【摘要】 对我院欲新建的加速器项目所涉及的环境因素进行分析与评估,并有针对性地提出对策。依据国际辅射防护组织(简称ICRP)以及《用于电离辅射防护与辅射源安全的国际基本安全保护标准》(简称BBS)公布的标准,对项目影响环境的因素进行定性的分析,参考相关文献通过计算分析,提出对待加速器项目环境因素的对策与方案,并提交建筑设计单位与环境评估机构作为参考,使新建的加速器项目对环境的影响在可控范围之内。目前,该项目已通过了环境评估部分的审核,并初步完成建筑设计工作。
【关键词】 医院;加速器项目;辐射;环境因素
恶性肿瘤已经成为了居民第一死亡原因[1],肿瘤治疗除手术和药物之外,还有一种重要的治疗手段,即利用高能的射线束照射肿瘤组织,对肿瘤组织进行有效的杀伤,以达到治疗目的的放射治疗。我院作为西北地区较大“三甲”医院,病人数量众多,为满足肿瘤患者的治疗需要,我院决定新建放射治疗中心。
医用直线加速器所产生的高能兆伏级射线会对环境造成影响,为使放疗实践活动达到正当性、合理性,并对环境影响最小化,必须要在加速器项目实施之前,对其影响环境的因素进行分析,依据国际防辐射组织(ICRP)和《用于电离辐射防护与辐射源安全的国际基本安全保护标准》(BBS)相关环境标准对其进行评估,指导项目设计与施工,并提出相应对策。
1 加速器对环境的影响
医用直线加速器利用微波技术加速电子,经散射箔扩展形成电子束治疗射野,或电子束经打靶形成韧致辐射,产生高能X线光子。我们选用的医用加速器最高X线能量为10MV,在加速器开机出束期间,加速器产生的辐射在治疗室空间内会建立起一定电离辐射场,对周围的限制区、公众区环境必然会产生一系列的直接电离危害;另外加速器运行期间,会造成治疗室内空气电离,会产生大量的臭氧,以及少量的带有较低能量的放射粒子,如15O、13N。这些气体、放射粒子的存在会造成一定的空气污染,这部分污染空气的排放必然也会造成治疗中心周围环境污染。
2 预防加速器影响环境的对策
医用电子直线加速器,一般是MV级加速器,虽然能提供多种能量模式,但考虑其对环境的影响时,我们一般假设加速器一直工作在最高能量的X线光子状态,根据BBS和ICRP的相关规定与原则,医疗辐射应当遵守辐射防护三原则[1-2]:1)辐射照射实践的正当性,即指人们所采取的任何电离辐射实践,对人们健康及周边环境所产生的危害与个人和社会从中获取的利益比为最小,是可以接受的,才能称之为正当;2)防护最优化,即在考虑经济和社会因素之后,避免一切不必要的照射,将任何必要照射保持在可合理达到的最低水平,即ALARA(as low as reasonably achievable);3)个人剂量的限值,指不允许接受的剂量范围的下限,可用来对所受照射加以限制。个人剂量限值主要适用于避免确定性效应。辐射防护三原则相互关联,共同构成了辐射防护实践的完整原则体系。在实施放射实践正当化原则和防护最优化原则的同时,必须达到个人剂量限值标准,ICRP对职业照射和公众照射的年平均照射剂量限值建议为20mSv和1mSv[1-4]。
在加速器安装区域一旦进行辐射活动,就必然会建立一个辐射场区,而辐射场的建立就会产生电离辐射。为使电离辐射满足防护三原则,加速器项目实施的第一步就是要设计电离辐射活动实践占用区域。依据年平均照射的剂量限值,对电离辐射场计算时要做出的假设如下:[3]①通常不考虑病人造成的射数衰减;②假设最大可能的漏辐射;③高估工作量因子W、使用因子U,居住因子T;④高能直线加速器假设其一直工作在最高能量的X光子模式下。
有了如上假设,第二步我们要考虑在辐射场中存在哪些射线。一般认为加速器辐射场中存在的射线有原射线、漏射线、散射线以及机器等中心点的辐射输出量。第三步就是针对第二步分析出来的这个因素加上时间和使用因子分别计算出屏蔽传输因子:主屏蔽墙的传输因子BPri、散射屏蔽因子Bscat、漏射线屏蔽因子Bleak,根据ICRP和国际原子能机构出版的各种射线能量和屏蔽材料的传输因子—屏蔽材料厚度图表从而确定屏蔽墙度,对于不同结构其主次防护墙是不同的。
加速器运行期间,会造成治疗室内空气电离,产生大量的臭氧以及少量带有较低能量的放射粒子,这些被污染的空气会排放至放疗中心周围的环境中,从而对工作人员、病人以及公众的健康造成一定危害。因此对于高能射线产生的空气污染,应采用与其它单位相对独立的进排风系统。鉴于加速器辐射场电离辐射造成的放射性粒子一般比重大于空气,故采用“上进下出”的方式,每小时使机房内空气交换6~8次,室外应采用半高空排放,必要时做相应的净化处理后再排放出去。
3 小结
医院引入加速器项目是一个涉及面较广的项目,该项目对周围环境的影响非常重要。因此参考相关标准、通过计算分析,提出针对加速器项目环境因素的具体对策与方案,使该项目对环境的影响在可控范围之内。在医院各相关人员的努力下,目前该项目已通过了环境评估部门的审核。通过与设计部门的多方沟通,使其在设计图上充分考虑了加速器项目的环境因素,目前建筑设计工作已初步完成,设计令人较为满意。
参考文献
1] 杨绍洲. 医用电子直线加速器[M].北京:军医出版社,2005:186-192.
[2] GB18871-2002,电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].
[3] 周莉.放射治疗的辐射防护与安全[J]. 放射肿瘤物理学参考资料, 2008,10:256