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你家的放射场所屏蔽墙和门真的达到防护标准了

文章出处:青岛万东射线防护器材有限公司 人气:发表时间:2021-08-23 19:55

    今天青岛万东射线防护器材小编详细聊聊放射场所的屏蔽和门的厚度,材料如何更好的做的防护,特别是长久的防护,不能为了糊弄业主,当时验收辐射标准,由于选材不对,施工工艺偷工减料,过两天形变啊,裂缝啊,防护效果大大降低。
 
    其实辐射防护墙和门窗本身技术门槛不是很高,外行看看资料,也能依葫芦画瓢做个七七八八,可是少数做辐射防护单位唯利是图,业主单位又不是专业人士,很多时候会出现2种情况:
 
    1.一种情况唯便宜论,基本概念完全不懂,鱼目混珠,质量以次充好。
 
    2.还有一种情况过度防护,没必要这么多的材料。
 
    目的都是为了追逐更多的利润。
 
    今天我们从国家标准的要求,以及现有实际材料的特性分析,你的放射场所如何选择材料和工艺:
 
    我们先来看GBZ130—2020放射诊断放射防护要求中关于放射场所机房面积和各个方向的铅当量:
射线设备机房(照射室)使用面积、单边长度的要求
    以最多的口腔CBCT卧式扫描为例我们看到机房最小面积15㎡,最小单边长度3m,也就说是你的机房最低是3*5m的长方形,2.5*7m虽然面积超过15㎡,也是不符合要求的。
 X 射线设备机房的屏蔽防护铅当量厚度要求
表中清楚列出不同设备,不同管电压下设备各个方向的铅当量。
 
    为什么要规定面积的同时,还有规定最小单边长度,因为xγ射线空气吸收剂量率与距离平房成反比,如果你的单边长度太小,你的边界剂量如果想达标就需要更高的防护,那就没有标准可依了。
 
    只有面积和最小单边长度达标了,才能按照表中的铅当量进行防护设计,要不然是没法做到安全的防护值了。
 
    还是以口腔CBCT为例,有用线束方向2个铅当量,非有用线束1个铅当量。必须达标,或者适当冗余,再多的铅当量就是多余过度防护了,还有就是施工工艺要合理,这个在实际过程更重要,下面我们会详细聊聊。
 
    机房的门和窗关闭时应满足表2的要求。
 
    距X射线设备表面100cm处的周围剂量当量率不大于2.5μSv/h时且X射线设备表面与机房墙体距离不小于100cm时,机房可不作专门屏蔽防护。
 
    车载机房应有固定屏蔽,除顶部和底部外,屏蔽应满足表2中屏蔽防护铅当量厚度要求。
不同射线能量和不同原子序数(正比于物质密度)的作用
    我们屏蔽射线就是要产生光电效应,把射线能量全部变成带电粒子,带电粒子从屏蔽物质是出不来的,自然就被屏蔽了。但是射线能量高了以后,我们需要多次散射,将射线能量分次吸收掉。如果这三个作用效应不懂,可以看我以前的文章或者视频。图中清楚给出了不同射线能量和不同原子序数(正比于物质密度)的作用概率。
 
    我们来看常用的各个防护材料的特性:
 
    1.铅(Pb)原子序数82,密度11.34g.cm-3,具有耐腐蚀和强衰减X、y射线的特性,易加工成型,是一种良好的屏蔽材料,但铅具有化学毒性,机械强度差,用做防护材料需要夹持固定在铁板或木板上,以防止重力作用下垂。
 
    使用铅做屏蔽材料要注意以下几点∶
 
    (1)铅对250kV以下的低能X射线吸收能力强,但产生的散射线量也较大,其返回散射强度是铁的1.05倍,为铝的8.9倍,在实际应用中,为减少散射线强度,可采用铅、铝复合材料。
 
    (2)铅对250kV以上的高能X射线和γ射线,其防护性能相对降低,特别是在1MeV至几MeV的能区范围内,铅对X射线或y射线衰减能力最差。与混凝十相比,对100kV的X射线,1mmPb约相当于64mm混凝土的防护效果;而对6MV的高能X射线和具有平均能量1.25MeV的6Coy射线,则1mmPb约相当于6.3mm混凝土的防护效果,其衰减能力下隆至低能射线的1/10,因此,对高能X、y射线的固定防护屏蔽采用铅是不划算的。例如,有些单位拟将原有低能(如6MV)加速器机房改造为高能(如15MV)的加速器机房时,在原主防护墙上附贴铅板来增加防护厚度就很不划算。因为铅板本身就造价高,而目附贴铅板的施工难度大。对此,可根据机房内外空间情况改用高密度的混凝土或铁板来增加防护厚度。
 
    2.混凝土(简称砼)防护用普通混凝土的密度为2.3~2.4g.cm-3,由水泥粗骨料(石子)、沙子和水混合而成。混凝土有碳质和硅质混凝土之分。
 
    混凝土的成本低廉,有良好的结构性能,在工程中多用做固定的防护屏障,用在放射防护建筑上,既可防X、γ射线,也可防中子,是一种最常用的墙体防护材料。有时,为了减小屏蔽厚度。缩小体积,使用高密度的混凝士。亦称重混凝十。其办法是用铅沙、铁沙代
 
