墙上的泄漏辐射被散射至计算点的辐射剂量率H按式:虍=∠工二兰±¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨(10)|罟|÷∶·亻R2扣式中:虍——计算点的辐射刹量率,uSv/h;y——加速器的泄漏辐射比率,通常取10Ⅱ;——(图1的位置o或ol、oz)和计算点共同可视见的散射Λ散射面积m2。Λ为白泄漏辐射始点体区域的面积;αw——散射体的散射囚子,同式(9)。由于加速器的泄漏辆射能虽小于有用线束的能呈,建议保守地使用6MV的散射因子;RL——泄漏辐射始点(图1的位置o或o1、o:〉至散射体中心点的距离,m;R——散射体巾心点至计算点的距离,m。5,2.5患者散射和泄漏辐射的复合辐射的屏蔽与剂量估算需耍考虑患者故射和泄漏辐射的复合作用的位詈见图1的d?点,该位罟的屏蔽与剂量估算如下:示例。经a)某些关注点可能同时受到患者散射辐射和泄漏辐射的共同照射,图1的d?点是一个屏蔽后在该位置来自散射辐射的剂量率大于来自泄漏辐射造成的剂董率并小于泄漏辐射剂鲎率的十倍。同时,屏蔽后在该位置的泄漏辐射周剂量大于散射辐射周剂世并小于散射辐射周剂量的十倍。依GBZ/TzO1.1—⒛07的孔。3.6的原则,分别按附录A。2.2的a)和A,2.2的b)计算有用线束患者散射辐射和加速器泄漏辐射所需要的屏蔽厚度,屏蔽没计取二者中较厚的。b)在给定屏蔽物质厚度X(cm)日寸,分别按式(6)和式(8).估算泄漏辐射和患者散射辐射经屏蔽H值后在关注点的剂量率,二者之和为该关注点的总剂量率,以该处的剂量率参考控制水平进行评价。冂时辐射在该处的月累积剂量.以丬21a)或4.2,2;应核算泄漏辐射和患者散射的周剂壁H‘评价。5,2.6加速器(≤10MV)机房的迷路散射辐射屏蔽与剂量估算5.2.6.1有用线束不向迷路照射“机房的迷路散射情景见4,3.2,5,1的a),典型的散射路径见图1的ol-oig”:°a)白加速器的靶点ol向位置o的患者照射至迷路i点的散射角ε接近仍;i处墙向g处的二次(g)和等中丿b位置o共同町()°对待。i处墙的散射面积为白入口散射的散射角小于10°,通常按视见的区域(见图1的Λ区),包括治疗机房吊装顶卜方的区域。b)入口g处的故射辐射刹量率Hg按式(11)计算:冉卩=阳⊥L胃叩·出⋯¨⋯¨⋯⋯⋯⋯¨《11)%苎式中:力H——g处的散射辐射剂童率,uSv/h;8 CBz/T201.2-2011αⅡ——患者400cm2面积上的散射因子,见附录B表B,2,通常取45°散射角的值;F——治疗装置有用束在等中心处的最大治疗野面积,cm2;α2——砼墙人射的患者散射辐射(能量见附录B表B,3)的散射囚子,通常取i处的人射角为45°,散射角为0°,α2值见附录B表B,6,通常使用其0.5MeV栏内的佰;A——i处的散射面积,m2;—“⒍Rl—i”之问的距离,m;—“R2—i-g”之间的距离,m;虍。——加速器有用线束中心轴上距靶1m处的常用最高剂量率,uSv·m2/h°(12)计算c)g处的散射辐射能量约为0,2McV,防护门需要的屏蔽透射囚子B按式::=旦ΙⅠh·⋯⋯⋯⋯¨¨¨¨¨¨(12)H“(6)汁算,式巾的H呷为图1巾的o1位置穿过迷路内墙的泄漏辐射在g处的剂量率,其值按式(3)计算,Xe由屏蔽内墙的厚度X按式(2)计算。当迷计算时迷路内墙的屏蔽透射囚子按式g的辐射剂量率。路内墙各段厚度不等时还需核算自⒐位置到使用式(12)估算的B值,按式(4)估算防护门的铅屏蔽厚度。估算中,TVLl=TVL,Xc=X(0°入射)。在g处的散射辐射能量约0.2MeV,铅中的TVL值为0,5cm。寸(uSv∷h〉按式(13)计算:d)在给定防护门的铅屏蔽厚度X(cm)日,防护门外的辐射剂量率力(xΠ·〉¨¨¨(13)虍=夕g.1oˉ+力呷式(12)。式中Tˇ1L=0.5cm(铅),其余各符号的意义同5.2.6.2有用线束向迷路照射(9)估算图3中“o纟ig”项散射时,有川线机房情景见图3,考虑的辐射照射见4.3.2.5,2。在按式2倍安全系数。束边缘(见图3位置cl)距g处可能较近,并且还存在迷路内墙的杂散辐射,建议增加5.2.7加速器()10MV)机房的迷路散射辐射对大于10MV加速器的机房,迷路散射辐射应考虑下列各项:a)总中子注量Φ.“图1迷路的中子散射路径为o-B-g”。B点是从等中心点与迷路内墙端的连线和迷路长轴中心线之间的交点。在B点的总中子注量Φ:按式(14)计算:吼=晶+嵘艹眢⋯⋯⋯⋯⋯⋯(⒕)式中的三项分别是加速器机头外的杂散巾子、杂散中子在治疗窜内壁的散射巾子及所形成的热巾子。式中:—.(中子数/mz)/(主y;Φ⒔—等中心处1Gy治疗照射时B处的总中子注量—1Gy治总中子数,中子数/Gy。应向产品Qn—在等中心处每疗照射时射出加速器机头的B,9巾列出了一些型号的加速器的Qn值可供应商获取Qn指标,NCRPNo.151的表参考使用;dl——等中心点o至B点的距离,m;s——治疗机房的总内表面积(m?),包括四壁墙、顶面和底面,不包括迷路内各面积。式(1孔)用于铅屏蔽加速器机头。对于钨屏蔽的加速器机头,式(14)的第一项和第二项均乘以衰减因子0.85。9 GBz/T201.2—2011b)机房人口的中子俘获γ射线的剂量率(力r)机房内及迷路中的中子在与屏蔽物质作用时产生中子俘获γ射线,机房人口门外30cm(g)处无防护门时的中子俘获γ射线的剂量率力r(uS√h)按式(15)计算:Hr=6.9×1o△6·Φ:·1旷d2丿η′D·虍。