Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЗИИ_Лаб / Лаб_1 / лаб 1 РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ПРИ РАБОТЕ С РЕНТГЕНОВСКИМ АППАРАТОМ

.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
479.82 Кб
Скачать
Дж / кг

РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ПРИ РАБОТЕ С РЕНТГЕНОВСКИМ АППАРАТОМ

ВВЕДЕНИЕ

Медицинское облучение является вторым по значимости источником облучения населения Российской Федерации (после природных источников). Вклад медицинского облучения в коллективную дозу облучения населения Российской Федерации достигает 30% и практически полностью формируется за счет диагностических и профилактических

рентгенологических

медицинских

исследований, охватывающих все

возрастные группы

населения.

 

В рентгенодиагностике, рентгенотерапии, рентгеновской микроскопии и других областях техники применяют рентгеновские трубки, которые служат источником рентгеновского излучения, представляющим потенциальную радиационную опасность для здоровья персонала и населения.

Степень радиационной опасности определяется мощностью дозы рентгеновского излучения, его эффективной энергией, а также пространственными и временными характеристиками поля излучения (дозового поля).

При работе с рентгеновскими аппаратами должны быть соблюдены требования норм радиационной безопасности, т.е. не превышены основные пределы доз для персонала – 20 мЗв/год и населения – 1 мЗв/год [НРБ-99].

1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Доза поглощенная (D) - величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

D dmde ,

где de - средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, а dm - масса вещества в этом объеме. Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленной на массу этого объема. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм ( ), и имеет специальное название - грей (Гр). Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад равна 1рад 0, 01Гр .

Доза эквивалентная (HT,R) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR:

HT ,R WR DT ,R ,

где DT ,R - средняя поглощенная доза в органе или ткани T, а WR -

взвешивающий коэффициент для излучения R.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

HT HT ,R

R

Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв).

Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

E WT HT ,

T

где HT - эквивалентная доза в органе или ткани T, а WT - взвешивающий

коэффициент для органа или ткани T.

Единица эффективной дозы - зиверт (Зв). Внесистемная единица эквивалентной и эффективной доз - бэр (биологический эквивалент рада).

1 Зв = 100 бэр.

Контроль радиационный - получение информации о радиационной обстановке в организации, в окружающей среде и об уровнях облучения людей (включает в себя дозиметрический и радиометрический контроль).

Комната управления рентгеновского кабинета - помещение, в котором располагаются дистанционные системы управления рентгеновским аппаратом и ведется наблюдение за состоянием пациента во время выполнения рентгенологических исследований.

Место рабочее - место постоянного или временного пребывания персонала для выполнения производственных функций в условиях воздействия ионизирующего излучения в течение более половины рабочего времени или двух часов непрерывно.

Мощность дозы - доза излучения за единицу времени (секунду, минуту, час).

Предел дозы (ПД) - величина годовой эффективной или эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы. Соблюдение предела годовой дозы предотвращает возникновение детерминированных эффектов, а вероятность стохастических эффектов сохраняется при этом на приемлемом уровне.

2

Излучение рентгеновское – фотонное излучение, генерируемое в результате торможения ускоренных электронов на аноде рентгеновской трубки.

Излучатель рентгеновский – рентгеновская трубка, размещенная в защитном кожухе (моноблоке) с фильтром и коллимирующим устройством (диафрагмой).

2. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ПРИ РАБОТЕ С РЕНТГЕНОВСКИМИ АППАРАТАМИ

Радиационный контроль является одним из видов производственного контроля, который включает [17]:

1.контроль мощности дозы излучения на рабочих местах персонала, в помещениях и на территории, смежных с процедурной рентгеновского кабинета;

2.контроль технического состояния и защитной эффективности передвижных и индивидуальных средств радиационной защиты;

3.индивидуальный дозиметрический контроль персонала группы А;

4.индивидуальный дозиметрический контроль лиц, периодически участвующих в проведении специальных рентгенологических исследований (хирурги, анестезиологи и др.), проводится так же как и для персонала группы А; оценку доз облучения данного контингента допускается осуществлять расчетным методом;

5.контроль дозовых нагрузок пациентов.