    替普通沙子,用重晶石矿石、铁矿石以至铸铁块、废钢块代替碎石等来提高混凝十的密度,
 
    增加防护效果。不过这类混凝土的成本提高,不是特别需要时一般不随意采用重混凝土。
 
    3.砖黏土砖的密度为1.6g.cm-3,价廉、通用、来源容易。对低kV的X射线.砖的散射量较低,是屏蔽防护的好材料。在医用诊断X射线范围内,—砖厚(240mm)实心砖墙约为2mm的铅当量。
 
    对高能X射线和γ射线,砖的防护效果亦相对提高,与铅相比。对400kV的X射线。90mm的砖相当于1mmPb的防护效果,笔者测试结果显示,对6MVX射线和60Coy射线则7.7~7.8mm的砖约相当于1mmPb的防护效果,相对提高10倍左右(见表6.5)。因此,对60Co和加速器治疗室的迷路外口,为缩小其宽度,减小防护门的面积和重量,可以砌砖墙封堵,必要时可以在两层砖墙之间填充复合防护材料,以提高防护效果,这样既可达到防护目的又便于施工和日后更换设备时拆除。
 
    4.含金属元素的板材目前有两种∶
 
    (1)射线防护钡板产品选用天然硫酸钡为主料,配以天然植物纤维增强和其他辅料,经先进生产工艺加压、高温蒸养成形。其特点是安全无害、防火、耐用、易于施工等。
 
    (2)玻璃钢类防护板系以硫酸钡为主料,配以玻璃纤维、树脂等辅料,层层平摊固化而成。上述两种板材均可用于隔墙、吊顶、贴墙面等防护装饰。
用相当于1mmPb 防护效果的混凝土和砖的厚度(mm)表示
    普通混凝土对高能X射线和γ射线的防护效果,与铅比较相对提高,如表3所示,对80kV的X射线,100mm的混凝土相当于1mmPb,而对400kV的X射线,则47mm的混凝土即相当于1mmPb。医用加速器6MV的X射线和60Co治疗机输出的平均能量为1.25MeV的γ射线测量4种不同防护材料的比铅当量显示,混凝土的比铅当量约为0.16mmPb/mm材料,即1mmPb相当于6.25mm(1/0.16)混凝土。这些数据说明,混凝土实为高能辐射比较理想的墙体防护材料。
    5.铅玻璃目前国产铅玻璃常用型号为ZF系列中的ZF2、ZF3、ZF6,它们的密度分别是4.2g.cm-3、4.46g.cm-3和4.68g.cm-3,对医用诊断X射线(能量范围80~120kV)的比铅当量大约分别为0.2、0.24和0.26mmPb/mm材料,透光率≥85%。
    铅玻璃中含铅量越高,其密度越大,比铅当量越高,但其颜色变黄,表面硬度降低,而且更易氧化变色,致使透光率降低。从实用性考虑,若不受厚度限制,医学上应用一般以ZF2或ZF3为宜。目前,我国生产供医学应用的铅玻璃多为ZF2和ZF3。
    铅玻璃主要用做诊断X射线机房、CT、ECT、PET-CT等机房以及X射线摄影防护室、防护屏上的观察窗,以及核医学用操作防护屏等。所需屏蔽厚度可根据计算确定。
铅玻璃的厚度和铅当量要求
 
    铅当量
 
    为了便于比较各种屏蔽材料对X或γ射线的屏蔽性能,通常用铅作为比较的标准,把达到与—一定厚度的某屏蔽材料相同防护效果的铅层厚度,称为该一定厚度屏蔽材料的铅当量,单位以毫米铅(mmPb)表示。屏蔽材料的铅当量还与X或γ射线的能量、材料的厚度等因素有关。
 
    必须指出,屏蔽材料的铅当量不是固定不变的,它随光子的能量和材料的厚度而变化。因此,凡谈到防护材料的铅当量,必须说明多厚的某种材料,在多大射线能量下的铅当量。
 
    屏蔽材料的铅当量可用实验测量,也可以从有关书籍的图表中查得。常用屏蔽材料的铅当量比铅当量
 
    比铅当量
 
    指单位厚度(mm)防护材料的铅当量。其单位是mmPb/mm材料。比铅当量可用于不同防护材料对同一种辐射及其同一能量防护性能的比较,以及不同防护材料之间的转换。例如,对120kV的X射线,混凝土(ρ=2.35g/cm3)的比铅当量为0.011mmPb/mm混凝土,而钡水泥(ρ=2.79g/cm)的比铅当量为0.105mmPb/mm钡水泥,二者比较,显然钡水泥的防护效果优于混凝土。如果设计的屏蔽厚度需要1mmPb当量,采用混凝土则需要1/0.011=90mm;改用钡水泥,则仅需1/0.105=9.5mm。
 
 

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