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醫用防輻射工程百科

關于泉州射線防護服所需鉛當量的研究與應用！

來源：www.xinkingway.com.cn 發布時間：2020-10-13

　　鉛當量是 X 射線防護服重要的性能指標，鉛當量的大小決定著X 射線防護服屏蔽 X 射線的能力。X 射線防護服的鉛當量有不同的等級，需根據不同的 X 射線照射條件和工作情況選擇使用。本文通過計算給出了幾種常用管電壓下防護服屏蔽散漏X 射線所需的鉛當量值，可為X 射線防護服的使用單位或個人在購買和使用時提供參考。選擇適合鉛當量的X 射線防護服，可以避免因選用的防護服或用具鉛當量不足而達不到有效屏蔽X 射線的效果，造成健康的危害;也可以避免因選用過大鉛當量的 X 射線防護服或用具，致使作業人員過多負重，導致疲勞，發生人為失誤，也可以避免造成不必要的經濟浪費。另外，為了確保射線防護服的使用效果，本文給出了X 射線防護服的檢驗、貯存和使用等管理方法。
　　

射線防護服

　　1.引言
　　
　　隨著國防科研、放射性醫學、工業探傷和核技術應用的不斷發展，各種放射性射線被廣泛應用，但人們利用和享受放射性射線技術成果的同時，也受到其給人類帶來的危害［1-2］。X 射線防護服是在放射源和人員之間使用的一種能有效吸收 X 射線的屏蔽物，以消除或減弱 X 射線對人體的危害。屏蔽材料對電離輻射的屏蔽機理是通過材料中所含吸收物質對電離輻射的吸收完成的。能量吸收的大小與吸收物質原子序數的 4 次方成正比。鉛的原子序數為 82，具有良好的能量吸收特性，且易獲得，是一種用以屏蔽高能電離輻射的理想材料，人們用鉛當量來衡量屏蔽材料對 X 射線的吸收能力［3］。所以鉛當量是 X 射線防護服重要的性能指標，鉛當量的大小決定著 X 射線防護服屏蔽 X 射線的能力。本文將通過計算給出幾種常用管電壓下防護服屏蔽散漏X 射線所需的鉛當量值。
　　
　　2. X 射線防護服所需鉛當量計算
　　
　　對于 X 射線的防護，我國有些標準( 如 GBZ130 －2002《醫用 X 射線診斷衛生防護標準》等) 中明確規定: 每臺 X 射線機應配備適量的符合防護要求的各種輔助防護用品，如鉛橡膠手套、鉛橡膠圍裙等［4］。我們知道凡是要求使用個體防護用品的場合，均是對人體健康有危害、對生命安全有威脅的場合。所以，在這種有 X 射線危害的場合，選用多大鉛當量的 X 射線防護用品才能不出國-際放射防護委員會( 簡稱 ICRP) 第 103 號出版物規定的工作人員職業照射劑量限值，即工作人員職業照射劑量為 5 年平均每年 20mSv，其中任何一年內都不得過 50mSv 的限值［5］。對于這一問題，需要對各種照射條件和工作情況下所需鉛層厚度進行計算，以達到有效屏蔽 X 射線的目的，消除或減少 X 射線對人體健康的危害及生命安全的威脅。
　　
　　2. 1 鉛當量計算方法簡述
　　
　　防護 X 射線管有用射線束(通過過濾片的初級 X 射線束) 的屏蔽稱主屏蔽，防護泄漏輻射和被受照物體( 或人體) 散射輻射的屏蔽稱次級屏蔽。X 射線防護服主要是對泄漏輻射和被受照物體( 或人體) 散射輻射的屏蔽，所以 X 射線防護服所需鉛層厚度計算應按次級屏蔽計算，X 射線機的布置一般如圖 1。
　　
　　圖1 X 射線機布置圖
　　
　　X 射線機的工作通常是間斷性的，因此在計算鉛層厚度時，一般按周照射量限定。
　　
　　X 射線機的照射量率( X10) 與管電壓、過濾板等因素密切相關。其可由“各種管電壓和過濾板的 X 射線機輸出額－照射量率( X10) 曲線”查出。
　　
　　由于 X 射線是連續能譜，很難用簡單方法計算它在物質中的減弱，故一般通過實驗得到其在各種屏蔽材料中的減弱曲線。由 X 射線在鉛中的減弱曲線查得所需鉛層厚度。
