Рентгенозащита
Выполненные объекты: рентген-кабинет в клинике N 2 ФГУЗ ВЦЭРМ им Никифорова МЧС России
Радиационная защита помещений с помощью магнезиально-баритовых строительных материалов
Сравнение характеристик барито-бетонной штукатурки
Протокол испытаний по оценке ослабления гамма-излучения образцами магнезиально-баритовой штукатурки «АЛЬФАПОЛ ШТ-БАРИТ»
Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОПСОРБ-99)
Санитарные правила СП 2.6.1.758-99 «Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)»
Рекомендации по применению магнезиально-баритовой штукатурки и стяжки пола баритобетон АЛЬФАПОЛTM в качестве защиты от рентгеновского излучения для отделки рентгеновских кабинетов
1. Область применения
Настоящие рекомендации разработаны в целях применения образцов магнезиально-баритовой штукатурки АЛЬФАПОЛ ШТ-Барит и напольных смесей, изготавливаемых ООО «АЛЬФАПОЛ» для защиты от рентгеновского излучения.
Рекомендации разработаны применительно к защите от рентгеновского излучения рентгеновских аппаратов со стандартизированными значениями анодного напряжения от 90 до 125 кВ.
Рекомендации могут быть использованы для разработки разделов проектов по созданию помещений рентгенофлюрографических комплексов в части защиты от рентгеновского излучения в соответствии с требованиями НРБ-99.
2. Нормативные ссылки
В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
СП 2.6.1.758-99 Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99);
СанПиН 2.6.802.-99 Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. Санитарные правила и нормативы;
ГОСТ Р 51532-99 Средства защиты от рентгеновского излучения в медицинской диагностике. Часть 1. Определение ослабляющих свойств материалов.
3. Допустимая мощность дозы рентгеновского излучения
Требования к значениям кратности ослабления рентгеновского излучения определяются на основе требований СанПиН 2.6.802-99 (табл.6.2), регламентирующих допустимую мощность дозы (ДМД) для человека, находящегося в условиях воздействия рентгеновского излучения. Значения допустимой мощности дозы приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Значения допустимой мощности дозы рентгеновского излучения
|
Помещение, территория |
ДМД, мкГр/ч |
| Жилые помещения, смежные с процедурной рентгеновского кабинета |
0,3 |
| Палаты стационара, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета |
1,3 |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета, имеющие постоянные рабочие места персонала группы Б |
2,5 |
| Территория, прилегающая к наружным стенам процедурной рентгеновского кабинета |
2,8 |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета без постоянных рабочих мест (холл, гардероб, лестничная площадка, коридор, комната отдыха, уборная, кладовая и др.). |
10,0 |
| Помещения постоянного пребывания персонала группы А (процедурная, комната управления, комната приготовления бария, фотолаборатория, кабинет врача и др.) |
13,0 |
| Помещения эпизодического пребывания персонала группы Б (технический этаж, подвал, чердак и др.) |
40,0 |
4. Методика расчета требуемой кратности ослабления рентгеновского излучения
Требуемая кратность ослабления рентгеновского излучения зависит от мощности дозы источника ионизируемого излучения, расстояния от источника ионизирующего излучения и допустимой мощности дозы:
Косл тр = f (К0, R, ДМД).
Настоящая методика приведена на примере расчета требуемой кратности ослабления рентгеновского излучения рентгенофлюрографических комплексов, с анодным напряжением 125 кВ, являющихся наиболее распространенными в медицинской практике. (Согласно СанПиН 2.6.802-99 (таблица 6.1) вероятность использования рентгеновских аппаратов со стандартизированными значениями анодного напряжения от 90 до 125 кВ равна 0,88.)
Отечественные цифровые рентгенофлюрографические комплексы, используемые для исследования лёгких человека, с анодным напряжением 125 кВ формируют в плоскости приёмника (плоскость, в которой исследуются лёгкие) дозу порядка 400…600 мкР [1, стр. 159, таблица 5.4].
С учётом перевода размерности величин дозовой нагрузки для данных условий формируемая доза в Гр равна:
(400-600)/114,025 = (3,51-5,26) мкГр (при 1Гр = 1Зв, 1Зв = 114,025 Р).
Принимая во внимание, что продолжительность среднего режима исследований составляет 5…10с, мощность дозы в час в плоскости приемника равна:
К0 = [(3,51-5,26)/5-10]x3600 = (1893,6-2527,2) мкГр/ч.
