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电子加速器应用和131I核素治疗病房改扩建项目环境影响报告表.doc

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表1项目基本情况 建设项目名称 电子加速器应用和131I核素治疗病房改扩建项目 建设单位 法人代表 联系人 联系电话 注册地址 项目建设地点 立项审批部门 / 批准文号 / 建设项目总投资(万元) 2160 项目环保投资(万元) 360 投资比例 16.7% 项目性质 □新建R改建R已建□其它 占地面积(m2) 600 应 用 类 型 射线装置 □生产 □Ⅱ类□Ⅲ类 □销售 □Ⅱ类□Ⅲ类 R使用 RⅡ类□Ⅲ类 非密封放射性物质 □生产 / □销售 / R使用 R乙□丙 1.1建设单位情况 山东省肿瘤防治研究院建院于1958年,1971年由以结核病防治为主的医疗机构组建为肿瘤专科医院,是国内建院较早的省级肿瘤专科医院和肿瘤防治研究机构之一。1999年经省政府批准,山东省肿瘤防治研究院同时应用第二名称“山东省肿瘤医院”。 医院占地面积20万平方米,建筑面积15.8万平方米,固定资产6.5亿元,开放床位1315张,简易病房300张。在职职工993人,其中高级专业技术人员274人,1人当选为中国工程院院士,10余人次入选中央联系的高级专家、中央保健会诊专家、首批“泰山学者攀登计划”、“泰山学者岗位”特聘专家等,12人为山东省拔尖人才和享受国家政府特贴,40余名博士、硕士研究生导师。 山东省肿瘤防治研究院于2004年开展放射治疗、核医学和射线装置/诊断项目,共有4批项目,进行了四次环境影响评价。“RL-H2S18型192Ir后装机项目”于2004年7月21日编制辐射环境影响报告表,并通过了原山东省环保局的环评审批;“回旋加速器、PET-CT 扫描仪1台、电子加速器4台、SPECT 1台(应用99mTc开放性同位素)、DSA1台和医用Ⅲ类X射线装置6台”于2008年12月5日编制辐射环境影响报告表,并通过山东省环保厅的审 - 1 - 批;“ 125I 粒子植入与 89Sr、131I核素治疗项目”于2010年6月编制辐射环境影响报告表,并通过省环保厅审批,同年取得鲁环辐证[01066]号辐射安全许可证;“PET-CT(1台)、SPETCT(1台)、电子加速器(3台)”于2013年4月编制辐射环境影响报告表,并通过省环保厅的审批。以上项目已进行了竣工环保验收监测,但未取得建设项目竣工环保验收批复。 1.2本项目建设规模 (1)电子加速器项目 本评价项目涉及的1台15MeV医用电子加速器,属使用Ⅱ类射线装置。 目前已投入使用,运行状况良好。由于本项目电子加速器属于已建项目,济南市槐荫区环境保护局于2016年12月12日以“济槐环罚字[2016]第055号”对该加速器项目进行了行政处罚(文件详见附件),并于2016年12月16日缴纳了处罚金(详见附件)。 (2) 131I核素治疗病房改扩建项目 本项目为改造原有131I治疗病房2间,改建1间仓库为病房,新建病房1间。 原131I核素治疗项目在前期环境影响评价文件中已进行评价,且取得批复,本次仅对病房进行扩建、改造,131I核素治疗用量、病患数量均不变,因此,本次评价内容为4个治疗病房的防护设施及措施评价,不涉及131I核素治疗过程及该过程中产生的放射性废水、放射性固体废物等的评价。 1.3项目的由来 为了保护环境和公众利益,根据《中华人民共和国放射性污染防治法》、《中华人民共和国环境影响评价法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》和《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》等法律法规对伴有辐射建设项目环境管理的规定,山东省肿瘤防治研究院委托山东省波尔辐射环境技术中心对该院的电子加速器应用和131I核素治疗病房改建项目进行辐射环境影响评价工作。在现场调查、收集资料以及现状监测的基础上编制了《山东省肿瘤防治研究院电子加速器应用和131I核素治疗病房改扩建项目环境影响报告表》。 