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  1、第十一章 放射线的屏蔽防护,首都医科大学潞河教学医院医学影像教研室 王珍琦,学 习 目 的,1、掌握外照射的防护方法； 2、掌握屏蔽厚度的确定方法； 3、了解常用屏蔽防护材料； 4、了解屏蔽防护材料的屏蔽性能和散 射性能。,根据源于体外或体内对人体产生的照射，电离辐射可分为：,外照射 内照射,外 照 射,时间防护 防护的基本方法 距离防护 屏蔽防护是一种重要保护措施 屏蔽防护必然的联系到工作人员和公众的受照剂量和安全。因此，在屏蔽防护中必须掌握和了解常用屏蔽材料的种类、性能以及屏蔽厚度的确定方法。,内 照 射,最根本的防护方法是最好能够降低放射性物质进入人体的机会。 包括：制定合理的放射卫生管理制度

  2、； 保持良好的通风； 密闭存放放射源； 安全防护操作； 合理的个人防护；等,第一节 外照射防护的基本方法,一、时间防护 时间防护是指在不影响工作质量的前提下，尽量缩短人员受照射的时间。 因为受照剂量与时间成正比，缩短受照时间，即可达到降低剂量的目的。,做到时间防护的要求,一切人员都应减少在辐射场内停留的时间； 工作人员在操作前应做好充分准备，操作中技术熟练、准确、迅速以尽量缩短检查时间； 普通X线透视，医生在暗室中使用眼睛的暗视力系统观察，视觉灵敏度低，影像亮度低，这就要求医生应充分做好眼睛的暗适应，以缩短观察时间。 有条件的单位应尽量采用带影像增强的电视系统检查； X线摄影应优选投照条件不出

  3、或少出废片，以减少重复照射 在特殊情况下，工作人员不得不在大剂量照射下工作，也应严格限制操作时间。,二、距离防护,距离防护是指在不影响工作质量的前提下，尽量延长人员到X线管和散射体的距离。 对于点状源，若不考虑空气对射线的吸收，X线按平方反比法则衰减，可见距离防护是十分有效的。,三、屏蔽防护,欲减少人员的受照剂量，单靠时间防护和距离防护是不够的，往往还需要采用屏蔽防护。 屏蔽防护是指在放射源和人员之间，放置能有效吸收放射线的屏蔽材料，从而衰减或消除射线对人体的危害。,在屏蔽防护中主要研究的问题是： 屏蔽材料的选择 屏蔽厚度的确定,第二节 屏蔽材料,一、对屏蔽材料的要求 一般来说，任何物质或多或

  4、少都能使穿过的射线受到衰减，但并不都适合作屏蔽防护材料。 在选择屏蔽防护材料是，必须从材料的防护性能、结构性能、稳定性能和经济成本等方面考虑。,（一）防护性能,防护性能主要是指材料对辐射的衰减能力，也就是说，为达到某一预定的屏蔽效果所需材料的厚度和重量。,在屏蔽效果相当的情况下，成本差别不大，厚度最薄，重量最轻的材料最理想。 此外，还应考虑所选材料的衰减入射线的过程中不产生贯穿型的次级辐射，或即时产生，也未尝容易吸收。 对于射线和中子并存的混合辐射场，所选的屏蔽材料应既屏蔽射线也屏蔽中子。,（二）结构性能,屏蔽材料除应具有非常好的屏蔽性能，还应成为建筑结构的部分。因此，屏蔽材料应具有一定的结

  5、构性能； 包括：物理形态 力学特性 机械强度 等,（三）稳定性能,为保持屏蔽效果的持久性，要求屏蔽材料稳定性能好，也就是材料具备抗辐射的能力，而且当材料处于水、汽、酸、碱、高温环境时，能耐高温、抗腐蚀。,（四）经济成本,所选用的屏蔽材料还应成本低、来源广泛、易加工，且安装、维修方便。,二、常用屏蔽防护材料,（一）对射线的屏蔽材料 防护射线的材料可选用铝、有机玻璃、混凝土等低原子序数的物质，它们能将韧致辐射减小到最低限度。,（二）对X、射线的屏蔽材料,屏蔽X、射线的材料： 一类是高原子序数的金属， 一类是低原子序数的建筑材料。,1. 铅,原子序数82，密度11350kgm-3。 优点：具有耐腐蚀