Индивидуальные годовые дозы облучения персонала фиксируются в карточке учета (базе данных) индивидуальных доз. Копию карточки следует хранить в учреждении в течение 50 лет после увольнения работника. Карточка учета доз работника в случае перевода его в другое учреждение передается на новое место работы. Данные об индивидуальных дозах облучения прикомандированных лиц сообщаются по месту работы.

Внеплановый радиационный контроль проводится при изменении условий эксплуатации рентгеновского кабинета (изменение назначения кабинета и/или смежных помещений, замена рентгеновской трубки, защитных средств, при аварийных ситуациях и др.). Объем радиационного контроля определяется характером изменения условий эксплуатации кабинета.

Мощность дозы излучения в помещениях различного назначения и на территории, нормированная к значению стандартного тока, не должна превышать значений, приведенных в таблице 1.

При проведении радиационного контроля должны использоваться приборы, внесенные в Государственный реестр средств измерений, пригодные для измерения рентгеновского излучения с энергией 15-140 кэВ при основной погрешности не более + 20% и имеющие свидетельство о поверке в установленные сроки.

3

3. ТРЕБОВАНИЯ К СТАЦИОНАРНЫМ СРЕДСТВАМ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ РЕНТГЕНОВСКОГО КАБИНЕТА

Согласно санитарным правилам [17] стационарные средства радиационной защиты процедурной рентгеновского кабинета (стены, пол, потолок, защитные двери, смотровые окна, ставни и др.) должны обеспечивать ослабление рентгеновского излучения до уровня, при котором не будет превышен основной предел дозы ПД (НРБ-99) для соответствующих категорий облучаемых лиц. Расчет радиационной защиты основан на

определении кратности ослабления К мощности дозы H 0 рентгеновского

излучения в данной точке в отсутствие защиты до значения допустимой мощности дозы ДМД (рассчитанной исходя из основных ПД):

 

 

 

10

3

K RWN

 

k

H 0

 

 

, (1)

ДМД

 

30r 2 ДМД

где 103 - коэффициент перевода мГр в мкГр; K R - радиационный выход -

отношение мощности воздушной кермы в первичном пучке рентгеновского излучения на расстоянии 1 м от фокуса трубки, умноженной на квадрат этого

расстояния, к силе анодного тока, мГр х

м2/(мА х мин);

W - рабочая

нагрузка рентгеновского аппарата, (мА х

мин)/нед.; N

-

коэффициент

направленности излучения, отн. ед.; 30

– значение

нормированного

времени работы рентгеновского аппарата в неделю при односменной работе

персонала группы А (30 - часовая рабочая неделя), ч/нед;

r - расстояние от

фокуса рентгеновской трубки до точки расчета, м.

 

Значение радиационного выхода K R берется

из технической

документации на конкретный рентгеновский излучатель.

Значения рабочей нагрузки W в зависимости от типа и назначения рентгеновского аппарата приведены в [17]. Они рассчитаны исходя из регламентированной длительности проведения рентгенологических исследований при номинальных стандартизированных значениях анодного напряжения. Для аппаратов, не вошедших в [17], 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 [17], при расчетах и измерениях необходимо использовать максимальное напряжение, указанное в технической документации на аппарат.

Коэффициент направленности N учитывает вероятность направления первичного пучка рентгеновского излучения. В направлениях первичного пучка рентгеновского излучения значение N принимается равным 1. Для аппаратов с подвижным источником излучения во время получения изображения (рентгеновский компьютерный томограф, панорамный томограф, сканирующие аппараты) значение N принимается равным 0,1. Во

4

всех других направлениях, куда попадает только рассеянное излучение, значение N принимается равным 0,05.

Значения допустимой мощности дозы в воздухе ДМД в мкГр/ч рассчитывают исходя из основных пределов эффективных доз ПД для соответствующих категорий облучаемых лиц (таблица 1) и возможной продолжительности их пребывания в помещениях или территории различного назначения:

 

ДМД

103 ПД

,

(2)

 

 

 

 

tc n T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где 103 - коэффициент перевода мГр в мкГр; - коэффициент

перехода от

величины

эффективной дозы к значению поглощенной дозы в воздухе,

мГр/мЗв (для расчета радиационной защиты

с

учетом

двукратного

запаса по

кратности ослабления

рентгеновского

излучения

значение

принимается равным 1); tc - стандартизованная продолжительность работы

рентгеновского аппарата в течение года при односменной работе персонала группы А ( tc = 1500 ч/год при 30-часовой рабочей неделе); n - коэффициент

сменности,

учитывающий

 

возможность

двухсменной

работы

рентгеновского

аппарата

и

связанную с

ней продолжительность

облучения персонала группы

Б,

пациентов и

населения, t p tc n ; T -

коэффициент занятости помещения, учитывающий максимально возможное время нахождения людей в зоне облучения.