·⋯(15)式中:6.9×10I6——该方法中的经验因子,Sv/(中子数/m2);Φ:一等中心处1Gy治疗照射时B处的总中子注量,(中子数/m2)/Gy;d2——B点至机房人口(g)的距离,m;TVD——将γ辐射剂量减至其十分之一的距离(称为什值距离),对于18MV~25MV加速器为5.4m,对于15MV加速器为3.9m;H。——等中心点处治疗X射线剂量率(uG〃h),依GBZ/T⒛1.1的4.8.3,屏蔽计算中可视为uSv/h。对于二阶迷路(见图2)在式(15)中,以二阶迷路d2a和d2b之和代替d2,并且虍r为式(15)的1/3。这种计算方法适用于d2b并非过短、迷路宽度并非过小的情况。c)机房人口的中子剂量率(Hn)机房内的中子经迷路散射后在机房人口门外30cm(g)处无防护门时的剂量率力n(uSv/h)见式(16):力n=⒉4×lOls·吼·ˉ·“×lO【d冖⒇+10ldzTn,J。丸⋯(1C)博式中:2.4×1015——该计算方法中的经验因子,Sv/(中子数/m2);——S°迷路内口的面积,m2;Sl——迷路横截面积,m2;d2——B点到迷路人口(g)的距离,m;Tn——迷路中能量相对高的中子剂量组分式(16)方括号中的第二项衰减至十分之一行径的距离(m),称为什值距离。Tn是一个经验值,与迷路横截面积有关,Tn按式(17)计算:Tn=2.06√瓦「⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯¨⋯⋯(17)d)人口门屏蔽人口门屏蔽设计时,通常使中子和中子俘获γ射线屏蔽后有相同的辐射剂量率,对于中子俘获γ射线,以铅屏蔽;对于中子,以含硼(5%)聚乙烯屏蔽,所需的屏蔽防护厚度Xγ和Xn如式(18)、式(19):Xγ=P1△γ·l°gE2虍γ/(冉c~虍。g)]⋯¨⋯⋯⋯⋯⋯⋯(18)Xn=TVLn·l°g[2虍n/(夕c~虍。g)]⋯⋯⋯⋯⋯⋯¨⋯(19)式中:Xγ和Xn分别为屏蔽上述两种辐射的不同屏蔽材料的厚度,cm;TVLγ和TyLn分别为中子俘获γ射线和中子在上述两种屏蔽材料中的什值层,cm;Hγ和Hn分别为按式(15)和式(16)计算的人口处防护门内的辐射剂量率;Hc——按4.2.1和附录A。2确定的剂量率参考控制水平,uSv/h;H吧图1中的o1位置穿过迷路内墙的泄漏辐射在g处的剂量率。10 GBz/T201,2-20ll当给定防护门屏蔽厚度Xγ和Xn时,防护门外的辐射剂量率H(uSv/"h)见式(20):H=Ffγ·10-xγmγ,+Hn·10(x"∷TXin)+H。⋯⋯⋯⋯⋯(20)g·:。g式中:—B。g—防护门对Ff。g的屏蔽透射因子,在H。g相对g处的总剂量率较小时,可以忽略虍。g·B。g项。人口处中子和中子俘获γ射线的能量均不是单一能量,TVLγ和TVLn参见附录C。c)当人口防护门屏蔽厚度较薄时,应按5.2.6核算其在防护门外的辐射剂量。5.3不同类型放射治疗机房屏蔽估算示例5.3,1调强放射治疗附录D的D.1列举了6MV、10MV、15MV和18MV调强放射治疗加速器有用线束不向迷路照射的示例机房的屏蔽设计和剂量估算方法,给出了典型屏蔽设计参数,也列举了以不同的示例条件修正典型屏蔽设计的方法。5,3.2螺旋断层加速器治疗螺旋断层加速器放射治疗装置是一种特殊的适形调强放射治疗装置。在加速器机架旋转和治疗床推移中以窄带射线束适形调强断层扫描照射的方式实现治疗计划的照射。装置带有低能射线实时CT影像引导设备。装置使用6MV加速器并带有有用线束区自屏蔽部件。附录D的D.2列举了示例装置的性能、示例放射治疗工作负荷及机房屏蔽要点。5.3.3机器人臂赛博刀治疗机器人臂赛博刀(RoboticArmCyberknife)是一种非等中心照射的适型调强加速器放射治疗装置。将小型加速器固定安装在机器人前臂,加速器在机器人臂的带动下可由空间任何方向以准直束线精确定位照射,并按治疗计划实现各方向小照射野适形调强放射治疗。治疗装置带有实时X射线立体定位跟踪设备。附录D的D。3列举了示例装置的性能、示例放射治疗工作负荷及机房屏蔽要点。6辐射屏蔽防护剂量的检测与评价6.1检测位置机房外辐射剂量率的检测位置如下:a)治疗机房墙外:沿墙外距墙外表面30cm并距治疗机房内地平面1,3m高度上的一切人员可以到达的位置,进行辐射剂量率巡测;对相应的关注点(见4.3和图1~图3),进行定点辐射剂量率检测。对检测中发现的超过剂量率控制值的位置,向较远处延伸测量,直至剂量率等于控制值的位置。b)治疗机房顶外:剂量率巡测位置包括主屏蔽区的长轴、主屏蔽区与次屏蔽区的交线以及经过机房顶上的等中心投影点的垂直于主屏蔽区长轴的直线。对关注点(见4.3和图4)进行定点辐射剂量率检测。c)使用加速器(>10MV)治疗装置时,在治疗机房入口门外30cm处以及采用铅、铁等屏蔽的机房顶、外墙外,测量中子的剂量率水平。 GBz/T201.2-—20ll6.2检测仪表要求对辐射剂量检测仪表的要求包括:a)仪表应能适应脉冲辐射剂量场测量,推荐X射线剂量测量选用电离室探测器的仪表,不宜使用CrM计数管仪表。对10MV以上的装置,应配备测量中子剂量的仪表;b)仪表的能量响应应适合放射治疗机房外的辐射场;c)仪表最低可测读值应不大于0,1uSv/h;d)仪表宜能够测量辐射剂量率和累积剂量;e)仪表需经计量检定并在检定有效期内使用。