1.4项目建设地点及周边保护目标 医院位于济南市槐荫区济兖路440号,地理位置如图1-1所示,加速器项目位于该院的放射治疗区(1、2、3区)内,其中放疗区(1、2、3区)为1层建筑。放射治疗区1、2、3区北侧为5号病房楼,东侧为核医学区,西侧为空地,南侧紧邻放射治疗区4、5、6、7区。 131I治疗病房改建项目位于核医学科内,核医学区为单层建筑,其北侧为放疗病房楼,南侧为PET-CT中心,西侧为放射治疗区,东侧为空地。 医院地理位置图见图1-1,医院平面布置图见图1-2,加速器机房平面图见图1-3,改扩建的病房平面图见图1-4。周边环境保护目标见表1-1。 表1-1 评价项目周围场所一览表 项 目 方 向 场 所 名 称 距场所距离(m) 电子加速器项目 北 面 5号病房楼 50 东 面 核医学科 30 南 面 放射治疗区 紧邻 西 面 空地 / 131I病房改造项目 北 面 放疗病房楼 50 东 面 污水处理站 20 南 面 PET-CT中心 10 西 面 放射治疗区 20 - 8 - N Ù 山东省肿瘤防治研究院 图2 医院平面布置示意图 图1-1 建设项目地理位置图 131I治疗病房 电子加速器所在位置 放射治疗区 (1、2、3) 放射治疗区 (4、5、6、7) 影像中心 (核医学科) PET/CT 中心 苗圃 科研医技 综合楼 科研楼 (介入科) 办公楼 生 活 区 路 公 长 济 内科病房楼 外科病房楼 放 疗 楼 门诊楼 (放射科) 图1-2 山东省肿瘤防治研究院平面布置示意图 图例: 紧停按钮 图1-3 电子加速器平面布置图 项目涉及的病房 患者通道 医生通道 图2-4 核医学科平面布置图 图1-4 改扩建的病房平面图 表2放射源 序号 核素名称 总活度(Bq)/ 活度(Bq)X枚数 类别 活动种类 用途 使用场所 贮存方式与地点 备注 / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / 注:放射源包括放射性中子源,对其要说明是何种核素以及产生的中子流强度(n/s) 表3非密封放射性物质 序 号 核素 名称 理化 性质 活动 种类 实际日最大 操作量(Bq)(Bq) 曰等效最大 操作量(Bq)(Bq) 年最大用量 (Bq) 用途 操作方式 使用场所 贮存方式与地点 1 碘-131 液体 / 5.55×109 5.55×108 1.85×1011 治疗 简单操作 山东省肿瘤防治研究院 治疗区的高活室通风橱铅罐 / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / 注:日等效最大操作量和操作方式见《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002) 表4 射线装置 (一)加速器:包括医用、工农业、科研、教学等用途的各种类型加速器 序号 名称 类别 数量 型号 加速 粒子 最大能量(MeV) 额定电流(mA)/ 剂量率(Gy/h) 用途 工作场所 备注 1 医用电子加速器 II 1台 Trilogy 电子 15 / 治疗 放疗区 / / / / / / / / / / / (二)X射线机,包括工业探伤、医用诊断和治疗、分析等用途 序号 名称 类别 数量 型号 最大管电压(kV) 最大管电流(mA) 用途 工作场所 投入使用时间 / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / (三)中子发生器,包括中子管,但不包括放射性中子源 序 号 名称 类 别 数 量 型号 最大管电 压(kV) 最大靶电 流(yA) 中子强 度(n/s) 用途 工作场所 氚靶情况 备注 活度(Bq) 贮存方式 数量 / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / 表5 废弃物(重点是放射性废弃物) 名称 状态 核素 名称 活度 月排放量 年排放总量 排放口 浓度 暂存情况 最终去 向 强感生放射性的退役靶件和离子树脂 固态 / / / / / 不暂存 山东省城市放射性废物库存放 / / / / / / / / / / / / / / / / / / 注:1.