  6、、在射线照射下不易损坏和强衰减X线的特性，是一种良好的屏蔽防护材料。 缺点：铅价格贵，结构性能差，机械强度差，不耐高温，具有化学毒性，对低能X线散射量较大。 选用时需依据情况具体分析。 例如，可用作X线管管套内衬防护层、防护椅、遮线器、铅屏风和放射源容器等。,在X线防护的特殊需要中，还常采用含铅制品：,铅橡皮 ：可制成铅橡胶手套、铅橡胶围裙、铅橡胶活动挂帘和各种铅橡胶个人防护用品等； 铅玻璃：保持了玻璃的透明特性，可做X线机透视荧光屏上的防护用铅玻璃，以及铅玻璃眼睛和各种屏蔽设施中的观察窗。,2. 铁,原子序数26，密度7800 kgm-3。 优点：铁的机械性能好，价廉，易于获得，有较好的防护

  7、性能，因此是防护性能与结构性能兼优的屏蔽材料； 通常多用于固定式或移动式防护屏蔽。 对100kv以下的X线mm厚铅板的防护效果。因此，可在很多地方用铁代铅。,3. 砖,优点：价廉、通用、来源容易。 在医用诊断X线mm的铅当量。 对低kv产生的X线，砖的散射量较低，故是屏蔽防护的好材料，但在施工中应使砖缝内的砂浆饱满，不留空隙。,4.混凝土,由水泥、粗骨料（石子）、砂子和水混合做成，密度约为2300 kgm-3，含有多种元素。 混凝土的成本低廉，有良好的结构性能，多用作固定防护屏障。 为特殊需要，能够最终靠加进重骨料（如重

  8、晶石、铁矿石、铸铁块等），以制成密度较大的重混凝土。（重混凝土的成本比较高，浇注时一定要保证重骨料在整个防护屏障内的均匀分布。）,5. 水,有效原子序数7.4，密度为1000 kgm-3。 缺点：水的结构性能和防护性能较差； 优点成本低、透明、可流动，常以水池的形式贮存放射源。 在强辐射的情况下，水会分解生成有害的气体，所以用于辐射屏蔽的水，以无离子水为好。,（三）各种屏蔽材料厚度的折算,若在现有建筑内安装X线机或其他放射源，在屏蔽计算时应考虑建筑物中原有的砖、灰浆、石料等建筑材料对屏蔽的贡献。 由于这些材料都是由低原子序数物质构成的，因此，可用经验公式将它们的实际厚度（d材料）折合成等效的混凝土

  9、厚度（d混凝土）。 d混凝土= d材料（材料/混凝土） 式中， 材料、混凝土分别为某建筑材料和混凝土的密度。,X、射线常用屏蔽材料的密度,（四）铅当量,为便于比较各种防护材料的屏蔽性能，通常用铅当量作为比较标准。 把达到与一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的铅层厚度，称为该一定厚度屏蔽材料的铅当量，单位：毫米铅（mmPb）。,屏蔽材料的铅当量不是固定不变的，它不仅随射线的能量、材料的厚度而变化，还与照射野的大小有关。 因此，凡谈到防护材料的铅当量，必须说明是什么材料，厚度是多少，在多大射线能量下的铅当量。 说明材料的屏蔽性能还可以用比铅当量的概念。 比铅当量是指单位厚度（mm）防护材料的铅当量