　　
　　次級屏蔽厚度取決于漏射束和散射束。由于一般 X 射線機的側向漏束很小( 我國安全標準規定 X 射線機機頭的漏射線的較大容許照射量率不得過 100mR/h) ，起決定作用的是被照體( 如人) 的散射束。假設已知受照物體( 或人體) 對入射 X 射線的散射比為 α，散射面積為 s，cm2; 則 C 點( 防護點) 的周照射量為
　　
　　X10Wuηαsf
　　
　　Xws=2
　　
　　( d0) ( ds) 2
　　
　　式中，d0 為源與受照體的距離，m; ds 為受照體與防護點的距離，m; X10為每 mA 管電流產生的 X 射線在 1m 處的照射量率，R/mA·min;w 為 X 射線機的每周工作量，mA·min/周; W = It，其中 I 為管電流， mA; t 為每周工作時間，min/周; u 為利用因子，它表示射線被利用的程度，也就是有用射線束指向有關照射點的工作負荷分數，在不改變方向的水平照射情況下，u =1; η 為對防護區的占用因子，人員在防護區停留時間，在“全居住”的情況下，η =1; f 為屏過濾片為 0. 5mmCu，垂直入射，查《輻射防護手冊》［9］表 10. 1 得 α = 0.0019，即 α = 4. 75 × 10 －6，查
　　
　　《輻射防護手冊》圖 4. 4d 得 X 射線機的照射量率
　　
　　2．2所需鉛當量計算
　　
　　選擇幾種常用管電壓及其他有關因素，進行屏蔽散漏 X 射線所需鉛當量計算，
　　
　　蔽物對初級 X 射線束的減弱因子( 或叫透射率) ; xwp為周照射量限值，R/周 = 10mSv/周。按上式計算后，查“X 射線在鉛中的減弱曲線”得出屏蔽漏射
　　
　　因此，散射后的 X 射線能量可按 250 × 0. 671 = 168kV 的管電壓 X 射線來計算。這樣，查《輻射防護手冊》圖 10. 5g 可得鉛厚度為0. 5mm。
　　
　　表 1 幾種常用管電壓下防護服屏蔽散漏 X 射線所需鉛當量
　　
　　管電壓( kV)
　　
　　50
　　
　　70
　　
　　100
　　
　　125
　　
　　150
　　
　　200
　　
　　250
　　
　　300
　　
　　過濾板
　　
　　管電流( mA) 周工作時間( h)
　　
　　源與受照體的距離( m) 受照體與防護點距離( m)
　　
　　2mmAl
　　
　　5
　　
　　30
　　
　　1
　　
　　0. 3
　　
　　2mmAl
　　
　　10
　　
　　30
　　
　　1
　　
　　0. 3
　　
　　2mmAl
　　
　　15
　　
　　30
　　
　　1. 5
　　
　　0. 3
　　
　　5mmCu
　　
　　15
　　
　　30
　　
　　5
　　
　　0. 3
　　
　　0. 5mmCu
　　
　　10
　　
　　30
　　
　　2
　　
　　0. 3
　　
　　0. 5mmCu 15( 10)
　　
　　15( 10)
　　
　　3( 2)
　　
　　0. 3
　　
　　0. 5mmCu
　　
　　10
　　
　　10
　　
　　3
　　
　　0. 3
　　
　　3. 0mmCu
　　
　　10
　　
　　10
　　
　　3
　　
　　0. 3
　　
　　計算鉛當量( mmPb)
　　
　　0. 11
　　
　　0. 2
　　
　　0. 3
　　
　　0. 33
　　
　　0. 4
　　
　　0. 485
　　
　　0. 5
　　
　　0. 5
　　
　　選用鉛當量( mmPb)
　　
　　0. 15( 0. 125)
　　
　　0. 25
　　
　　0. 35
　　
　　0. 35
　　
　　0. 5
　　
　　0. 5
　　
　　0. 5
　　