常规废弃物排放浓度,对于液态单位为mg/L,固体为mg/kg,气态为mg/m3;年排放总量用kg。 2.含有放射性的废物要注明,其排放浓度、年排放总量分别用比活度(Bq/L或Bq/kg或Bq/m3)和活度(Bq)。 表6评价依据 法规文件 (1)《中华人民共和国环境保护法》,2015年; (2)《中华人民共和国放射性污染防治法》,2003年; (3)《中华人民共和国环境影响评价法》,2016年; (4)《建设项目环境保护管理条例》,国务院令第253号,1998年; (5)《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》,国务院令第449号,2014年修订; (6)《关于发布射线装置分类办法的公告》,国家环境保护总局公告,2006年第26号; (7)《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》,环境保护部令第3号,2008年; (8)《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》,环境保护部令第18号,2011年; (9)《建设项目环境影响评价分类管理名录》,环境保护部令第33号,2015年; (10)《山东省环境保护条例》,山东省人大常委会,2001年12月修正; (11)《山东省辐射污染防治条例》,山东省人大常委会2014年1月; 技术标准 (1) 《建设项目环境影响评价技术导则 总纲》(HJ2.1-2016); (2)《核技术应用项目环境影响报告书(表)的内容和格式》(HJ/T10.1-2016); (3)《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61-2001); (4)《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T14583-93); (5)《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002); (6)《电子加速器放射治疗放射防护要求》(GBZ126-2011); (7)《放射治疗机房辐射屏蔽规范 第一部分:一般原则》(GBZ/T201.1-2007); (8)《放射治疗机房的辐射屏蔽规范 第2部分:电子直线加速器放射治疗机房》 (GBZ/T201.2-2011); (9)《临床核医学卫生防护标准》(GBZ120-2006); (10)《医用放射性废物的卫生防护管理》(GBZ133-2009); 其他 (1)项目委托书; (2)建设单位提供的其他技术资料; (3)《山东省环境天然放射性水平调查研究报告》。 表7 保护目标与评价标准 评价范围 根据《辐射环境保护管理导则 核技术利用建设项目 环境影响评价文件的内容和格式》(HJ10.1-2016)规定要求,射线装置应用项目和核医学科131I核素治疗项目的评价范围,通常取装置所在场所实体屏蔽物边界外 50m 的范围。 因此,本项目评价范围确定为以电子加速器及核医学科131I改扩建病房为中心半径50m的区域。 保护目标 使建设项目周围环境辐射水平低于国家规定的限值,确保在该区域内活动的公众和工作人员所受到的辐射低于国家规定的限值。 表7-1 环境保护目标一览表 项 目 方 向 场 所 名 称 距场所距离(m) 电子加速器项目 北 面 5号病房楼 50 东 面 核医学科 30 南 面 放射治疗区 紧邻 西 面 空地 / 131I病房改造项目 北 面 放疗病房楼 50 东 面 污水处理站 20 南 面 PET-CT中心 10 西 面 放射治疗区 20 1.