杭州市职业病防治院浙江杭州310013
摘要:6MV医用直线加速器是20世纪50、60年代主要的肿瘤放射治疗设备,现已逐渐被加速器所取代。由于放射治疗室构造特殊,具有很强的抗辐射结构,拆除机房工程复杂。如何利用旧机房改造成加速器机房使用是多数医院的首要选择。
关键词:改建工程;加速器;防护监测;
1.评价目标
(1)剂量限值
根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002附录B的要求,放射工作人员及公众的剂量限值如下:放射工作人员连续五年的年平均有效剂量不超过20mSv,且任何一年有效剂量不超过50mSv;公众年有效剂量不超过1mSv,特殊情况下,如果连续五年的年平均值不超过1mSv时,某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv。
(2)管理目标值及约束值
遵循放射防护与安全的最优化原则,为使各类人员的受照剂量不仅小于国家标准规定的限值,而且控制到可合理达到的尽可能低的水平,医院制定了年管理目标值。对放射工作人员及公众分别为5mSv、0.25mSv。
(3)放射治疗机房辐射屏蔽的剂量参考控制水平应同时满足a)和b)的参考控制水平:在GBZT201.2-2011中4.2.1规定选择较小者作为关注点剂量率参考控制水平
a)距放射治疗机房墙和入口门外表面30cm处和邻近放射治疗机房的居留因子较大(T>1/4)的人员驻留区域周剂量参考控制水平Hc(GBZ/T201.2-2011):
放射治疗机房外控制区的工作人员:Hc≤100μSv/周;
放射治疗机房外非控制区的人员:Hc≤5μSv/周。
b)在加速器迷宫门处,控制室和加速器机房墙外30cm处周围当量剂量率应不大于2.5μSv/h(GBZ126-2011)。
2.设备信息与平面布局
某医院原有一间6MV加速器机房,因诊疗需要,医院计划更新设备,新购置10MV医用电子直线加速器1台(X射线最高能量10MV,等中心最大剂量率6Gy/min),利旧使用原有加速器机房。
医院放疗科设置于医院医技楼一层北端,如图2.1所示:共设置2间医用电子直线加速器机房,两机房紧邻,东西向排列,迷道外墙相接。
该项目改建加速器机房(加速器2室)为西侧10MV加速器机房,机房北侧为绿化带,南侧设置为控制室及电力机房,西侧紧邻走廊通道。
该改建加速器机房(加速器2室)层高约5.7米,上方加覆土层,机房区域占用医技楼一二层高度。三层正上方为服务器室,正下方为实土层。机房采用“L”型迷道出入,位于机房东侧,是放射工作人员和患者进出治疗室的唯一通道。
改建后机房面积为50.3㎡,符合的应不小于45㎡要求。
改建后加速器2室平面图和剖面图分别见图2.1。
图2.1加速器2室平面、剖面图
3.改建方案
3.1机房基建改建措施
原机房按6MV医用电子加速器设计,原有机房四侧墙体及顶棚采用标准混凝土(ρ=2.35g/cm3)浇筑而成,改建工程为在原有机房基础上改建,在北侧主防护区的机房外部增加600mm现浇混凝土,在南侧主防护区的机房内部增加450mm现浇混凝土,增加后机房南北防护区屏蔽防护厚度分别为2475mm、2450mm。
注:机房顶盖覆土层1400mm,按泥土密度(ρ=1.6T/m3)折算成混凝土为953mm。
防护门防护厚度为15mm铅当量。
3.2机房通风