Мощность дозы на разных расстояниях от источника ионизирующего излучения (рентгенофлюрографические комплексы с анодным напряжением 125 кВ) рассчитывается по формуле (1):
КR = К0 /4 п R2 , (1)
где: КR — мощность дозы на расстоянии R от источника ионизирующего излучения, мкГр/ч;
К0 — мощность дозы в плоскости приёмника, мкГр/ч;
п — константа, равная 3,14;
R — расстояние от источника ионизирующего излучения, м.
Расстояния R от источника ионизирующего излучения с учётом минимального, максимального и наиболее часто встречающихся состава и размеров площадей рентгеновских помещений (СанПиН 2.6.802-99, таблицы 11.2; Приложение 4, таблицы 1, 2; Приложение 5, таблица 1) можно представить в виде ряда:
R = 1,5; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 м.
Значения мощности дозы КR, рассчитанные по формуле 1, и ее средние значения КRср представлены в таблице 2.
Таблица 2 — Значения мощности дозы в зависимости от расстояния
| R, м |
1,5 |
2,5 |
3,5 |
5,0 |
7,0 |
| КR, кГр/ч |
67,0-89,4 |
24,1-32,2 |
12,3-16,4 |
6,0-8,1 |
3,1-4,1 |
| КRср, кГр/ч |
78,2 |
28,2 |
14,4 |
7,1 |
3,6 |
Требуемая кратность ослабления рентгеновского излучения Косл тр в зависимости от мощности дозы источника ионизируемого излучения, расстояния от источника ионизирующего излучения и допустимой мощности дозы рассчитывается по формуле (2):
Косл тр = КRср (R) / ДМД (2)
Расчетные значения требуемой кратности ослабления рентгеновского излучения Косл тр приведены в таблице 3.
Таблица 3 — Значения требуемой кратности ослабления рентгеновского излучения
|
ДМД, мкГр/ч |
КRср(R), мкГр/ч (м) |
||||
|
78,2 (1,5) |
28,2 (2,5) |
14,4 (3,5) |
7,1 (5,0) |
3,6 (7,0) |
|
|
Косл тр |
|||||
|
0,3 |
260,7 |
94,0 |
48,0 |
23,7 |
12,0 |
|
1,3 |
60,2 |
21,7 |
11,1 |
5,5 |
2,8 |
|
2,5 |
31,3 |
11,3 |
5,8 |
2,8 |
1,4 |
|
2,8 |
27,9 |
10,1 |
5,1 |
2,5 |
1,3 |
|
10,0 |
7,8 |
2,8 |
1,4 |
0,7 |
0,4 |
|
13,0 |
6,0 |
2,2 |
1,1 |
0,6 |
0,3 |
|
40,0 |
1,96 |
0,71 |
0,36 |
0,18 |
0,09 |
Необходимо отметить, что величина КRср(R) соответствует мощности воздушной кермы в неослабленном широком пучке Ко, используемой для определения ослабляющих свойств материалов по ГОСТ Р 51532-99. Термин «кратность ослабления» в данном случае отличается от прикладного значения аналогичного термина по ГОСТ Р 51532-99 и СанПиН 2.6.802-99, подразумевающего определение ослабляющих свойств материала по физической величине кратности ослабления [2, стр. 310, 338].
5. Методика расчета требуемой толщины магнезиально — баритовой защиты для ослабления рентгеновского излучения
Методика расчета основана на том, что образцы магнезиально — баритовой штукатурки имеют одну и ту же характеристику по ослаблению рентгеновского излучения, а кратность ослабления материала зависит от его толщины, которая у всех образцов одинаковая.
Кратность ослабления рентгеновского излучения в зависимости от толщины материала определяется по формуле [2]:
lnКосл2 = d2/d1 х lnКосл1 , (3)
где: Косл1 — кратность ослабления излучения при использовании материала толщиной d1;
Косл2 — кратность ослабления излучения при использовании материала толщиной d2.
Расчет требуемой толщины образцов штукатурки для ослабления рентгеновского излучения производится на основе данных о значении кратности ослабления материала с «базовой» толщиной, полученной экспериментальным путем. Точность расчетной методики определяется точностью измерений при экспериментальной оценке кратности ослабления материала с «базовой» толщиной.