评价标准 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002) 1.1职业人员及公众成员剂量限值 B1.1职业照射 B1.1.1应对任何工作人员的职业照射水平进行控制,使之不超过下述限值: a)由审管部门决定的连续5年的平均有效剂量(但不可作任何追溯性平均),20mSv; b)任何一年中的有效剂量,50mSv; B1.2公众照射 B1.2.1实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值: a)年有效剂量,1mSv; b)特殊情况下,如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv,则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv。 工作人员的职业照射和公众照射的剂量限值列入表7-2。 表7-2 工作人员职业照射和公众照射年剂量限值 职 业 工 作 人员 公 众 类别 限 类别 限值 眼晶体当量剂量 150mSv 眼晶体当量剂量 15mSv 四肢或皮肤当量剂量 500mSv 四肢或皮肤当量剂量 50mSv 年有效剂量 20mSv 年有效剂量 1mSv 注:表中剂量限值不包括医疗照射和天然本底照射。 B1.2.2慰问者及探视人员的剂量限制 B1.2.1所规定的剂量限制不适用于患者的慰问者(例如、并非是他们的职责、明知会受到照射却自愿帮助护理、支持和探视、慰问正在接受医学诊断或治疗的患者的人员)。但是,应对患者的慰问者所受的照射加以约束,使他们在患者诊断或治疗期间所受的剂量不超过5mSv。应将探视食入放射性物质的患者的儿童所受的剂量限制于1mSv以下。 1.2年管理剂量约束值 本评价报告表取年有效剂量限值的3/10作为年管理剂量约束值,即对工作人员年管理剂量约束值不超过6mSv;对于公众年管理剂量约束值不超过0.3mSv。 2.引用标准 2.1《电子加速器放射治疗放射防护要求》(GBZ126-2011) 5.3.4 终止照射后感生放射性的防护 5.3.4.1 此要求仅适用于电子能量超过10MeV的设备; 5.3.4.2 在规定的最大吸收剂量率下,进行4Gy照射,以间隙10min的方式连续运行4h,在最后一次照射终止后的10s开始测量,测得感生放射性的周围剂量当量H*(d),且应满足下列要求: a) 累积测量5min,在离外壳表面5cm任何容易接近处不超过10μSv,离外壳表面1m处不超过1μSv; b) 在不超过3min的时间内,测得感生放射性的周围剂量当量率在离外壳表面5 cm任何容易接近处不超过200μSv/h,在离外壳表面lm处不超过20μSv/h。 6 治疗室防护和安全操作要求 6.1 治疗室的防护要求 6.1.1 治疗室选址、场所布局和防护设计应符合GB18871的要求,保障职业场所和周围环境安全; 6.1.2 有用线束直接投照的防护墙(包括天棚)按初级辐射屏蔽要求设计,其余墙璧按次级辐射屏蔽要求设计,辐射屏蔽设计应符合GBZ/T201.1的要求; 6.1.3 在加速器迷路门处、控制室和加速器机房墙外30cm处的周围剂量当量率应不大于2.5μSv/h; 6.1.4 穿越防护墙的导线、导管等不得影响其屏蔽防护效果; 6.1.5 X射线能量超过10MeV的加速器,屏蔽设计应考虑中子辐射防护; 6.1.6 治疗室和控制室之间应安装监视和对讲设备; 6.1.7 治疗室应有足够的使用面积,新建治疗室不应小于45m2; 6.1.8 治疗室入口处必须设置防护门和迷路,防护门应与加速器联锁; 6.1.9 相关位置(例如治疗室入口处上方等)应安装醒目的辐射指示灯及辐射标志; 6.1.10 治疗室通风换气次数应不小于4次/h。 2.2《放射治疗机房的辐射屏蔽规范 第2部分:电子直线加速器放射治疗机房》 (GBZ/T201.2-2011) 4.2.2治疗机房顶的剂量控制要求 b)除4.2.2中a)的条件外,应考虑下列情况: 3)对不需要人员到达并只有借助工具才能进入的机房顶,考虑上述1)和2)之后,机房顶外表面30cm处的剂量率参考控制水平可按100μSv/h加以控制。 2.3《临床核医学卫生防护标准》(GBZ120-2006) 第6.1款规定:使用治疗量发射γ射线放射性药物的区域应划为控制区。用药后患者床边1.5m处或单人病房应划为临时控制区。控制区入口处应有GB18871规定的电离辐射警告标志;除医务人员外,其他无关人员不得入内,患者也不应随便离开该区。 