6.3检测条件不同位置检测时,加速器的照射条件与使用的模体如下。6.3.1总检测条件对所有检测,治疗装置应设定在X射线照射状态,并处于可选的最高MV、等中心处的常用最高剂量率、等中心处的最大照射野。当使用模体时,模体几何中心处于有用束中心轴线上,模体的端面与有用束中心轴垂直。6,3.2不同检测区的检测条件以图1和图4的关注点代表各检测区,检测条件列于表2。表2不同检测区检测的条件检测区检测条件有用束中心轴垂苴于检测区平面;有用束方向无模体或其他物品;治疗野的对有用束区(a、b、D角线垂直于治疗机架旋转平面(即准直器角为45°)。侧墙区(e)有用束中心轴竖直向下照射;在等中心处放置模体。顶次屏蔽区(ml、m2)有用束中心轴竖直向上照射;在等中心处放置模体。次屏蔽区(dl、d2)、有用束中心轴垂直于b区水平照射,在等中心处放置模体;有用束中心轴垂直低能机房人口(g)于a区水平照射,在等中心处放置模体。迷路外墙(k)、有用束中心轴垂直于a区水平照射;在等中心处放置模体。次屏蔽区(cI、吻)高能机房人口(g)有用束中心轴垂直于a区水平照射;照射野关至最小。注:表2中使用的模体为组织等效模体或水模体,厚度15cm,模体的端面积应能覆盖最大照射野下的有用束投影范围,当端面积较小时,可将模体向加速器靶的方向移位,使之能覆盖最大野有用束的投影,但靶和模体端面之间的距离不应小于70cm(相应的模体端面不应小于30cm×30cm)。6.4检测报告与评价对检测结果的报告与评价要求如下:a)报告的检测结果应扣除检测场所的本底读数(加速器关机条件下机房外的测读值),并进行仪表的计量校准因子修正;12 GBz/T201.2—2011b)依4.2和附录A,确定检测的治疗设备在治疗应用条件下的辐射剂量率控制目标值,直接用于检测结果评价。当审管部门在有效的文件中提出了不同的管理目标要求时,应遵从其要求,当仅有年剂量要求时,可按附录Λ导出等效的剂量率管理要求;c)对于剂量率超过控制(或管理)目标的检测点,应给出超标的区域范围,分析可能的超标原因,如局部施工缺欠、屏蔽厚度不足、在机房内治疗装置的辐射剂量高等。为判明上述最后一项原因,应检测机房内相应位置的辐射剂量,并应确认所使用的测量方法有效;d)当检测时治疗机房内的治疗装置未达到额定的设计条件时,检测报告应指明条件(特别是结论的条件)。 GBz/T201.2-201l附录A(资料性附录)周工作负荷、周治疗照射时间和导出剂圣率参考控制水平的示例A。1周工作负荷(W)与周治疗照射时间(J)A。1,1常规放射治疗常规放射治疗以1个~4个治疗野定向照射,使患者治疗区获得计划的治疗剂量。典型的放射治疗工作量为60人/d,每周工作5d,平均每人每野次治疗剂量1,5Gy,平均每人治疗照射3野次,周工作负荷W=60×5×1.5×3=1350Gy/周。在未获得放射治疗单位的工作负荷时,在屏蔽设计中取W=15ooG〃周。设加速器等中心处治疗模体内参考点的常用最高吸收剂量率为D。(Gy/min),周治疗照射时间(莎),见式(A。1):ε=W/D。⋯⋯⋯⋯¨⋯⋯⋯¨⋯(A.1)当D。=3Gy/min时,平均每名患者治疗照射时间为1.5mh。相应W=150oGy/周,周治疗时间莎为500min,即8.3h。A。1,2调强放射治疗以手动控制(或治疗计划控制)分次定向照射实现的调强放射治疗称为静态(或动态)调强放射治疗,平均每人照射野次约为常规放射治疗的2倍,调强因子N=2。在治疗装置旋转过程中,以治疗计划指引的断续或连续调强放射治疗称为拉弧调强放射治疗,调强因子N约为4。在屏蔽设计中,通常取N为5。在调强放射治疗中,相应有用线束和有用线束散射辐射,每周与常规放射治疗人数相同时,周工作负荷与常规放射治疗相同;但对泄漏辐射,周工作负荷为常规放射治疗工作负荷的N倍(当调强因子为N时)。实际调强放射治疗中,周治疗患者数少于常规放射治疗,满负荷下的周总治疗装置出束时间小于20h。A。2导出剂量率参考控制水平(Ⅱ。d)A。2,1单一辐射单一有用线束与单一泄漏辐射按如下方法导出剂量率参考控制水平:a)有用线束有用线束在关注点的周剂量参考控制水平为Hc时,该关注点的导出剂量率参考控制水平夕c,d(uSv/h)见式(A,2):Hc,d=Hc/(彦·U·T)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(A.2)式中:Hc——周参考剂量控制水平(uSv/周),见4.2.1的a);莎——治疗装置周治疗照射时间,h;1座 GBz/T201,2—2011U———有用线束向关注位置的方向照射的使用因子;T——人员在相应关注点驻留的居留因子。b)单一泄漏辐射泄漏辐射在关注点的周剂量参考控制水平为Hc时,该关注点的导出剂量率参考控制水平虍c,d(uSv/h)见式(A。3):Hc,d=Frc/(N.‘.T)式中:Hc——周参考剂量控制水平(uSv/周),见4.2.1的a);N一调强治疗时用于泄漏辐射的调强因子,通常N=5;r——治疗装置周治疗照射时间,h;T——人员在相应关注点驻留的居留因子。A.2.2复合辐射与主屏蔽直接相连的次屏蔽区(见4.3.2),需要考虑加速器的泄漏辐射和有用线束水平照射的患者散射辐射:a)以4.2.1b)、4.2.2a)或4.2.2b)中的Hc,max的一半,作为关注点的导出剂量率参考控制水平,依5.2.2估算屏蔽患者散射辐射所需要的屏蔽厚度;b)将A.2.1b)的(A。