  10、。,几种X线防护材料的比铅当量推荐值,注：*X线mmAL，所列比铅当量数值为该种防护材料常用型号数值,第三节 射线屏蔽厚度的确定方法,为防御放射线的危害，需要各种屏蔽防护，不论是机房的建筑等固有防护设施，还是工作人员、受检者或患者的个人防护用品，均需按一定要求对所有屏蔽材料的防护厚度进行计算。 另外，剂量监督部门在进行防护检测中，以及使用单位在考虑防护设备是否满足防护要求时，也有必要进行必要的计算，以判断屏蔽厚度是否能达到将照射量控制在允许范围的目的。,一、确定屏蔽厚度的依据,从放射线的衰减理论讲，经屏蔽后的放射线剂量永远都不可能变成零。因此，放射线的屏蔽设计，并不在于确定

  11、一个完全吸收放射线的物质层厚度，而使设法找到穿过屏蔽层的放射线剂量降低若干倍，并满足剂量限值的屏蔽层厚度。做到既安全可靠，又经济合理。,（一）当量剂量限值和最优化,医用射线的屏蔽计算， 首先应根据剂量控制原则进行，工作人员和公众的受照射剂量均不允许超出规定的当量剂量限值， 并按最优化原则处理，即在考虑了经济和社会因素后，使辐射照射保持在可以合理做到的最低水平。,（二） 屏蔽用途和距离,被屏蔽的射线分为： 有用射线 散射线 漏射线 应根据屏蔽用途、放射线源的类型、放射线源的能量、放射线源的活度以及与放射源距离的远近，设计防护放射线的各种防护设施和防护用品的防护厚度。,防御有用射线的屏障为初级防护屏

  12、,（三）屏蔽材料的防护性能,由于屏蔽材料的种类、密度的不同，它们的防护性能也不同，因此，对于同一屏蔽设施所需的屏蔽厚度也各不一样。,（四）工作负荷（W）,工作负荷（工作量）W，指周工作负荷，在数值上等于每周（w-1）X线机的曝光时间t（分钟）与管电流I（毫安）的乘积， 即W=It。单位：mAmin w-1 W一般取数月或1年工作量的平均值。 它表征X线机使用的频繁程度，同时也是输出量多少的一种标志。 若是射线m处线束（有用线周的空气吸收剂量，单位：Gym w-1（也可用Sv代替Gy）。,（五） 居留因子（T）,在控制区外，只要有人居住、逗留，对辐射源均应设置足够的防护屏

  13、障，以使非工作人员受到的照射，控制在相应的限值以下。而人们在控制区外逗留的时间只是辐射源总的开启时间的一个份额，这个份额称为居留因子,居留因子T取值,对于非职业人员来说： 在工作区（如办公室、实验室、病房、值班室）、生活区以及附近建筑有人居住的地方，属全部居留区域，T取1； 在走廊、休息室、电梯等处属部分居留区域，T取1/4； 在候诊室、卫生间、楼梯等处属偶然居留区域，T取1/16； 职业性照射人员所在区域的T值一般认为等于1。,（六）利用因子（U）,人员受到的照射还与辐射束的朝向有关。 在屏蔽设计中，把源开启时间内，辐射束对准所关心的那个方向所占时间的分数，称为这一方向对辐射束的利用因子。,

  14、利用因子只是在源的朝向有变化时，对工作负荷进行修正的一个因子，朝向不能改变的辐射源和非直接从源发出非辐射则无须考虑此项修正。 一般按屏蔽点被有用射线照射的情况，可取地板为1，墙壁为1/4，天花板为1/16。,二、屏蔽厚度的计算,屏蔽防护的目的是通过设置合适厚度的屏蔽体，使我们所关心的某一空间位置上，由辐射源造成的当量剂量不超过相应的剂量控制限值。,（一）X线.透射量计算法： 对X线的初级防护屏蔽厚度可用公式计算,公式11-2,式中，,B为有用射线的最大允许透射量，单位 mSvm2mAmin-1 P为周剂量限值，对工作人员：P=1 mSvw-1， 对公众P=0.1 mSvw-1

