В ходе проектирования и контроля эксплуатации рентгеновских кабинетов

Измерение и оценка уровней мощности дозы

В ходе проектирования и контроля эксплуатации рентгеновских кабинетов

(расчет радиационной защиты)

Учебное пособие

для самостоятельной работы студентов

медико-профилактического факультета

и врачей ГСЭН.

/Радиационная гигиена/

Казань - 2012

ББК 51.26я8

Г46

Чупрун В.Ф. Радиационная безопасность.

Измерение и оценка уровней мощности дозы

в ходе проектирования и контроля эксплуатации рентгеновских кабинетов

(расчет радиационной защиты)

Вопросы обеспечение радиационной защитыпроцедурной рентгеновского кабинета – основного рабочего помещения, в котором осуществляются диагностические или лечебные мероприятия, относятся к одниму из наиболее сложных и ответственных разделов их проектирования, а также контроля за эксплуатацией.

Рассматриваемая методика, устраняющая целый ряд неточностей и недостатков, базируется на положениях НРБ-99, ОСПОРБ-99, лежит в основе СанПиН'а 2.6.1 1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований».

В пособии даются определения и раскрывается содержание таких понятий как: «средства радиационной защиты», «радиационный выход», «рабочая нагрузка». Приводятся таблицы стандартизированных значений радиационного выхода (с учетом величин подаваемого напряжения), а также - типовые значения рабочей нагрузки и анодного напряжения, используемые в ходе расчетов стационарной защиты.

Для расчета значений радиационного выхода при использовании промежуточных значений анодного напряжения приводится основная формула интерполирования.

Предназначено для студентов медицинских вузов, работников служб радиационной безопасности, врачей отделов радиационной гигиены ЦГСЭН и других заинтересованных специалистов.

Казань – 2012

Тема занятия: «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований"

А. Расчет радиационной защиты в рентгеновских кабинетах

Рентгеновские кабинеты, в зависимости от целевого назначения, включают в себя набор различных по­мещений:

- процедурную;

- процедурную и комнату управления;

- процедурную, комнату управления и фотолабораторию,

- процедурную, комнату управления, регистратуру, кабинет врача и т.д.

Одним из наиболее сложных и ответственных разделов проектирования рентгеновских кабинетов яв­ляется обеспечение радиационной защиты его процедурной, являющейся во всех случаях основным помещени­ем, в котором осуществляются диагностические или лечебные (терапевтические) мероприятия.

В процедурной раз­мещается рентгеновский аппарат (источник ионизирующего излучения). Последнее и определяет необхо­димость проведения расчетов радиационной защиты помещений, с нахождением свинцовых эквивалентов стационарных, передвижных, индивидуальных средств радиационной защиты.

К стационарным средствам радиационной защиты относятся строительные конст- рукции и устрой­ства (пол, потолок, стены), обеспечивающие защиту от рентгеновского излучения, и являющиеся неотъем­лемыми частями помещений рентгеновского кабинета.

К ним же относятся также и средства защиты с ограниченным диапазоном перемещения (защитные двери, ставни, жалюзи...).

Передвижные средства радиационной защиты включают в себя ширмы и экраны, предназначенные для защиты от рентгеновского излучения всего тела человека, его частей или отдельных органов при осуществлении рентгенологических исследований.

Индивидуальные средства радиационной защиты представляют собой целый набор технические средства, надеваемых на человека для защиты всего тела, его частей или отдельных органов в ходе рентгенологических исследований.

Применявшиеся до последнего времени методы расчета радиационной защиты, включали в себя целый ряд весьма существенных недостатков, таких как:

- физически некорректноевыражение основного расчетного параметра - коэффициента ослабления излучения;

- отсутствие учета направленности первичного пучка излучения, а также, движений последнего во время исследования (панорамные томографы, рентгеновские компьютерные томографы, сканирующие аппа­раты);

- устаревший перечень применяемых на практике рентгенодиагностических аппаратов (в том чис­ле и с цифровыми приемниками изображения), а также, формируемых ими рабочих нагрузок;

- это и устаревшие норма­тивы и единицы измерения предельно-допустимых уровней излучения (НРБ 76\87).

Рассматриваемая нами методика расчета, устраняющая перечисленные недостатки, базируется на положениях НРБ-99, ОСПОРБ-99, и была положена в основу СанПиН'а 2.6.1 1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований» - нормативного документа, устанавливающего основные требования и нормы по обеспечению радиационной безопасности персонала, пациентов и населения в ходе осуществления медицинских рентгенологических процедур (с диагностической, профилактической, терапевтической или исследовательской целями).