第6.2款规定:配药室应靠近病房,尽量减少放射性药物和已给药治疗的患者通过非放射性区域。 2.4医疗照射的指导水平 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002)第7.4.4.3款规定:接受放射性核素治疗的患者应在其体内放射性物质的活度降至一定水平后才能出院,以控制其家庭与公众成员可能受到的照射。必要时应向患者提供有关他与其他人员接触时的辐射防护措施的书面指导。 济南市环境天然辐射水平 济南市环境天然辐射水平见表7-3所示。 表7-3 济南市环境天然γ辐射剂量率(×10-8Gy/h) 监测内容 范 围 平均值 标准差 原 野 4.43~8.08 6.26 0.77 道 路 1.84~6.88 4.12 1.40 室 内 6.54~12.04 8.04 1.91 注:1.表中数据摘自《山东省环境天然放射性水平调查研究报告》,1989年; 2.编制单位为山东省环境监测中心站。 表8 环境质量和辐射现状 辐射环境现状检测 本次检测分为2次检测,2014年12月7日委托山东省辐射环境管理站进行现场检测;2017年5月22日根据专家审核意见,由山东省波尔辐射环境技术中心依照《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第二部分》(GBZT201.2-2011)中的点位检测规范要求对加速器场所进行了第二次检测。 1.检测项目 X-γ辐射剂量率,中子剂量当量率; 2.质量保证措施 ⑴检测机构必须通过计量认证或实验室国家认可。 ⑵检测前制定检测方案,检测点位的选取应具有代表性。 按照《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T14583-1993)的要求和方法进行现场测量。X-γ剂量率仪仪器开机后预热15min以上,仪器探头质心离地1m,每个测量点读取仪器显示的10次数据,取其平均值和标准偏差。 按照《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61-2001)和《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T14583-1993)测点布设原则,对加速器及131I核素治疗病房工作场所周围环境布设检测点位。检测布点图见图8-1、图8-2。 ⑶检测仪器必须与所测对象能量响应范围、量程、响应时间等方面相符合,且检测仪器应在检定有效期内,以保证获得真实有效的检测结果。检测仪器参数见表8-1。 ⑷检测人员必须有2名以上,且必须持证上岗。 3.检测时间与天气环境条件 2014年12月7日;天气:晴;温度:10.2℃;湿度:58.7%; 2017年5月22日;天气:晴,温度:28℃; 湿度:65%。 4.监测仪器 使用FH40G型便携式X-γ剂量率仪及中子剂量当量率仪,仪器参数见表8-1和表8-2,其中表8-1仪器参数为2014年12月7日监测使用仪器,表8-2中仪器为监测时间为2017年5月22日使用仪器。 表8-1监测仪器参数 仪器名称 便携式X-γ剂量率仪 FHT762型中子周围剂量当量率仪 仪器型号 FH40G (JC08-002-2011) FHT762(JC09-002-2014) 能量响应 36keV~1.3MeV 36keV~1.3MeV 量 程 10nSv/h~ Sv/h 10nSv/h~1Sv h 生产厂家 美国热电 美国热电 检定单位 国防科技工业电离辐射一级计量站 中国计量科学研究院 检定有效期 2014.10.28~2015. 10.27 2014.5.22~2015.5.21 表8-2监测仪器参数 仪器名称 便携式X-γ剂量率仪 FHT762型中子周围剂量当量率仪 仪器型号 FH40G-L10+FHZ672E-10 FH40G-X+FHT762 能量响应 36keV~1.3MeV 36keV~1.3MeV 量 程 10nSv/h~1Sv/h 10nSv/h~1Sv h 生产厂家 美国热电 美国热电 检定单位 国防科技工业电离辐射一级计量站 中国计量科学研究院 检定有效期 2017.3.6~2018. 