医用x射线装置辐射监测中值得注意的几个问题

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1、中国核科学技术进展报告（第一卷）核电子学与核探测技术分卷ProgressReportonChinaNuclearScience&Technology（Vol.1）2009年11月医用X射线装置辐射监测中值得注意的几个问题向元益，王蕾，胡晓燕（浙江省辐射环境监测站，浙江杭州310012）摘要：文章首先介绍了诊断用X线机和治疗用X射线装置（电子直线加速器）的基本结构、原理及主要特性。综合比较了国内监测机构配置的几种常用X-γ辐射测量仪的性能，并采用FH40G型便携式X-γ剂量率仪对某医院普通X光机周围环境的X射线

2、吸收剂量率进行监测，由所测结果可推断出目前常用的以测量稳定天然辐射场的仪器进行脉冲瞬变场或高能场的测量很可能导致监测数据偏小。建议在医院射线装置周围环境的辐射监测过程中，在强化以剂量监测为主的基础上，充分考虑测量仪器的响应时间、选型匹配等因素，以保证所得数据的可靠性、合理性。关键词：医用X射线装置；辐射监测；测量仪器医疗照射是人工辐射源的最主要来源，全球年平均为0.4mSv/人。在涉及医疗照射的各项实践中，应用最多的是X射线诊断学。国家颁布的一些法规和标准均对医用X射线诊断和治疗装置产生[1-4]辐射的防护和

3、监测问题提出了明确要求。目前，医用射线装置的环评和验收报告及其他委托监测报告中都包含了设备周围环境的监测数据，这些监测数据多数是采用测量稳定天然辐射场的仪器获得的，而射线装置产生的辐射场恰恰是脉冲瞬变场或高能场，因此选择与辐射场性质匹配的测量仪器显得尤为重要，这直接决定了所得数据是否可靠和合理，本文将就射线装置外围辐射环境监测中存在的问题展开讨论。1医用X射线机装置一般而言，射线装置是指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。按照使用用途可将其分为医用射线装置和非医用射线装置。医用X射线装置是将电能转变

4、为X射线能的一套换能装置，它能根据实际需求产生“量”与“质”可随意调节的X射线束，达到临床检查或治疗的目的。1.1诊断用X线机的结构及原理诊断用X线机是利用X线透过人体形成的各种影像，如荧光影像、照片影像、电视影像等，对疾病进行诊断的设备。目前，各级医院除拥有透视和摄影通用型X线机外，还有各种特殊检查所需[5]要的专用X线机，如血管造影X线机、乳腺摄影X线机、床边X线机、牙科X线机等。诊断用X线机因使用目的不同其结构有很大差别，但基本结构都是由主机和外围设备两大部分组成。主机也称X线发生装置，包括X线管装置、

5、高压发生装置、控制装置等，主要完成X线的产生并对射线的“质”、“量”和“曝光时间”进行控制。X线机的外围设备是根据临床检查需要而装配的各种机械装置和辅助装置。X线机的基本组成如图1所示。X射线管是X射线机的心脏，它具备产生X射线的条件，是X射线机产生X射线的关键部件。X射线管由安装在真空玻璃壳中的阴极和阳极组成（见图2），阳极主要部件为阳极头——靶面和铜体，阴极主要是钨制灯丝，它装在聚焦杯中，当灯丝通电加热时，电子就“蒸发”出来，而聚焦杯使这些电子集成束，直接向嵌在金属阳极中的靶体射击，靶面一般采用熔点高、蒸

6、发率低、原子序数大的钨制成。高电压加在X射线管两极之间，使电子在射到靶体之前被加速到很高的速度，这些作者简介：向元益（1976—），男，清华大学物理系毕业，高级工程师1高速电子到达靶面，靶面承受电子的轰击从而产生X射线。电源控制装置高压发生装置X线管装置X线机械装置和辅助装置图1X射线机构成方框图图2治疗用X射线管的结构图传统X线机其工作频率采用工频50Hz，从1895年伦琴发现X线到20世纪70年代此期间出现的X线机均属于传统X线机。20世纪80年代出现的高频X光机是因其主电路的工作频率均在无线电频域的中频

7、段，频率一般为几十kHz，如西门子中频机一般为5～20kHz。日本岛津ud系列X线高压发生装置，其逆变电路工作频率达到了30kHz；灯丝也采用15kHz高频加热。所以，传统X[5,6]线机叫低频X线机或工频X线机，而中频X线机则称为现代X线机，其主要特点如下：（1）结构紧凑，缩小了高压变压器的体积和重量。（2）采用微机管理和中频逆变技术，使传统X线机的零相位合闸、自动曝光、仟伏预示和仟伏补偿技术措施的优越性更便于实现。（3）对逆变器输出的电压频率和脉冲度宽进行调制，完成对kV和mA的闭环控制，使管电压和管电流

8、稳定输出。（4）可增加输出剂量。如单相全波整流X线机，一个脉冲的持续时间为10ms，大于0.707倍峰值的持续时间约为5ms，所以中频机恒直流电曝光10ms的剂量就相当于单相全波整流X线机曝光20ms的剂量。（5）可实现短时间曝光。X线机短时曝光取决于高压波形的上升沿，中频机高压波形上升沿很陡，一般是十几至几十微秒，所以最短曝光时间可达1ms。工频机高压波形按正弦波形变化，上升沿缓慢，比如单相全波整