医用电子直线加速器在运行过程中,辐射会与空气发生电离作用,产生臭氧和氮氧化物等有害气体,相比之下臭氧的危害较氮氧化物大,其产额高,毒性大,氮氧化物NOx产额为O3的1/3。因此主要考虑臭氧的影响。外环境限值0.16mg/m3,工作场所空气中限值为0.3mg/m3。考虑到室内臭氧浓度不均匀,设计采用机械通风换气,设置3个型号为SF-10型送风口,设置于机房东侧及南侧顶部,送风管道由防护门上方经防护迷道及内入口进入加速器机房,设置4个型号为SF-20型排风口,位于机房西墙及北墙。排风管道沿西墙及北墙角部地下、经北墙副防护部分向上至楼顶穿出。
经现场核实,安装的风机风量为3920m3/h,加速器机房的容积(含迷路)约196m3,则加速器机房每小时的通风次数为20次,符合《电子加速器放射治疗放射防护要求》GBZ126-2011中“治疗室通风换气次数应不小于4次/h”的要求。
3.3机房穿墙管线布设
加速器2室与其相应控制室操作台之间的各种电缆管线,室内部分均以地沟形式在地坪以下部位布设,并在非主射线投照部位以“U”字形从地坪下方穿越墙体。
3.4个人安全防护措施
加速器机房配置3台XH-901型便携式个人剂量报警仪。
4.机房验证监测
根据《建设项目职业病危害放射防护评价报告编制规范》GBZ/T181-2006的要求,对该项目进行现场验证监测,检测项目包括相关放射诊疗设备性能、放射工作场所辐射防护设施的屏蔽防护效果,相关检测人员均具备相应的资质。
4.1验证监测所用仪器设备
依据《电子加速器放射治疗放射防护要求》GBZ126-2011、《医用电子加速器性能和试验方法》GB15213-94对该项目相关放射诊疗设备及场所进行了检测,检测仪器为451P型便携式X、γ射线巡测仪、DOSE1型放疗剂量仪+FC65-G电离室、DOSE1型放疗剂量仪+FC65-G电离室、RFA-200型放疗二维水箱、标准水箱。
4.2检测结果
该项目相关射线装置性能检测项目:辐射质偏差、日稳定性、剂量示值的重复性、剂量示值的线性、剂量示值的误差、辐射野的均整度、辐射野的对称性、辐射野的半影、辐射野的最大吸收剂量比、楔形过滤器的X辐射野、X射线污染份额、辐射野的均整度(X轴标准深度)、辐射野的均整度(X轴基准深度)、辐射野的均整度(Y轴标准深度)、辐射野的均整度(Y轴基准深度)。以上所检项目均合格。
注1:上表所列检测值均未扣除本底值;2:451P/便携式X、γ射线巡测仪的探测下限为0.10μSv/h。
4.3机房放射防护安全评价
加速器机房周围所有检测点位周围剂量率均低于2.5μSv/h,满足GBZ126-2011《电子加速器放射治疗放射防护要求》“在加速器迷宫门处,控制室和加速器机房墙外30cm处周围当量剂量率应不大于2.5μSv/h”的要求。
根据医院提供的资料,该项目加速器平均每天治疗60人次,每周工作5天,周工作量为300人次,年工作50周,则年工作量15000人次,按照人均出束时间约5分钟/人,平均周出束时间25小时,年治疗出束时间1250小时。
根据现场检测结果,加速器机房周围工作人员区域周围剂量当量率最大值为1.21μSv/h,位于南侧控制室内,居留因子取值为1,则相应周剂量与年剂量分别为30.25μSv(0.030mSv)、1.512mSv。
上述点位满足放射治疗机房外控制区的工作人员的周剂量不大于100μSv的要求,亦满足年剂量限值20mSv、管理目标值5mSv的要求。
公众区域周围剂量当量率最大值为1.11μSv/h,位于北侧绿化带,居留因子取值1/16,则相应周剂量与年剂量分别为1.734μSv(0.001mSv)、0.087mSv。
上述点位满足放射治疗机房外公众居留区域年剂量限值1mSv、管理目标值0.25mSv的要求,居留因子小于1/4,周剂量不评价。
参考文献
[1]谈医院机房改造[J].吴培波.中国医院建筑与装备.2011(12).
[2]浅谈放疗科直线加速器机房改建流程与实施[J].莫丽云.哈尔滨医药.2012(03).