3.5 2017.2.14~2018.2.15 5.监测单位 山东省辐射环境管理站; 山东省波尔辐射环境技术中心。 6.监测结果与分析 (1)医用电子加速器 1)X-γ辐射剂量率剂量率监测结果见表8-3 表8-3 加速器开关机状态X-γ辐射剂量率剂量率监测结果(nGy/h) 监测 点位 X(γ)空 吸收剂量率 开关机 之差 点 位 描 述 关 机 标准差 开 机 标 差 A1 59.5 2.1 981.7 1.6 922 2 防护门左门缝30cm,线束垂直向下 A2 995.5 3.4 936.0 防护门正中30cm,线束垂直向下 A3 1004.9 1.2 945.4 防护门右门缝30cm,线束垂直向下 A4 67.1 1.3 71.5 1.1 4.4 控制室,线束垂直东墙照射 A5 105.0 1.4 105.5 1.6 0.5 候诊区,线束垂直东墙照射 A6 114.9 1 163.9 1.3 49 东主屏蔽墙外30cm,线束垂直东墙 A7 113.1 1.7 167.3 1.7 54.2 东次屏 墙外30cm,线束垂直东墙 A8 61.9 1.2 747.1 4.9 685.2 西主屏蔽墙外30cm,线束垂直西墙 A9 59.9 2.0 741.6 1.6 681.7 西次屏蔽墙外30cm,线束垂直西墙 A10 5672.0 2.8 -- -- -- 加速器停止工作3min内,机头表面 A11 3110.8 1.4 -- -- -- 加速器停止工作3min内,机头外1m 注:1.表中数据已扣除宇宙射线响应值; 2.监测时,加速器处于最大X射线能量为15MeV的工作状态; 3.加速器机房南墙外是机房,无法进去监测; 4.监测时,放入等效模体,照射野40cm×40cm。 2)中子剂量当量率监测结果见表8-4 表8-4 加速器工作状态中子剂量当量率监测结果(nSv/h) 监测 点位 剂量当量率 标准偏差 点 位 描 述 G1 279.1 1.9 防护门左门缝30cm,线束垂直向下 G2 282.4 1.0 防护门正中30cm,线束垂直向下 G3 76.7 1.7 防护门右门缝30cm,线束垂直向下 G4 100.2 0.5 控制室,线束垂直东墙照射 G5 0.00 / 候诊区,线束垂直东墙照射 G6 46.3 0.0 东主屏蔽墙外30cm,线束垂直东墙 G7 49.6 0.2 东次屏蔽墙外30cm,线束垂直东墙 G8 46.1 0.1 西主屏蔽墙外30cm,线束垂直西墙 G9 47.1 0.4 西次屏蔽墙外30cm,线束垂直西墙 注:监测条件与X-γ辐射剂量率监测一致。 A(10-11) 图8-1 电子加速器周围X-γ、中子辐射剂量率布点图 ① 由表8-2中的监测数据可以看出: 关机状态下,A1~A9等9个监测点位的监测数据范围为(59.5~114.9)nGy/h,均处于济南市天然放射性本底水平。 开机状态下,A1~A9等9个监测点位的监测数据范围为(71.5~1004.9)nGy/h,均低于本报告提出的不大于2.5μSv/h的标准限值。 在加速器停止工作3分钟内,距加速器表面和1m处由感生放射性所造成的吸收剂量率分别不超过200μSv/h和20μSv/h的标准限值。 ② 由表8-3中的监测数据可以看出: 开机状态下G1-G9监测点位中子剂量当量率最大值为0.2824μSv/h低于本报告提出的不大于2.5μSv/h的标准限值。 (2)131I治疗病房改扩建项目周围 监测结果如表8-5所示。 表8-5131I治疗病房改扩建项目周围X-γ辐射剂量率本底监测结果(nGy/h) 序号 点位描述 监测结 标准差 B1 核医学护士办公室门口 86.8 2.5 B2 护士办公室内 101.9 1.5 B3 病房门前楼道内 79.1 1.1 B4 病房楼道东门口 57.9 1.1 B5 病房北墙30cm处 87.7 3.0 监测结果范围 57.9~101.9 注:表中数据已扣除宇宙射线响应值。 现场监测结果表明:131I核素治疗病房周围的X-γ辐射剂量范围为(57.9~101.9)nGy/h,处于济南天然本底水平范围。 图8-2 131I治疗病房周围X-γ辐射剂量率布点图 表9 项目工程分析与源项 工程分析 一、 电子加速器项目 1.