3)式中的Hc以0.5Hc代替,作为关注点的导出剂量率参考控制水平,依5.2.1估算屏蔽泄漏辐射所需要的屏蔽厚度;c)取上述0和b)中屏蔽厚度较厚者为该关注点的屏蔽设计。相应屏蔽下,泄漏辐射和有用线束患者散射辐射在关注点的剂量率之和为该处的剂量率控制值。 GBz/T201.2-2011附录B(资料性附录)辐射屏蔽估算用的数据B,1有用束和泄漏辐射在混凝土中的什值层见表B。1。巳表B.1有用束和泄漏辐射在混凝土中的什值层有用束9旷泄漏辐射MV/MeVbTVLl(cm)TVL(cm)TVLI(cm)TVL(cm)4MV6MV10MV15MV18MV20ˇ1V25MV3oMV1.25MeV(C∝60)表中值取自NCRPNo。151。MV指加速器的X射线末端能量,MeV指γ射线能量。B。2患者受照面积400cm2的散射因子ε曲见表B.2。表B。2患者受照面积400cm2的散射因子αpⅡ散射因子αph散射角6MV10MV18MV24MV1.04)《10ˉ21.66×22210ˉ1.42×10ˉ1.78×10ˉ6,73×10ˉ35.79〉《10ˉ35,39×3310ˉ6.32×10ˉ2.77×333310ˉ3,18×10ˉ2.53×10ˉ2.74×10ˉ1.39×310ˉ1.35)《10ˉ8.64×10ˉ^8.30×10ˉ8.24×10ˉ7.46〉《10ˉ4.24×10ˉ亻3,86×10ˉ^ GBz/T201.2-2011表B,2(续)散射因子%h散射角6MV10MV18MV24M、/4,26)《10ˉ43.81×10_1.89×10ˉ1.74冫<10ˉ135°3.00×10ˉ3.02×10ˉ1.24×10ˉ亻1.20×10ˉ150°2.87×10ˉ2.74×10ˉ1,20×10ˉ41.13×10ˉ注:表中值取自NCRPN°.151B。3患者散射辐射的平均能昼见表B.3。表B。3患者散射辐射的平均能圣患者散射辐射的平均能量散射角MeV6MVlOMV18MV24MV1.62.75.01.42.71,30.70.70.5o.4注:表中值取自NCRPNo.151B,4患者散射辐射在混凝土中的什值层见表B。4。表B。4患者散射辐射在混凝土中的什值层TVL散射角C∝604MV6MV10MV15MV18MV20MVMV GBz/T201,2-2011表B.4(续)TVL散射角Co-601MV6MV∷10MV{15MVMV20`压、′24`压、厂19151717135°15151515|注;表中值取自NCRPNo.151B,5混凝土对0°入射辐射的散射因子αw(散射面积104cm2)见表B.5。表B。5混凝土对0°入射辐射的散射因子αΨ(散射面积104cm2)ao°人射辐射的散射因子αwMV/MeVbo°30MV3.0×10ˉ32.7ב33310ˉ2.6×10ˉ2.2×10ˉ1.5×10ˉ24MV3.2×10ˉ3.2×10ˉ32.8×33a10ˉ2.3×10ˉ1.5×10ˉ18MV3.4×10ˉ33.4×333310ˉ3.0×10ˉ2.5×10ˉ1.6×10ˉ10MV4.3×10ˉ34.1×33310ˉ3.8×10ˉ3.1×10ˉ2.1×10ˉ6MV5.3×3333310ˉ5.2×10ˉ4.7×10ˉ4.0×10ˉ2.7×10ˉ4MV6.7×10ˉ36.4×a33310ˉ5.8×10ˉ4.9×10ˉ3.1×10ˉ33333l,25MeV(C∝60〉7.0)【10ˉ6.5)《10ˉ6.0×10ˉ5.5×10ˉ3.8×10ˉ0.5MeV19.0×10ˉ317.0×333310ˉ15,0×10ˉ13.0×10ˉ8.0×10ˉ0.25MeV32.0×10ˉ328.0×333310ˉ25.0)《10ˉ22.0×10ˉ13.0〉《10ˉ表中值取自NCRPN°。151。MV指加速器的X射线末端能量,MeV指γ射线能量或等效能量。B,6混凝土对45°入射辐射的散射因子α2(散射面积104cm2)见表B。6。表B。6混凝土对45°入射辐射的散射因子α2(散射面积104cm2)a45°人射辐射的散射因子%MV/MeVb30MV4.8×3333|3.0×310ˉ5.0×10ˉ4.9×10ˉ4,0×10ˉ10ˉ241M``3.7×10ˉ33.9×333|3.4×310ˉ3.9×10ˉ3,7×10ˉ1oˉ GBz/T201.2-2011表B。6(续)45°人射辐射的散射因子幻MV/MeVb18MV4.5×10ˉ34.6×10ˉ34.6×10ˉθ4.3×3:10ˉ4.0×10ˉ10MV5.l×10ˉ35,7×a33。10ˉ5.8〉《10ˉ6.0×10ˉ6.0×10ˉ6MV6.4×10ˉθ7.1×10ˉ37.3×10ˉ37.7×10ˉ。8.0×b10ˉ4MV7.6×10ˉ38.5×10ˉ39.0×33910ˉ9.2×10ˉ9.5×10ˉ1.25MeV(C∝60)9.0×10ˉ。10.2×10ˉ311.0×10ˉ311.5X10ˉ312.0×。1oˉo.5MeV22.0〉《10ˉ322.5×10ˉ:22.0〉《10ˉ320.0〉《1oˉ3318.0×10ˉo。25MeV36.0)《10ˉθ34.5×10ˉθ31.0×10ˉ325.0×10ˉa18.0×310ˉ表中值取自NCRPNo。151。