　　0. 5
　　
　　按上述方法計算出其他幾種常用管電壓下防護服屏蔽散漏 X 射線所需鉛層厚度，結果見表 1。
　　
　　3． X 射線防護服鉛當量等級的選擇
　　
　　根據國-際放射防護委員會( ICRP) 關于放射防護 103 號建議書對職業照射劑量限值的規定，即工作人員職業照射劑量 5年平均每年 20mmSv，且其中任何一年內都不得過 50mmSv 的規定，對幾種典型管電壓下防護服屏蔽散漏 X 射線所需鉛當量值進行計算的結果見表 1，供從事 X 射線放射性工作的人員根據本崗位具體情況選擇 X 射線防護服鉛當量等級時參考。
　　
　　4． X 射線防護服的使用管理
　　
　　X 射線防護服如果運輸、貯存和使用不當，就會引起防護服屏蔽材料鉛當量的變化，降低屏蔽材料對 X 射線的吸收能力，破壞 X 射線防護服的防護性能。因此，必須做好 X 射線防護服的運輸、貯存和使用管理工作，注意以下幾方面的問題:
　　
　　( 1) 運輸和貯存時切勿重壓、日曬、雨淋。嚴禁與酸、堿、油、有機溶劑等腐蝕及溶解性物質接觸。
　　
　　( 2) 產品應貯存在干燥通風的庫房內，貯存溫度為 0 －40℃，離地墊高150mm 以上。
　　
　　( 4) 根據不同作業場所 X 射線強度的差異或按有關標準和規定，選擇不同等級鉛當量的 X 射線防護服。( 3) 產品在上述保存條件下，從出廠日期算起，產品的貯存期為一年，在貯存期內產品質量應符合本標準要求。過期存放應重新抽檢，合格后方可銷售和使用。
　　
　　( 5) 使用單位宜定期對 X 射線防護服進行鉛當量檢測，對使用年限過三年的 X 射線防護服宜增加檢測頻次，防止 X 射線防護服因龜裂、開裂、拉伸變薄等原因導致屏蔽能力降低，對人的健康造成危害。
　　
　　( 6) 不要將 X 射線防護服暴露在陽光下或儲藏在臭氧發生器附近。
　　
　　( 7) X 射線防護服宜用肥皂和熱水清洗，并用干布擦拭［10］。
　　
　　( 8) X 射線防護服使用后應掛在遠離熱源處，并避開強光，不得壓成死褶和損傷。
　　
　　( 9) 按規定做好 X 射線防護服的報廢處理，不應擅自埋進土壤里，以免對環境造成污染。
　　
　　5．結語
　　
　　在工作中接觸 X 射線放射設備的工作人員不可避免地會受到散漏 X 射線的照射，長期在這種工作環境中工作，必將會損害 X 射線放射設備操作人員的身體健康，所以對其進行防 X 射線的個體防護是級其必要的。但如果 X 射線防護服或用具選擇不當，一是達不到有效屏蔽 X 射線的效果，二是會造成作業人員過多負重而導致疲勞。另外，如果 X 射線防護服運輸、貯存和使用不當也會引起 X 射線防護服屏蔽材料鉛當量的變化，破壞 X 射線防護服的防護性能，因此，必須做好 X 射線防護服的運輸、貯存和使用管理工作。
　　
　　本文依據國-際放射防護委員會( 簡稱 ICRP) 第 103 號出版物規定的工作人員職業照射劑量限值，通過對幾種常用管電壓下 X 射線防護服屏蔽散漏 X 射線所需鉛當量的研究計算，解決了如何正確選用 X 射線防護服及其用具的問題，給出了幾種常用管電壓下 X 射線防護服屏蔽散漏 X 射線所需的鉛當量值，可以為 X 射線防護服的使用單位或個人在購買和選用時提供參考。按照表 1 中各管電壓下及相應工作條件，選擇適合鉛當量的 X 射線防護服，可以避免因選用的防護服或用具鉛當量不足而達不到有效屏蔽 X 射線的效果，造成健康的危害; 也可以避免因選用過大鉛當量的 X 射線防護服或用具，致使作業人員過多負重，導致疲勞，發生人為失誤，也可以避免造成不必要的經濟浪費。同時，從 X 射線防護服運輸、貯存和使用的角度提出了正確的管理方法。

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