При проектировании стационарной защиты следует использовать значения ДМД, представленные в таблице 1.

При проектировании стационарной защиты процедурной рентгеновского кабинета в зависимости от конструктивных особенностей и технологии использования конкретного аппарата должны быть выделены участки, для которых расчет защиты проводится на ослабление первичного пучка рентгеновского излучения. Остальная площадь стационарной защиты должна обеспечивать ослабление только рассеянного излучения. Для остеоденситометров, маммографов, флюорографов с защитной кабиной расчет стационарной защиты проводится только от рассеянного излучения.

В процедурных рентгеновского кабинета, в которых пол расположен непосредственно над грунтом или потолок находится непосредственно под крышей, защита от излучения в этих направлениях не предусматривается.

Справочные данные для расчета стационарной защиты, являющегося неотъемлемой частью технологического проекта рентгеновского кабинета, приведены в приложении 9 к санитарным правилам [17].

5

Таблица 1. Допустимая мощность дозы рентгеновского излучения для помещений и территории различного назначения [17]

 

ДМД,

Т,

n,

t_p,

ПД,

Помещение, территория

отн.

отн.

мкЗв/ч

ч/год

мЗв/год

 

ед.

ед.

 

 

 

 

Помещения постоянного пребывания

13

1

1

1500

20

персонала группы А

 

 

 

 

 

Помещения, смежные по вертикали и

 

 

 

 

 

горизонтали с процедурной

 

 

 

 

 

рентгеновского кабинета, имеющие

2,5

1

1,3

2000

5

постоянные рабочие места персонала

 

 

 

 

 

группы Б

 

 

 

 

 

Помещения, смежные по вертикали и

 

 

 

 

 

горизонтали с процедурной

 

 

 

 

 

рентгеновского кабинета без постоянных

10

0,25

1,3

2000

5

рабочих мест (холл, гардероб, лестничная

 

 

 

 

 

площадка, коридор, комната отдыха,

 

 

 

 

 

уборная, кладовая и др.)

 

 

 

 

 

Помещения эпизодического пребывания

 

 

 

 

 

персонала группы Б (технический этаж,

40

0,06

1,3

2000

5

подвал, чердак)

 

 

 

 

 

Палаты стационара, смежные по

 

 

 

 

 

вертикали и горизонтали с процедурной

1,3

0,25

2

3000

1

рентгеновского кабинета

 

 

 

 

 

Территория, прилегающая к наружным

 

 

 

 

 

стенам процедурной рентгеновского

2,8

0,12

2

3000

1

кабинета

 

 

 

 

 

Жилые помещения, смежные с

 

 

 

 

 

процедурной рентгеностоматологического

0,3

1

2

3000

1

кабинета

 

 

 

 

 

4. ТРЕБОВАНИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРСОНАЛА, ПАЦИЕНТОВ И НАСЕЛЕНИЯ

Радиационная безопасность персонала рентгеновского кабинета, согласно [17] обеспечивается системой защитных мероприятий конструктивного характера при производстве рентгеновских аппаратов, планировочными решениями при их эксплуатации, использованием стационарных, передвижных и индивидуальных средств радиационной защиты, выбором оптимальных условий проведения рентгенологических исследований, осуществлением радиационного контроля.

Лица, проходящие стажировку и специализацию в рентгеновском кабинете, а также учащиеся высших и средних специальных учебных заведений медицинского профиля допускаются к работе только после прохождения вводного и первичного инструктажа по технике безопасности и радиационной безопасности. Для студентов и учащихся, проходящих обучение с источниками ионизирующих излучений, годовые дозы не должны превышать значений, установленных для персонала группы Б.