MV指加速器的X射线末端能量,MeV指γ射线能量或等效能量。 GBz/T201.2—2011附录C(资料性附录)加速器(>10MⅤ)机房的中子和中子俘获γ射线及其屏蔽C。1机房内的光中子C,1.1加速器治疗机头外的杂散中子称为直接光中子,它来源于X射线中能量大于10MeV的光子与加速器的靶、准直器、均整器及电子束和光子束通道上的其他物质相互作用发生光核反应所产生的中子。直接光中子平均能量不超过1MeV。直接光中子与加速器厅壁作用发生弹性散射和非弹性散射,散射中子的能量约为0.24MeV。直接光中子和散射中子的平均能量约为0.34MeV。C.1.2混凝土中含有4%~5%的水,对0.34MeV中子的什值层衰减厚度为21cm,而混凝土对10MV~25MVX射线治疗装置90°泄漏辐射的什值层为31cm~36cm。当混凝土厚度为110cm时,对中子的衰减为对10MV泄漏辐射(TVL=31cm)衰减的50倍。直接光中子在距靶1m处的最大值为(1~4)×103Sv/Gy,泄漏辐射在距靶1m处的值小于103Sv/Gy。110cm混凝土墙外的中子剂量小于X射线剂量的1/10。治疗机房采用混凝土屏蔽墙时,墙的屏蔽只需考虑对X射线的屏蔽。C.2机房入口的中子C.2.1中子经迷路壁多次散射后,在人口处的平均能量约为100keV,在聚乙烯中的TVL为45mm。在聚乙烯中掺加5%的硼,用以减少热中子的成分,硼对热中子的TVL为12mm,但对2MeV中子的TVL为38mm。屏蔽计算中保守地取含硼5%的聚乙烯的TVL为45mm。C。2.2中子俘获γ射线:中子作用于物质时被俘获,同时生成γ射线,称为中子俘获γ射线。中子俘获γ射线平均能量为3.6MeV,在迷路短时最高能量可以达到10MeV。NCRPNo。151报告书保守地引用了铅的TVL为61mm。IAEANo。47报告在指出该保守值的同时,还指出另外的数据:对于长度大于5m的迷路,铅的TVL可降为6mm。分析中村尚司、上蓑义朋发表在RadioisotopesE32(5):51-56,1986]上的报告,可以导出铅的TVL为31mm,在本规范中建议选用该值。 GBz/T201,2—2011附录D(资料性附录)不同类型放射治疗机房屏蔽估算示例D.1调强放射治疗机房示例D,1.1示例条件示例机房为地上一层建筑,有用线束不向迷路照射,采用钢筋混凝土(密度为2.35t/m3)结构屏蔽,机房示意图见图D.1。图D.1示例X射线治疗机房平面图(图中的屏蔽厚度为15MV机房的示例厚度)机房使用空间几何尺寸:长(主束墙间距)7m、宽6m、高(机房顶主屏蔽区内表面至地面的距离)3,2m。机房顶主屏蔽区向机房内凸。等中心位于机房的中心,距地面1.3m。迷路横宽2.1m,迷路内口宽度2.2m。机房中的放射治疗装置:X射线:6MV、10MV、15MV和18MV;等中心(距靶1m)处的剂量率H。=2.4×10:uSv/h;机头泄漏辐射比率r=103;等中心处的最大治疗野面积40cm×40cm。距机房墙、顶、门口外表面30cm处的关注点见图4和图D。1。墙和门外相应位置的剂量率控制水平设为2.5uSv/h,屋顶的剂量率控制水平设为100uSv/h。D.1.2墙和顶的混凝土屏蔽剂量估箅与屏蔽设计厚度D。1.2.1估算过程示例及典型的机房屏蔽表在以下按关注点的屏蔽估算过程中,对机房墙和顶的屏蔽均以10MV加速器机房为示例,各能量 GBz/T201.2—2011加速器和各代表性关注点的屏蔽估算结果列于典型加速器机房屏蔽见表D.1。表D,1典型机房的混凝土屏蔽设计(混凝土厚度X和辐射源点与关注点的距离R)砼厚度X|人射角屏蔽区|关注点°距离R6MV10MV15MVMV说明汐有用束Xb0°Hc=25uSv/h主屏蔽墙R692与主屏蔽区XH茹=1.25uSv/h直接相连的d2散射体中`b位于等次屏蔽区R中心(o)处X127Hc=2.5ltSv/h侧屏蔽墙0°R457o为辐射源点,F=103XHc=2.5uSv/h迷路外墙k0°R751762o2为辐射源点,r=103XHc=0.5uSv/h迷路内墙gR824ol为辐射源点,歹=103有用束Xl0°Hc=100usv/h主屏蔽顶R与顶主屏蔽区XHc=50uSv/h直接相连的次散射体中`心位于等屏蔽顶R449中心(o)处注:6MV、10MV、15MV、18MV有用线束主屏蔽墙区半宽度分别为169cm、173cm、176cm、178cm。D.1.2.2有用线束主屏蔽区有用线束主屏蔽区见图D.1关注点b和图4关注点1,依次估算相应位置的屏蔽厚度。a)首先使用表1的预设屏蔽厚度估算辐射源点至关注点的距离。例如:10MV机房位置b,表1的预设值为~900cm,R=100+350+⒛0+30=680(cm)。按式(5)估算(取r=1)墙的屏蔽透射因子B::=W=4·:×7lOˉb)由附录B表B.1查出有用线束TVL1和TVL,按式(4)估算墙的屏蔽厚度(Xe):Xc=37log(4.8×lO7)I+(41-37)=238(cm)c)对于0°人射,X=Xe,从辐射防护角度已完成了估算。为了使数据更确切,以X=238cm进行再次计算,R=10o+35o+238十30=718cm;B=5,4×107;X=236cm;R=10o+350+236+30=716cm。实际设计中X取整为240cm。示例的其他数据以同样方法处理。d)当使用计算机计算时,如Excel简单编程,将式(5)代人式(4),不需使用表1预设屏蔽厚度,可迅速获得墙屏蔽厚度的精确解值。