磁共振加速器机房放射防护计算方法浅析

磁共振加速器机房放射防护计算方法浅析

王君张伋张永仕王健

武汉舍鱼环境与健康检测评价有限公司湖北武汉430223

摘要：对某医院磁共振加速器机房进行屏蔽设计和计算，评价加速器机房放射性职业病危害防护的合理性和有效性。

关键词：磁共振加速器放射防护屏蔽计算

前言：

磁共振加速器（MR-Linac）是将直线加速器治疗与1.5T高场强核磁共振技术结合，利用磁共振加速器产生的高能X射线杀死肿瘤细胞，在放射治疗过程中可以精确定位并锁定肿瘤从而做出精确的辐射治疗，为适应市场发展需要，某医院拟购置的1台7MV磁共振加速器。本文主要对磁共振加速器机房屏蔽计算进行阐述。

正文：

1机房设计基本情况

某磁共振加速器机房为新建机房；机房均由机房主体、迷路、防护门组成。加速器机房设计基本情况见表1。

表1加速器机房设计基本情况

2自带屏蔽设施

该磁共振加速器自带屏蔽体与辐射源的关系见图1。由于束流衰减器的作用，通常不需要再考虑主防护墙和次防护墙的差别，使得机房的布局可以完全方正。

图1磁共振加速器系统屏蔽示意图

3剂量率控制值要求

根据《电子加速器放射治疗放射防护要求》（GBZ126-2011）[1]中有关屏蔽设施外周围剂量当量率的规定，磁共振加速器机房屏蔽体外表面30cm处的周围剂量当量率应不大于2.5µSv/h。

4屏蔽计算

4.1东墙、西墙的屏蔽核算（单一泄漏辐射）

根据式2-1、2-2计算屏蔽厚度X；

（式2-1）

（式2-2）

式中：

：周围剂量当量率控制值，μSv/h；

：距靶1m处的有用线束或泄漏的周围剂量当量率，μSv/h；

R：参考点与靶点间的距离，m；

X：符合周围剂量当量率控制值要求的主（副）屏蔽墙的厚度，cm；

cosθ：入射角θ的余弦；

TVL1：对7MV宽束X射线，对应屏蔽材料的第一十分之一值层厚度，cm；

TVL：对7MV宽束X射线，对应屏蔽材料的平衡十分之一值层厚度，cm。

根据设计厚度X，由式2-3计算屏蔽透射因子B，然后按式2-4计算按设计厚度剂量率结果：

（式2-3）

（式2-4）

式中各符号同式2-1、2-2。

4.2南墙、北墙、室顶的屏蔽核算（复合辐射）

4.2.1患者散射辐射

根据式2-5、式2-1计算屏蔽厚度X：

（式2-5）

式中：

：周围剂量当量率控制值，μSv/h；

：距靶1m处的有用线束或泄漏的周围剂量当量率，μSv/h；

Rs：患者（位于等中心点）至关注点的距离，m；

αph：患者400cm2面积上垂直入射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；

TVL：患者散射辐射在混凝土中的什值层，cm。

根据设计厚度X，根据式2-3计算屏蔽透射因子B，然后按式2-6计算按设计厚度剂量率结果：

（式2-6）

式中各符号同式2-5。

4.2.2泄漏辐射

根据式2-1、2-2计算屏蔽厚度X；根据式2-3、2-4计算按设计厚度剂量率结果。

4.3计算参数与结果

根据GBZ/T201.2-2011[2]6MVX射线泄漏辐射在混凝土中的TVL为290mm，TVL1为340mm；散射辐射在混凝土中的TVL为260mm，采用内插法7MVX射线泄漏辐射在混凝土中的TVL为295mm，TVL1为342mm；散射辐射在混凝土中的TVL为265mm机房屏蔽厚度计算参考点的分布示意图见图2、图3。相关参数计算出所需厚度及参考点的周围剂量当量率估算结果见表2。

图2磁共振加速器机房屏蔽厚度计算参考点的分布平面示意图

图3磁共振加速器机房屏蔽厚度计算参考点的分布剖面示意图

表2相关参数计算出所需厚度及参考点的周围剂量当量率估算结果

由上表屏蔽防护计算可知，该磁共振加速器治疗室设计的屏蔽厚度能屏蔽要求。

结言：

磁共振加速器机放射防护房屏蔽计算应考虑磁共振加速器设备本身自屏蔽设施，其机房无需进行主、次屏蔽设计，其他计算与常规医用直线加速器无异。

参考文献：

[1]中华人民共和国卫生部．GBZ126－2011电子加速器放射治疗放射防护要求[S].北京：中国标准出版社，2012.

[2]中华人民共和国卫生部．GBZ/T201.2-2011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[S].北京：中国标准出版社，2011.