6

В случае возникновения нештатных (аварийных) ситуаций персонал действует в соответствии с инструкцией по ликвидации аварий. К нештатным ситуациям в рентгеновском кабинете относятся:

повреждение радиационной защиты аппарата или кабинета;

переоблучение персонала или пациентов;

короткое замыкание и обрыв в системах электропитания;

замыкание электрической цепи через тело человека;

механическая поломка элементов рентгеновского аппарата;

поломка коммуникационных систем водоснабжения, канализации, отопления и вентиляции;

аварийное состояние стен, пола и потолка;

пожар.

Врачи, выполняющие медицинские рентгенологические исследования,

должны знать ожидаемые уровни доз облучения пациентов, возможные реакции организма и риски отдаленных последствий.

По требованию пациента ему предоставляется полная информация об ожидаемой или о полученной им дозе облучения и о возможных последствиях.

Установленный норматив годового профилактического облучения при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований и научных исследований практически здоровых лиц – 1 мЗв.

Проведение научных исследований с источниками излучения на людях осуществляется по решению федерального органа управления здравоохранения. При этом требуется обязательное письменное согласие испытуемого и предоставление ему информации о возможных последствиях облучения.

5. МЕТОДИКА РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

Измерения мощности дозы на рабочих местах персонала, в помещениях

ина территории, смежных с процедурной рентгеновского кабинета, согласно санитарным правилам [17] должны проводиться при стандартных значениях анодного напряжения, значении силы анодного тока не менее 2 м и наличии дополнительных фильтров - 2 мм Al и 2 мм Сu для рентгенодиагностических

ирентгенотерапевтических аппаратов соответственно. Все дозиметрические измерения по должны проводиться с тканеэквивалентными (водными) фантомами:

в рентгенодиагностических кабинетах общего назначения, в рентгенотерапевтических кабинетах, а также при контроле палатных рентгеновских аппаратов - размерами 250х250х150 мм;

в рентгенофлюорографических кабинетах - размерами 250х250х75 мм;

при контроле рентгеностоматологических аппаратов - диаметром 150 и высотой 200 мм;

в кабинетах маммографии - штатными фантомами в комплекте с

маммографическими рентгеновскими аппаратами (допускается

7

использование в качестве фантома пакета из пластика объемом 200 мл, заполненного водой);

в кабинетах компьютерной томографии и остеоденситометрии - штатными фантомами в комплекте с компьютерными томографами и остеоденситометрами.

Вкаждой точке проводится не менее трех измерений мощности дозы

ивычисляется ее среднее значение. При измерениях необходимо учитывать анизотропию дозиметра, ориентируя детектор по максимальным показаниям прибора.

При проведении радиационного контроля в рентгенотерапевтических кабинетах и кабинетах компьютерной томографии измерения проводят только в помещениях и на территориях, смежных с процедурной.

Впомещениях, смежных с процедурной рентгеновского кабинета, измерения мощности дозы проводят при реально используемом направлении прямого пучка рентгеновского излучения:

в помещении, расположенном над процедурной, на высоте 500 мм от пола в точках прямоугольной сетки с шагом 1 м;

в помещении, расположенном под процедурной, на высоте 2000 мм от пола в точках прямоугольной сетки с шагом 1 м;

в помещениях, смежных по горизонтали - вплотную к стене, на высоте 2000, 1200, 500 мм по всей длине стены с шагом 1 м (то же для наружной стороны стены процедурной).

Измерение мощности дозы проводится также на стыках защитных ограждений, у дверных проемов, смотровых окон и отверстий технологического назначения.

Для оценки результатов радиационного контроля измеренные значения мощности дозы приводятся к значению стандартного тока:

 

H

 

H

 

I ст

,

(3)

 

к

изм

 

 

 

 

I изм

 

 

 

 

 

 

 

где

Н к - контрольное значение

мощности дозы КМД, мкЗв/ч; Низм -

измеренное значение мощности дозы при Iизм

- силе тока, установленного во

время измерения, мкЗв/ч; I ст - стандартный ток, мА.

 

Стандартный ток рассчитывается по формуле:

 

I ст = W/ 1800 , мА,

(4)

где

W - рабочая нагрузка,

 

мА х мин/нед; 1800 - время работы персонала

группы А, мин/нед.