对其他关注点同样可以计算机迅速计算。e)对关注点l的屏蔽估算与上述方法相同,略。22 GBz/T201.⒉-2o11D.1.2.3侧屏蔽墙(图D,1关注点e)该区考虑泄漏辐射屏蔽,估算方法类似主屏蔽区。式(5)中∫=103,式(4)中的TVLl和TVL为附录B表B。1的泄漏辐射值。使用表1的预设屏蔽厚度(100cm),R=100+300+30=430(cm)。B==⒈⒅×卩X=Xe=31×log(1,93×104)l+(35-31)=119(cm)使用119cm重新计算,R=119+3oo+30=449cm。B==⒉1×俨X=Xe=31×log(2.1×104)l+(35-31)=118(cm);R=448(cm)D。1.2.4与主屏蔽区相连的次屏蔽区(图D.1关注点d2,图4关注点m2)与主屏蔽区相连的次屏蔽区见图D。1关注点d2和图4关注点m2,依次估算相应位置的屏蔽厚度。a)对于位置d2、m2考虑泄漏辐射和患者散射辐射的复合作用。依5.2.5,d2处墙外剂量率控制水平为2.5uSv/h,以患者散射辐射剂量率控制值力c≡1,25uS√h估算d2处的屏蔽。m2处顶外剂量率控制水平为100uSv/h,以患者散射辐射剂量率控制值力c=50usv/h估算m2处的屏蔽。b)取患者散射角为30°。使用表D.1的数据,Rs=(716-100)/cos30°=711cm。由附录B表B。2查出10MV、30°的%h为3.18×1o3。依5.2.5,Hc=1.25(uSv/h)。按式(7)估算墙的屏蔽透射因子B:B==2。07〉【105c)由附录B表B。4查出10MV、汐=3o°患者散射辐射的混凝土TVL值为28cm。按式(4)估算墙的有效屏蔽厚度(Xe):Xe=281°g(2。o7×105)l=131(cm)d)按式(2)估算墙的屏蔽厚度X:X==131×c°s3o°==113cme)关注点m2的屏蔽估算与上述方法相同,略。D。1.2.5有用线束主屏蔽区半宽度计算和d2(图D。1),m2(图4)位置的斜射角度核算使用GBZ/T⒛1.1的式(2)计算有用线束主屏蔽区的半宽度Y。图D.2(a)为主屏蔽区向机房内凸的情景、图D。2(b)为主屏蔽区向机房外凸的情景。由图D。2(a)估算b方向主屏蔽区半宽度Y为:Y=(100+夕+X2)tg14°+30=(100+350+236-113)tg14°+30=173(cm)人体散射线在d2处的斜射角汐为:汐=tg1(173/350)=26°估算d2处次屏蔽墙厚度时,使用ε=30°,是核算的实际散射角(26°)的近似。考虑到机房的建筑结构以及有用线束向机房墙与顶连接处的照射,机房顶主屏蔽区与墙主屏蔽区同宽。有用线束向顶照射时,人体散射线在机房顶m2处(见图4)的斜射角将大于30°,使用30°估算该处的次屏蔽顶的厚度将是偏安全的。 GBz/T201,2一ˉ20ll矿1‘Fˇ=(100+@+X2)tg14°+30Y=(1o0+曰+Xl+X2)tg14°+30e=tgl(Y/@)夕=tg^l[Y/(么+Xl)](o主屏蔽区内凸(b)主屏蔽区外凸图D。2机房主屏蔽区示意图D。1.2.6迷路内墙按如下依次估算迷路内墙的屏蔽厚度:a)依4.3.2.5b),当迷路入口(见图D.3g点)以2.5uSv/h剂量率控制时,穿过迷路内墙在g处的泄漏辐射剂量率应小于其1/4,取为0.5uSv/h。这种泄漏辐射的几何条件见图D.3。′R=√(口+Xρ+30)2+(犭+X+c)2汐=tgI[(夕+Xρ+30)/(犭+X+c)]图D.3穿过迷路内墙在入口g的泄漏辐射的几何条件b)使用表1的预设屏蔽厚度(100cm)和机房参数,按图D。3中的R式计算自o1至g的距离R:R=√(250+236+30)2+(300+100+210)2=799(cm)泄漏辐射在迷路内墙的斜射角ε=tg1[(256+236十30)/(300+100+210)]=40°。c)取泄漏辐射因子∫=10ˉ3,按式(5)计算迷路内墙的屏蔽透射因子B:B==1.33〉《10^硖d)查附录B表B.1,10MV泄漏辐射的TVL1=35cm,TVL=31cm。使用式(4)计算迷路内墙的有效屏蔽厚度(Xe):Xe=31×log(1.33×10“)ˉ+(35-31)=124(cm)e)当加速器射人屏蔽体的斜射角大于30°时,屏蔽体对辐射衰减中“累积因子”项增大,对于⑽°24 GBz/T201.2-2011的斜射仍按30°斜射计算。按式(2)估算迷路内墙的厚度(X):X==124〉《cos30°==107cm。f)以107cm代替预设屏蔽厚度100cm。重复计算,R=804cm。D,1.2.7迷路外墙(图D。1位置k)自图D。1o2点的泄漏辐射至迷路外墙(k)的斜射角度小于30°,以垂直人射保守计算。计算方法同D。1.2.3。使用表1的预设屏蔽厚度(100cm),%至k的距离R为:R==300+1o7→-210十100→-30=747(cm)B==⒌⒏×卩X=Xe=31×log(5.81×10ˉ4)l+(35-31)=104(cm)使用104cm代替预设屏蔽厚度100cm。重复计算,R=751cm。D。1.3典型机房屏蔽表的应用D.1.3.1修正方法据待设计的机房的实际条件与剂量控制要求,可按下列方法对典型机房屏蔽表(见表D。D进行修正。以右下角标p和e分别表示实际条件和屏蔽表中的示例条件。