Основной расчетный параметр в данной методике представлен в виде (физически корректного) коэффициента кратности ослабления (К_КР), представляющего собой отношение измеренной или рассчитан­ной мощности поглощенной дозы рентгеновского излучения в оцениваемой точке воздуха при отсутст­вии защиты (D₀₎ к допустимой мощности поглощенной дозыв оцениваемой точке воздуха (ДМД).

К_КР = D₀ ÷ ДМД (1)

D₀ = (1000 × Н × W × N) ÷ (30 × R²);

где: Н - радиационный выход, (мГр × м) ÷ (мА × мин);

W - рабочая нагрузка рентгеновского аппарата, (мА × мин) ÷ неделя;

N - коэффициент направленности излучения (безразмерная величина);

R - расстояние от фокуса рентгеновской трубки до точки расчета защиты, (в метрах);

1000 – коэффициент перевода мГр в мкГр (мЗв в мкЗв);

30 - значение нормированного времени работы рентгеновского аппарата за неделю (односменная работа персонала, 30- часовая рабочая неделя);

Введением коэффициента кратности ослабления (К_КР), наряду с коэффициентом направленности (N), и устраняются первые два недостатка старой методики расчета.

Радиационный выход (Н) – отношение мощности воздушной Кермы в первичном пучке рентгеновского излучения на расстоянии 1 метр от фокуса рентгеновской трубки, умноженной на квадрат этого расстояния, к силе подаваемого анодного тока (мГр × м²) ÷ (мА × мин).

Данный показатель отражает изменение мощности воздушной Кермы, приходящейся на единицу катодного тока конкретного аппарата, в зависимости от расстояния точки расчета защиты и берется из технической докумен­тации на конкретный рентгеновский излучатель.

В случае же отсутствия таких данных, могут быть использованы и табличные значения (радиационного выхода) с учетом величины подаваемого напряжения.

СанПиН 2.6.1. 1192-03. Приложение 9, Табл 1 (стр 59).

Для промежуточных значений анодного напряжения радиационный выход рассчиты- вается с использо­ванием метода интерполирования, используя универсальную формулу:

С = А + [ (В – А) ÷ (в – а)] × (с – а);

где: А, В, С - значения радиационного выхода, (мГр × м²) ÷ (мА × мин);

а, в, с - значения анодного напряжения.

Используемый в формуле (2) коэффициент направленности (учитывающий вероят- ность направ­ления первичного пучка рентгеновского излучения), принимается равным 1,0 во всех направлениях первичного пучка.

Для аппаратов с подвижным источником излучения во время получения изображения (рентгеновский компьютерный томограф, панорамный томограф, сканирующие аппараты) значение «N» принимается равным 0,1.

Во всех других направлениях, куда падает только рассеянное излучение, значение «N» принимается рав­ным 0,05.

Рабочая нагрузка (W) – недельная нагрузка работы рентгеновского аппарата, регламен тированная длительностью и количеством рентгенологических процедур при номинальных значениях анодного напряжения. Выражается в мА×мин\неделю.

Стандартизированные значения рабочей нагрузки (W) и анодного напряжения (U) для расчета стационарной защиты рент­геновских кабинетов приводятся в специальных таблицах СанПиН'а 2.6.1. 1192-03.

Табл. 4.1 (стр. 20-21); табл. 9.1 (стр.38).

Примечания:

- при комплектации флюорографов защитной кабиной, расчет защиты помещений производится с учетом ослабления рентгеновского излучения защитным материалом флюорографической кабины, указываемого в эксплуатационной документации на аппарат;

- для аппаратов, не вошедших в таблицы 4.1, 9.1, а также, при нестандартном применении перечисленных типов аппаратов W рассчитывается по значению фактической экспозиции при стандартизированных значениях анодного напряжения;

- для рентгеновских аппаратов, в которых максимальное анодное напряжение ниже указанного в таблицах, при расчетах и измерениях необходимо использовать максимальное напряжение, указанное в технической документации на аппарат.

Таким образом, использование параметров (приводимых в таблицах 4.1, 9.1), устраняет и третий недостаток старых регламентов. А учитывая, что «Основные пределы доз» облучения (эффективная эквивалентная доза) берутся исходя из новых, дейст­вующих «Норм радиацион- ной безопасности», устраняется и четвертый недостаток предыдущих методов рас­чета.