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитанное значение КМД

сравнивают с величинами допустимой

мощности дозы ДМД в помещениях различного назначения (таблица 1). В случае, если полученное значение КМД превышает значение ДМД на рабочих местах персонала, находящихся непосредственно у рентгеновского аппарата, необходимо провести контроль технических параметров аппарата в соответствии с [17].

В случае, если полученное значения КМД превышают значения ДМД в помещениях и на территории, смежных с процедурной рентгеновского

8

кабинета, необходимо проверить соответствие расстановки рентгеновского оборудования техническому проекту. При этом необходимо, прежде всего, обратить внимание на направление первичного пучка рентгеновского излучения, т.к. при расчете защиты вводится коэффициент направленности N, значение которого в направлении рассеянного излучения составляет 0,1.

Результаты радиационного контроля оформляются протоколом, рекомендуемая форма которого приводится в приложении 1.

6. РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Источником рентгеновских лучей является рентгеновская трубка. Рентгеновская трубка (рис. 1) представляет собой баллон, внутри которого создан вакуум 10-3 - 10-4 Па. В баллоне находится массивная металлическая мишень (анод) и вольфрамовая или платиновая спираль (катод). При нагреве катода происходит электронная эмиссия и электроны вылетают из катода. Между анодом и катодом создается разность потенциалов, которая заставляет электроны лететь по направлению к аноду, при этом скорость электронов непрерывно возрастает, электронный поток создает электромагнитное поле, индукция которого увеличивается с ростом тока электронов.

Достигая поверхности анода, электроны резко тормозятся, при этом возникают электромагнитные импульсы с длинами волн в определенном интервале (тормозное или рентгеновское излучение). Рентгеновское излучение выходит из рентгеновской трубки через специальное окно. Окна обычно изготавливают из бериллия, толщина которого изменяется в пределах

0,1-0,5 мм.

Распределение интенсивности излучения по длинам волн зависит от материала анода рентгеновской трубки и приложенного напряжения, при этом со стороны коротких волн эта кривая начинается с некоторой пороговой минимальной длины волны, зависящей от приложенного напряжения. Совокупность лучей со всеми возможными длинами волн образует непрерывный спектр, и длина волны, соответствующая максимальной интенсивности, в 1,5 раза превышает минимальную длину волны.

Кроме рентгеновской трубки, источниками рентгеновского излучения могут быть радиоактивные изотопы, одни могут непосредственно испускать рентгеновское излучение, другие испускают электроны и α-частицы, генерирующие рентгеновское излучение при бомбардировке металлических мишеней. Интенсивность рентгеновского излучения радиоактивных источников обычно значительно меньше, чем рентгеновской трубки (за исключением радиоактивного кобальта, используемого в дефектоскопии и дающего излучение очень малой длины волны – γ- излучение), они малогабаритны и не требуют электроэнергии.

9

Рис. 1. Рентгеновская трубка

Также как и в рентгеновской трубке, рентгеновское излучение получают

вускорителях электронов. Ускоренные до определенной энергии электроны

вускорителе направляются на мишень, выполненную из различных материалов и толщины, интенсивность такого излучения на несколько порядков выше интенсивности излучения рентгеновских трубок. Наибольшее распространение среди ускорителей, генерирующих тормозное излучение, получили бетатроны.

Есть и природные источники рентгеновского излучения. Радиоактивные примеси обнаружены во многих минералах, зарегистрировано рентгеновское излучение космических объектов, в том числе и звезд.

Вданной работе используется рентгеновская трубка ИРИ-6 со следующими техническими параметрами:

Показатель

Значение

Регулирование напряжения анода рентгеновской

2-60

трубки (кВ)

 

Регулирование тока анода рентгеновской трубки (мА)

2-100

Время непрерывной работы не более (ч)

200

Расход охлаждающей воды не менее (л/мин.)

3

Материал анода рентгеновской трубки

вольфрам

Материал выходного окна рентгеновской трубки

бериллий (0,2мм)

Размер эффективного фокусного пятна ширина (мм)

6

длина (мм)

36

Мощность дозы рентгеновского излучения на

 

расстоянии 1м, при напряжении анода 40 кВ и токе

36

анода 50 мА (сГр/мин)

 

10