a)剂量率控制值修正,见式(D。D:Kl=Hc,e/Hc,p⋯¨¨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(D。1)b)等中心处输出剂量率修正,见式(D.2):Κ2=Ff。,P/H。,e⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(D。2)c)辐射源点与关注点的距离修正,见式(D。3)·K3=R∶/ERe+(RpˉRe)]2·¨⋯⋯⋯⋯⋯¨⋯⋯⋯(D。3)d)总修正因子K=Κ1K2Κ3。修正屏蔽厚度△Xe,见式(D。4)ΔXe=tV⒎·logK⋯¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨·(D。4)式(D,4)中TVL为相应关注点所屏蔽的辐射的什值层。注意:机房可能有不同的布局,主屏蔽墙增厚部分处于机房内或机房外、有用束向迷路照射或平行迷路照射、迷路为一阶或二阶等。对不同的布局,斜射人屏蔽墙的人射角不同,不能按Κ3进行距离修正。在机房布局与示例布局(见图D。1)相同时,Κ3修正基本可用,但修正给出的值应为斜射值△Xe,应以△X=△Xe∞胡得到修正的屏蔽厚度。D。1.3.2典型机房屏蔽表的应用示例示例1:设图D.1中a区左半部和cl区为治疗装置辅助设备间,按GBz/T201.1,该区为放射治疗机房外控制区,放疗工作人员在该区驻留的居留因子T=1/16。依4.2.1的b),该区的剂量率控制值Hc应为10usv/h。设治疗机房使用18MV治疗机,TI/z=43cm(见附录B表B.D。机房条件与D.1.1的条件相同(除Hc外)。依D.1.3.1,修正因子Κ=2.5/1o==0.25。有用束区(位置o,依式(D.4〉:(△X)a=TVL·l°gK=43·l°g0.25=-26(cm)a区的屏蔽由270cm(见表D。1位置ω减为244cm同样,对cI区,30°患者散射辐射的TVL=32cm(见附录B表B.4),(ΔXe)‘l=32·log0.25=ˉ19(cm〉 GBz/T201,2-2011(△X)cI=-19·c°s30°=_16(cm)c1区的屏蔽由126cm(见表6.1位置d2)减至110cm。示例2:设图D。1的e区为道路,行人的居留因子T=1/16,道路宽10m,路旁为后勤工作区,居留因子T=1。相应区的剂量管理目标为100uSv/a,相应的周剂量控制值Hc=2usv/周。机房内使用6MVX射线调强治疗装置,周工作负荷W=103G〃周,调强因子N=5,等中心处的治疗剂量率0。为3G〃mln,(相应的H。=1.8×1o:usv/h)。D依表D。l,e点机房外表面30cm处距等中心点4.4m,后勤区距等中心点14.1m。按距离平方反比关系和居留因子,比较后勤区和道路行人区:(14.12/4.42)×1/16=0.64(1后勤区的屏蔽要求严于道路行人区,按后勤区考虑e墙的屏蔽2)依附录A的式(A.D,周治疗照射时间钅为:莎=W/D。=103/3=333(min)=5.6(h)依附录A的(A.3)式,导出剂量率控制水平力c,d为:Hc.d=Hc/(N·饣·T)=2/(5×5.6×D=o.o7(uSv/h)依4.2.1的c),后勤区的剂量率控制水平夕c=0.07(usv/h)。3)按照D,1.3.1:Kl=2.5/0.o7=35.7K2=(1,8×10:)/(2.4×10:)=0.75Κ3=4.42/14.12=0.097Κ=Kl·Ι<2·Ι(3==35,7×o.75×0.097=2,6e区考虑泄漏辐射屏蔽,TVL=29cm(见附录B表B.D依式(D,逐):ΔX=291°g2.6==12cme区屏蔽墙应由110cm(见表D.D增至122cm。D。1.4机房入口防护门屏蔽D。1.4.1加速器(≤10MV)机房入口“图D.1机房人口的散射路径为o1-o-⒈g”,患者一次散射角接近45°,墙人射角也为45°,墙散射角约为10°(近似按0°计算)。附录D.1示例的6MV和10MV的散射路径上的几何尺寸相近,R1=650cm,R2=1o5ocm。患者幻Ocm2面积上的45°散射因子‰=1.39×103(6MV×见附录B表B.2)。等中心处最大治疗野为40cm×40cm。混凝土墙45°入射、0°散射、1m2面积的散射因子α2=6.4×103(6MV×见附录B表B。6)。在迷路内墙设有过梁,内口高度为3.2m。墙散射面积为3.2m×3.2m=10m2。依式(1D计算人口g处的散射辐射剂量率H(uSv/h)。H=1.39×103×(1600/400)×6.4×103×10×6.5ˉ2×10.5ˉ2×2.4×10:=23.8(uSv/h)依式(12),门外辐射剂量率达到2.5uSv/h所需的铅屏蔽透射因子B为:B=(2.5—o.5)/23.8=0.08人口处散射辐射能量约为0.2MeV,铅的TVL为5mm,相应B=0。08的铅厚度(X)为:X=ηlogB1=4.8(mm)"z·10MVX射线的散射因子小于6MVX射线的散射因子,10MV和6MV示例机房门人口防护门为5mm铅。D。1.4.2加速器(>10MV)机房入口以一台18MV加速器治疗机为例,查NCRPNo。151的表B。9得知Qn=0.46×1012(中子数/Gy)。