Значения допустимой мощности дозы (ДМД) в воздухе точки расчета защиты вычисляются исходя из значений «Основных пределов доз» для соответствующих категорий облучаемых лиц (НРБ-99, табл 3.1, стр.20) и продолжительности облучения (часов/год), учитывая сменность проводимых работ и занятость помещений исходя из следующего выражения:

ДМД = (ОПД × 1000 × λ) ÷ (Т_СТ × К_ЗАН × К_СМ)

где: ОПД - основной годовой предел дозы (мЗв/год);

1000 – коэффициент перевода мЗвв мкЗв;

λ - коэффициент перехода от величины ЭЭД к значению поглощенной дозы (Д) в воздухе (мГр\мЗв). Для расчета радиационной защиты с учетом двукратного запаса по кратности ослабления рентгеновского излучения значение λ принимается равным 1,0;

Т_СТ - стандартизированное значение продолжительности работы рентгеновского аппарата в течение года при односменной работе (1500 часов\год);

К_ЗАН - коэффициент занятости помещения, учитывающий максимально возможное время нахождения людей в зоне облучения;

К_СМ - коэффициент сменности, учитывающий возможность двухсменной работы рентгеновского аппарата и связанную с ней продолжительность облучения персонала гр. «Б», пациентов и населения.

Таким образом: К_КР = (1000 × Н × W × N) ÷ (30 R² × ДМД); (2)

Основной предел дозы (ОПД) в соответствии с НРБ-99 и положениями СанПиН'а 2.6.1. 1192-03, пункт 2.2.1 (стр.8) составляет для:

персонала группы «А» - 20 мЗв/год;

персонала группы «Б» - 5 мЗв/год;

населения - 1 мЗв/год.

Коэффициент сменности проводимых работ (К_СМ):

для персонала «А» берется равным 1,0;

для персонала «Б» - 1,3;

для населения – 2,0.

Коэффициент занятости помещения (Т) выбирается исходя из относительной длительности нахождения людей в расчетной зоне.

Так, для помещений постоянного пребывания персонала, имеющего постоянные рабочие места, а также, для жилых помещений, смежных с процедурной рентгеностоматологического кабинета, коэффициент занятости принимается равным 1,0.

Для помещений, смежных с процедурной рентгеновского кабинета без постоянных рабочих мест, а также, палат стационаров (смежно располагающихся с процедурной) – 0,25.

Для территорий, прилегающих к наружным стенам процедурной рентгеновского кабинета, – 0,12. Для помещений эпизодического пребывания персонала, смежных с процедурной рентгеновского кабинета (подвал, чердак, технический этаж и др.) - 0,06.

Расстояние от фокуса рентгеновской трубки до точки расчета защиты определяется исходя из проектной документации на рентгеновский кабинет.

За точки расчета защиты принимаются точки, расположенные:

- вплотную к внутренним поверхностям стен помещений, прилегающих к процедурной рентгеновского кабине­та или наружным стенам;

- в помещении, расположенном над процедурной, на высоте 50 см от пола защищаемого помещения;

- в помещении, расположенном под процедурной, на высоте 150 см от пола защищаемого помещения.

При расчете радиационной защиты рентгеностоматологического кабинета, расположен ного смеж­но с жилыми помещениями за точки расчета защиты принимаются точки, располо женные:

- вплотную к внутренним поверхностям стен рентгеностоматологического кабинета, размещенного смежно по горизонтали с жилыми помещениями;

- на уровне пола рентгеностоматологического кабинета, при расположении жилого помещения под кабинетом;

- на уровне потолка рентгеностоматологического кабинета, при расположении жилого помещения над кабине­том.

В подавляющем большинстве стандартных случаев, вместо трудоемкого расчета величины допустимой мощности поглощенной дозы в расчетной точке воздуха (ДМД), гораздо проще будет воспользоваться табличными значениями, приводимыми для типового размещения процедур- ной по отношению к смежным помещениям (СанПиН 2.6.1-03. Табл. 4.2, стр. 23).

Практически достаточно выбрать значениядопустимой мощности поглощенной дозы (ДМД) в расчетной точке воздуха и, пр­иводимые в таблице (4.1, стр. 20-21) рабочую нагрузку (W) и анодное напряжение (U).

Приложение 1