  15、； d为参考点到焦点的距离，单位:m; WUT为有效工作负荷， 其中W为周工作负荷，单位：mAmin w-1； U为利用因子 T为居留因子,用公式求出透视量后，可从（书上）图11-1或图11-2中查得用混凝土或铅作屏蔽材料时所需要的屏蔽厚度。,例 题 1,一台工作电压为200kv的X线小时，参考点与源的距离为3m，试计算初级防护屏混凝土屏障墙厚度是多少？若用铅，厚度又是多少？ （设T=1，U=1/4）,解： W=It=304560 mAmin w-1=36000 mAmin w-1 WUT=360001/41 mAmin w-1=9000 mAmin

  16、 w-1 若取3/10周剂量限值作为屏蔽计算时的控制水平，则 P=0.3 mSv w-1 由公式有： 由图11-1（a）查得混凝土的厚度为36cm； 由图11-2（a）查得铅的厚度为0.52cm。,若考虑2倍安全系数，可分别加上一个半价层厚度。从表（11-3）中查得200Kv是混凝土和铅的半价层厚度分别为2.6cm和0.042cm， 则实际所需混凝土厚度为 36cm+2.6cm=38.6cm； 铅的厚度为 0.52cm+0.042cm=0.562cm。,不同管电压下铅和混凝土的半价层（cm）表11-3,2.查表法：,初、次级防护屏厚度的确定也可用查表法得到。表11-4和表11-5（书上）是在符

  17、合周剂量限制的前提下，通过理论计算和实际测量得到的铅和混凝土的初、次级防护厚度。,钴-60宽束线的铅时的透射曲线宽束线的混凝土时的透射曲线mA X线，焦点离防护墙的距离为2m，求初级和次级防护墙的厚度各是多少？ 解：从表11-4和11-5（书上）中分别查得初级、次级混凝土防护墙的厚度各是21.1cm和4.9cm,（二）射线远距离治疗室的屏蔽计算,1.初级防护层屏蔽计算 计算有用线束的透射量，一样能用公式B=Pd2

  18、/WUT计算， 式中： B为射线的透射量，相应于B的屏蔽厚度可由图11-3和11-4中的透射曲线读出； W为有用线束的工作负荷，单位是Gym2w-1； 其余物理量的意义同透射量计算法公式。,从患者体模上以不同角度散射的钴-60宽束线的混凝土时的透射曲线,从患者体模上以不同角度散射的钴-60宽束线的混凝土时的透射曲线Co治疗机，每周有效工作负荷为600Svm2w-1，治疗机操纵台距60Co源3m，计算用混凝土和铅做初级防护屏时的防护厚度是多少？ 解：取P=1mSvw-1 查图11-3得出铅的厚度

  19、为20cm； 查图 11-4得出混凝土的厚度为108cm,2.次级防护层屏蔽计算,（1）散射线的屏蔽计算： 散射线的透射量： 用公式计算散射线的透射曲线中读出屏蔽厚度。,公式11-3,式中：,Bs为散射线的透射量； ds是从散射体到考察电的距离，单位：m； S为入射辐射被散射到1m处的百分吸收剂量率，其值可从表11-6中查出； W为有用线束的工作负荷，单位： Gym2 w-1。 若源到散射体之间的距离不是1m，应该按平方反比法则加以修正； P,T含义同（公式11-2）。,60Co射线m处的吸收剂量率的百分数 表11-6,注：*：椭圆形体模，长轴36cm，短轴20cm，照射野面积和散射角参考体模中心，线束沿长轴方向；,*：照射于球形体模，等效体模质量为0.930kg,（2）漏射线的屏蔽计算：,射线漏射线的屏蔽计算，可用下列公式计算漏射线的NTVT值，应该值乘以表11-7给出的数值即为该漏射辐射的屏蔽厚度。 式中：WL为距源1m处漏* 次数：1357533 已用完，请联系开发者*

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