Настоящая методика приведена на примере расчета требуемой кратности ослабления рентгеновского излучения образцами магнезиально — баритового состава, выполненного на основе экспериментальной оценки кратности ослабления образцов с «базовой» толщиной в 10мм [4]. Экспериментальная оценка проводилась по определению ослабления излучения от эталонного источника гамма-излучения кобальт-57 с энергией 122 кЭв, практически соответствующего излучению рентгеновского аппарата с анодным напряжением 125 кЭв. Результаты экспериментальной оценки представлены в таблице 4.
Таблица 4 — Результаты экспериментальной оценки кратности ослабления (кобальт — 57)
|
Образец |
Кратность ослабления |
| ШТ-БАРИТ (5) |
4,0 |
| ШТ-БАРИТ (3) |
3,0 |
Учитывая погрешность методики измерения мощности (30%) при оценке кратности ослабления, можно принять в качестве среднего значения величины кратности ослабления для всех образцов защитных составов — 3,0 ± 30,0 %.
Принимая в формуле (3) экспериментальные данные для материала с «базовой» толщиной 10мм расчетная зависимость требуемой толщины dтр образцов штукатурки для требуемого ослабления рентгеновского излучения имеет вид:
lnКосл тр = 0,1609 dтр . (4)
Принимая значения требуемой кратности ослабления рентгеновского излучения, приведенные в таблице 3, оценка требуемой толщины защиты для помещений, выполненной с использованием образцов штукатурки, рассчитанная по формуле 4, приведена в таблице 4.
Таблица 4 — Оценка требуемой толщины защиты с использованием образцов магнезиально — баритовой защиты АЛЬФАПОЛ TM
|
Помещение, территория |
ДМД, мкГр/ч |
Толщина защиты, мм |
||||
|
Расстояние до источника излучения, м |
||||||
|
1,5 |
2,5 |
3,5 |
5,0 |
7,0 |
||
| Жилые помещения, смежные с процедурной рентгеновского кабинета |
0,3 |
50,7 |
41,0 |
35,1 |
22,9 |
22,6 |
| Палаты стационара, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета |
1,3 |
37,3 |
28,0 |
22,0 |
15,5 |
9,4 |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета, имеющие постоянные рабочие места персонала группы Б |
2,5 |
31,2 |
22,1 |
16,1 |
9,4 |
3,1 |
| Территория, прилегающая к наружным стенам процедурной рентгеновского кабинета |
2,8 |
30,3 |
21,1 |
9,1 |
8,3 |
2,3 |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета без постоянных рабочих мест (холл, гардероб, лестничная площадка, коридор, комната отдыха, уборная, кладовая и др.). |
10,0 |
18,7 |
9,4 |
3,1 |
— |
— |
| Помещения постоянного пребывания персонала группы А (процедурная, комната управления, комната приготовления бария, фотолаборатория, кабинет врача и др.) |
13,0 |
16,3 |
5,7 |
— |
— |
— |
| Помещения эпизодического пребывания персонала группы Б (технический этаж, подвал, чердак и др.) |
40,0 |
6,2 |
— |
— |
— |
— |
6. Сравнительная оценка толщины защиты для ослабления рентгеновского излучения
В таблице 5 представлена толщина свинцовой защиты эквивалентной ослабляющим свойствам образцов магнезиально — баритовой защиты толщиной 10 мм. Толщина эквивалентной свинцовой защиты представлена в зависимости от расстояния от источника рентгеновского излучения с анодным напряжением 125 кВ и характеристики помещения и территории по СанПиН 2.6.802-99 (таблица 6.2). Значения толщины защиты определены с помощью таблицы 4.29, представленной в [3]. Кратность ослабления («К», [3], стр. 132) для свинца (ρ = 11,34 г/см3) оценивалась аналогично рекомендациям по оценке величин «К» и «В», изложенных соответственно в ГОСТ Р 51532-99 и СанПиН 2.6.802-99.