项目组成 电子加速器项目主要由加速器机房、控制室、设备配电室、办公室等组成。电子加速器机房则有主体机房、迷道和防护门组成。 电子加速器机房所在建筑为单层建筑。 2.加速器主要参数 电子加速器的主要参数要求如表9-1所示: 表9-1 电子加速器的主要参数一览表 加速粒子 光子 电子能 4MeV~15MeV(5档能量可选 ) X射线能量 6MV,15MV 最大输出剂量率 600cGy/min 泄漏辐射 漏射线不得超过有用线束中心轴吸收剂量的1% 3.工作原理 电子加速器是将电子枪产生的电子经加速管加速后形成高能电子束的装置。它既可以产生高能电子束,同时,利用高能电子束与靶物质相互作用时的轫致辐射产生X射线束,X射线束的最大能量为电子束的最大能量。因此,作为一种体外照射的治疗设备,电子加速器利用其特定装置产生的高能电子束或X射线,应用计算机立体定位系统进行图像三维重建和剂量分步计算,对人体恶性肿瘤的部位进行照射,使肿瘤组织受到不可逆损毁。电子加速器的结构如图9-1所示。 4.加速器工作场所分区 根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002),将加速器机房内及防护门区域划分为控制区,将加速器机房的控制室及屏蔽墙四周1m处划分为监督区。 5.加速器设备组成 电子加速器通常是以磁控管为微波功率源的驻波型加速器,它的结构单元为:加速管、电子枪、微波系统、调制器、束流传输系统及准直系统、真空系统、恒温水冷系统和控制保护系统。电子枪产生的电子由微波加速波导管加速后进入偏转磁场,所 形成的电子束由电子窗口射出,通过2cm左右的空气射到金属钨靶,产生大量高能X线,经一级准直器和滤线器形成剂量均匀稳定的X线束,再通过监测电离室和二次准直器限束,最后到达患者病灶实现治疗目的。电子加速器内部结构见图9-2所示。 图9-1 典型医用直线加速器示意图 图9-2 电子加速器基本结构和系统示意图 6.加速器治疗流程 (1)模拟定位。先通过模拟定位机对患者的病变部位进行详细检查,然后确定照射的方向、角度和视野大小,拍片定位; (2)候诊登记。对已做模拟检查的患者进行登记候诊; (3)计算射线强度 根据患者所患疾病的性质、部位和大小确定照射剂量和照射时间。 (4)摆位准备 在利用加速器进行治疗时需对患者进行定位、标记,调整照射角度及视野。 (5)实施照射 根据已制定的诊疗计划,实施照射。 (6)结束照射 电子加速器完整诊疗流程如图9-3所示。 模拟定位 候诊登记 治疗计划设计 摆位准备 实施照射 结 束 图9-3 电子加速器治疗流程示意图 二、131I核素治疗病房改扩建项目 1.131I治疗项目简介 (1)项目布局 131I项目位于核医学科区北部,工作场所包括治疗室、病人专用病房。131I主要用于甲亢、甲癌的治疗。 (2) 131I药物的购买和用量 131I口服液购买自成都中核高通同位素股份有限公司或北京原子高科核技术应用股份有限公司。 每月治疗病人约4~5人,甲亢患者每人最大用量为7.4×108Bq,甲癌患者每人最大用量为7.4×109Bq,日最大用量为5.55×109Bq 年诊治 30~ 40人,年最大用1.85×1011Bq。 有3名医师负责131I的给药。 (3)131I治疗原理 131I治疗是通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素或其标记化合物所发射出的射程很短β-粒子或α粒子,对病变进行集中照射,在局部产生足够的电离辐射生物学效应,达到抑制或破坏病变组织的目的,而邻近的正常组织的吸收剂量很低,虽然核素治疗的疾病不多,但疗效较好,方法简便,副作用小,有较高的实用价值。 (4)工作流程 病人经核医学楼门口进入一楼内候诊室待诊,核医学科医护人员根据患者的患病状况确定用药剂量,在一楼东侧的药源室内用核素分装仪进行分装,对于甲亢患者,病人服用131I药物后,如无异常情况,患者当天就可以离开医院,不需要住院。对甲癌患者,服药后经核医学科的病人专用通道进入病房进行住院治疗,甲癌患者在治疗期间,一般不设专人陪护,病人家属可在1米外短时探视,送饭,病人不准随意离开病房,当病人痊愈后达到出院标准才能离开病房出院,工作流程图见图9-4。 