26 GBz/T201.2-2011依图D,1的几何尺寸,机房内表面积S=2×6×8+2×4,2×(6+8)=214m2;散射距离d【=6.16m;d2=9,6m。由式(14):镅×10″吼=⒍(派+笳+钅⒛×10`中子数炯0辉y÷Ⅲ)=⒊由式(17):Tn=2.06^ˇ/′2.1×4.2=6,1(cm)由式(16):5×Frn=2.4×10】3.26×109×v/2.2/2.1×E1,64×10(96/⒈9〉+10(96/61〉彐×2.4×10:=52(uSv/h)依附录C,取含硼5%聚乙烯的TVLn=4.5cm,按式(19)计算:Xn=4.51og田×52/(2.5-0.5)彐=7.7(cm)由式(13):Hr=6.9×1o16×3.26×109×10〈96/54)×2.4×10:=9。0(uSv/h)依附录C,取铅的TVLr=3.1cm,按式(18)计算:x了=3●1logE2×9。0/(2.5—0.5)]=3.0(cm)聚乙烯7.8cm等效于0.7cm铅;防护门铁板包面4mm,约等效于铅3mm,扣除此两部分,防护门需铅2.0cm。最终防护门为:2mmFe+10mmPb+77mm含硼5%的聚乙烯+10mmPb+2mmFe。D.2螺旋断层加速器放射治疗装置与机房屏蔽示例D。2,1示例加速器性能指标加速器的X射线为6MV,靶至等中心的距离为85cm;等中心处治疗野:床行进方向的长度1cm~5cm可调,在治疗束中心轴旋转平面上与治疗束中心轴垂直的方向上的宽度为40cm;等中心处有用束最大剂量率为10Gy/min;距等中心点85cm处的泄漏辐射比率为10ˉ3。在加速器机架旋转治疗筒内,有用束对应的筒壁区带有13cm的铅板,由于其和治疗筒结构件的总屏蔽效能,使有用束对应的治疗筒外的辐射剂量与泄漏辐射相当。治疗装置还带有3.5MVX射线低辐射输出剂量的CT影像引导设备,其所至患者剂量约11mGy/人。6MVX射线治疗机房满足对该CT的辐射屏蔽要求。D.2.2示例治疗工作负荷与出束照射时间治疗患者人均治疗过程中历经时间15min/人,平均每小时治疗人数:4人(60/15=4),40h总治疗人数为160人/周。平均患者病变区治疗剂量2Gy/人,调强治疗中等中心处平均剂量为8.8Gy/mh,人均总出束时间2.5mh/人,最高总出束时间5min/人。平均周出束时间:2.5×160=400min/周(即6.7h/周),最高周出束时间小于12h/周。调强治疗周总工作负荷(泄漏辐射相应值)WL=400×8.8=3500Gy/周。机架旋转调强治疗中,取机架向墙或顶照射的使用因子U为0.1。D。2.3治疗机房屏蔽要点D.2.3.1忽略患者散射辐射,按屏蔽泄漏辐射考虑机房屏蔽。对有用线束直接投射的区域,也按屏蔽泄漏辐射考虑。D。2.3.2充分考虑治疗装置的周工作负荷和出束照射时间,按4.1和附录A确定机房外的剂量率参27 GBz/T201.2-2011考控制水平,Hc。D。2.3.3按式(5)和式(6)估箅机房屏蔽厚度时,力°=6×1o:×0.852=4.3×10:uSv/h,∫=103。D。3机器人臂赛博刀(robotkar1ncyberknife)与机房屏蔽示例D。3.1示例赛博刀性能指标加速器的X射线为6MV;在准直束中心轴上距靶80cm处的剂量率为4Gy/min;准直筒12套,。直径5mm至60mm,可手动更换;泄漏辐射比率为10ˉ。D。3.2示例治疗工作负荷与出束照射时间治疗患者人均治疗过程中的历经时间为60min/人,每天(二班)治疗人数为10人/d~12人/d,周治疗人数50人/周~60人/周。平均患者病变区治疗剂量12Gy/人。人均出束时间仞min/人,周总出束时间30h/周~40h/周。依每个患者的病变区,治疗装置的准直束由80个~200个不同的方向照射,有用束向水平、地面方向照射的使用因子U<0。05,向顶照射的使用因子(1J)更小。D。3.3治疗机房屏蔽要点D.3.3.1各面均按有用束(U(0。05)考虑机房屏蔽;D。3.3.2机房外的剂量率参考控制水平冉c建议取为10uSv/h;D。3.3.3按式(5)和式(6)估箅机房屏蔽厚度时,虍。=4×0。gz×60×106=1.5×10:usv/h。 GBz/T201.2-20ll参考文献E1]NCRPRep°rtNo。151.StructuralShieldingDesignandEvaluationforMegavoltageX-andGamma~RayRadiotherapyFacihoes,NCRP,2005E2]IAEASafetyReportssericsN°。47,Radiati°nProtectionintheDesignofRadi°therapyFa~cilites,IAEA,2006E3]中村尚司,上蓑义朋。医疗用·工业电子加速器O中性子遮蔽设计匕中性子计测,中性子的简易遮蔽设计计算法,Radioisotopes,1986,35(2):5156E4]BalogJ,LncasD,DesouzaC,eta1.Helicaltomotherapyradiati°nleakageandshieldingcon~siderations,Med.Phys,2005,32(3):710-717E5彐Rodgers,J,E.Cyberknifetreatmentroomdesignandradiationprotection,R°boticRadi°sur~gery,2005,1:41-50'