Таблица 5 — Толщина эквивалентной свинцовой защиты, мм
|
Помещение, территория |
ДМД, мкГр/ч |
Толщина эквивалентной свинцовой защиты, мм |
||||
|
Расстояние до источника излучения, м |
||||||
|
1,5 |
2,5 |
3,5 |
5,0 |
7,0 |
||
| Жилые помещения, смежные с процедурной рентгеновского кабинета |
0,3 |
4-6 |
3-4 |
3-4 |
2-3 |
1-1,4 |
| Палаты стационара, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета |
1,3 |
3-4 |
2-3 |
1-1,4 |
0,5-0,7 |
— |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета, имеющие постоянные рабочие места персонала группы Б |
2,5 |
2-3 |
1-1,4 |
0,5-0,7 |
— |
— |
| Территория, прилегающая к наружным стенам процедурной рентгеновского кабинета |
2,8 |
2-3 |
1-1,4 |
— |
— |
— |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета без постоянных рабочих мест (холл, гардероб, лестничная площадка, коридор, комната отдыха, уборная, кладовая и др.). |
10,0 |
0,5-0,7 |
— |
— |
— |
— |
| Помещения постоянного пребывания персонала группы А (процедурная, комната управления, комната приготовления бария, фотолаборатория, кабинет врача и др.) |
13,0 |
0,5-0,7 |
— |
— |
— |
— |
| Помещения эпизодического пребывания персонала группы Б (технический этаж, подвал, чердак и др.) |
40,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
Сводим для удобства работы в единую таблицу данные таблиц 4 и 5
Расчетная таблица требуемой толщины защиты с использованием магнезиально — баритовой защиты АЛЬФАПОЛ TM Таблица 6
| Помещение, территория | ДМД, мкГр/ч | Толщина защиты, «ШТ-БАРИТ»/свинец, мм | ||||
| Расстояние до источника излучения, м | ||||||
|
1,5 |
2,5 |
3,5 |
5,0 |
7,0 |
||
| Жилые помещения, смежные с процедурной рентгеновского кабинета | 0,3 |
50,7/ 4-6 |
41,0/ 3-4 |
35,1/ 3-4 |
22,9/ 2-3 |
22,6 1- 1,4 |
| Палаты стационара, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета | 1,3 |
25,5/ 3-4 |
28,0/ 2-3 |
22,0/ 1-1,4 |
15,5/ 0,5-0,7 |
9,4/- |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета, имеющие постоянные рабочие места персонала группы Б | 2,5 |
37,3/ 2-3 |
22,1/ 1-1,4 |
16,1/ 0,5-0,7 |
9,4/- |
3,1/- |
| Территория, прилегающая к наружным стенам процедурной рентгеновского кабинета | 2,8 |
30,3/ 2-3 |
21,1/- |
9,1/- |
8,3/- |
2,3/- |
| Помещения, смежные по вертикали и горизонтали с процедурной рентгеновского кабинета без постоянных рабочих мест (холл, гардероб, лестничная площадка, коридор, комната отдыха, уборная, кладовая и др.). | 10,0 |
18,7/ 0,5-0,7 |
9,4/- |
3,1/- |
— |
— |
| Помещения постоянного пребывания персонала группы А (процедурная, комната управления, комната приготовления бария, фотолаборатория, кабинет врача и др.) | 13,0 |
16,3/ 0,5-0,7 |
5,7/- |
— |
— |
— |
| Помещения эпизодического пребывания персонала группы Б (технический этаж, подвал, чердак и др.) | 40,0 |
6,2/- |
— |
— |
— |
— |
Примечание: 1. Толщина эквивалентной свинцовой защиты (ρ=11,34 г/см3) приведена в знаменателе дроби.
7. Библиография
- Основы рентгендиагностической техники/ Под ред. Н. Н. Блинова: Учебное пособие. — М.: Медицина, 2002. — 392 с.: ил.
- Голубев В. П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений: Учебник для вузов/ Под ред. Е.Л. Столяровой. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 464 с.: ил.
- Л. Р. Кимель, В. П. Машкович. Защита от ионизирующих излучений. Справочник. М.: Атомиздат, 1996. — 309с.: ил.;
- Протокол испытаний по оценке кратности ослабления гамма-излучения образцами магнезиально-баритовой штукатурки «АЛЬФАПОЛ ШТ-Барит». ГосНИИПП. Санкт-Петербург. 2007;
- Протокол испытаний по оценке кратности ослабления гамма-излучения образцами магнезиально-баритовой штукатурки «АЛЬФАПОЛ ШТ-Барит». Санкт-Петербург. 2008;
- Патент на изобретение № 2233255;
- Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.06.574.П.011790.06.08;
- Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.06.574.П.011793.06.08;
- ТУ 5745-001-82166262-2001 Смеси сухие растворные напольные АЛЬФАПОЛ TM на основе магнезита.
- ТУ 5745-004-82166262-2004 Смеси сухие облицовочные, клеевые, штукатурные и шпаклевочные АЛЬФАПОЛTM на основе гипса и магнезита.
Заместитель генерального директора А.С. Рыжов