病人 候诊室 功能室(用药) 治疗室 病房 出 院 出 院 甲亢患者 甲 癌 图9-4 131I核素治疗工作流程图 (5)核素131I放射性特性 (a)半衰期:131I的半衰期是8.04天。 (b)衰变方式为β衰变(β=100%),能衰变多条β射线,其中分支比最大的为89.2%,能量为606.3keV;还能释放多条γ射线,其中分支比最大的为81.8%,能量为364.5keV。 (c)131I衰变纲图: 图9-5 131I衰变纲图示意图 污染源项分析与评价因子 1.医用电子加速器 (1)污染源项分析 1)X(γ)辐射、中子和感生放射性 电子加速器电子枪产生的电子经过加速后,受到金属靶的阻止而产生轫致辐射X射线,其辐射可分为瞬发辐射和感生辐射两类。瞬发辐射包括初级辐射(被加速的电子)及其与靶材料或加速器的结构材料相互作用产生的次级辐射X射线等。瞬发辐射在加速器运行时产生,关机后即消失。感生辐射是指加速器的初级电子束和次级辐射在加速器结构材料及环境介质(包括空气、屏蔽物等)中诱发生成的感生放射性。感生辐射在加速器关机后仍存在,而且随电子加速器的运行时间的增加而积累,随电子加速器关机时间的增加而减弱。但只有当粒子的能量大于核反应的阈能时,才会产生感生放射性。 电子加速器产生的电子与靶作用产生轫致辐射X射线。由于X射线的贯穿能力极强,对周围环境可造成辐射污染,但运行时产生的X射线随加速器的开、关而产生和消失。加速器在运行时产生的高能电子束,因其能量远弱于X射线,在X射线得到充分屏蔽的条件下,电子束亦能得到足够的屏蔽。在加速器开机的时间内,产生的X射线为主要辐射环境污染因素。 电子加速器运行期间产生的电子线(β线),穿透能力较弱,对环境外照射的影响相对较小。通过机房的屏蔽可明显降低辐射对环境的影响。 本项目15MeV电子加速器设备,根据GBZ126-2011中规定,X射线标称能量大于10MeV的加速器对感生辐射应加以限制,在屏蔽设计(主要是防护门的设计)时考虑中子的防护,因此本项目电子加速器应考虑中子和感生放射性。 2)放射性废水 本加速器使用的冷却水为去离子水,为循环用水,通常情况下只是补充冷却水,废水产生量较少。 冷却水中被活化而形成的放射性核素主要为15O、16N,它们的半衰期分别为2.1min和7.3s,半衰期时间很短,只需放置一段时间就可以衰减到较低的水平。 去离子水需要定期进行补充,去离子水不外排。 3)放射性气体 当治疗过程用的X射线的能量超过产生(γ,n)反应的阈能量时,机房空气中还会产生11C、13N、15O等放射性气体。β+射线在空气中的射程只有几米,放射性气体产量很低,半衰期也较短,通过合理的通风系统排放后,对环境产生的影响可忽略不计。 4)非放射性气体 在电子加速器开机运行时,产生的X射线与空气作用可产生少量臭氧(O3)和氮氧化物(NO、NO2)。通过合理的通风系统排放后,对环境产生的影响可忽略不计。 5)放射性固体废物 冷却水循环中使用离子交换树脂,可能会产生受污染的离子交换树脂,另外靶物质经长期照射后,也可积累一定数量的感生放射性核素,因此退役的靶和粒子交换树脂为放射性固体废物。 2)评价因子 综合上述分析,可以确定本项目的评价因子主要为X(γ)射线、中子,放射性固体废物。 2. 131I核素治疗病房改扩建项目 (1)污染源项分析 1) 放射性污染因素分析 核素131I释放出β射线、轫致辐射和少量γ射线,因此对工作场所和环境可产生辐射污染。 (2)评价因子 γ射线。 (3)评价重点 本评价在对放射性污染因素分析的基础上,以辐射环境影响安全分析、放射性污染防治措施和对住院病人的管理等为评价重点,主要是病房的实体防护及对服药病人住院期间的管理措施等。 表10 辐射安全与防护 项目安全设施 1.医用电子加速器 (1)墙体屏蔽 加速器机房治疗室南北长9.2m,东西宽9.4m,净高4.5m,有效面积78m2,净容积为377m3,迷路为L型,迷路外墙厚1.0m,迷路内墙厚1.0m,长6.4m。屏蔽墙采用密度不小于2.35T/m3的混
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