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射线防护工程解决方案

2018/10/18 11:45:03

 X 射线在医学中的应用包括 X 射线诊断, X 射线治疗两个方面。因为 X 射线在诊断、治疗方面作用巨大,因此在现代医学中应用非常广泛,医院中一般都会设置 X 射线诊断,治疗方面的设备,如 CT 、 DR 、 X 光机、骨密度检测仪、 X 线碎石机等。
   在利用 X 射线的同时,人们发现 X 射线的增加会对人体造成损害,因此必须采取相应的防护措施。
   一、 X 射线防护的三大原则
   (一)时间防护
   不论何种照射,人体受照累计剂量的大小与受照时间成正比,接触射线时间越长,放射危害越严重。缩短从事放射性工作的时间,可以减少受照剂量。
   (二)距离防护
   某处的辐射剂量率与此处与放射源之间的距离的平方成反比,与放射源的距离越大,该处的剂量率越小,所以在工作中要尽量远离放射源。
   (三)材料防护
   就是在人与放射源之间设置一道防护屏障。因为射线穿过原子序数大的物质时会被吸收很多,这样一来,到达人体部分的辐射剂量就减弱了。
   二、 X 射线防护的主要方法
   由于 X 射线的穿透性是有选择的,在建筑施工过程中可以利用它的这个性质将它限制在一定的区域内。不同的材料对 X 射线的吸收阻断效果不同,常用的建筑材料有:钢筋混凝土、硫酸钡和铅板。
   (一)铅板法
   铅是吸收 X 射线最好的材料,因此在医院建设过程中,铅板防护法是使用最多的方法。计算所需的防护厚度时是按照铅当量来计算的, 1mm 厚的铅板就是 1 个铅当量。它的优点是:房间布局可以根据需要调整;可以根据计算明确铅板厚度。缺点是:铅板较重,使用过程中可能会有下坠。
   (二)钢筋混凝土法
80mm 厚的钢筋混凝土相当于 1 个铅当量(一般以 100mm 计算),它的优点是:施工工艺成熟,施工质量能可靠保证,耐久性能好。缺点是:房间的布局一旦固定便不能调整,钢筋混凝土中的孔洞是薄弱点,可能泄露 X 射线。
   (三)硫酸钡法
10mm 厚硫酸钡相当于 1 个铅当量,它的优点是:施工简便,可以在结构完成之后再行施工。缺点是:使用过程中会开裂;顶板不便施工。
   (四)组合使用法
   以上三种防护方法各有优缺点,因此在施工过程中经常会组合使用上面三种材料。
   顶板:现在顶板一般都为现浇钢筋混凝土,它的耐久性很好,可以利用钢筋混凝土板做防护层。如果钢筋混凝土层厚度不能满足防护要求,可以在本层吊顶挂铅板或者在上层楼板上垫层内施工硫酸钡。
   墙面:可以根据需要调整隔墙位置,然后在隔墙上铺贴铅板作防护层。
   地面:一般为现浇钢筋混凝土板,如果地面混凝土不够厚,可以利用垫层进行硫酸钡施工,这样既可以起到防护的作用,还能降低它的开裂风险。
   (五)其它
   为了人员的通行和医生观察操纵设备的需要,还要设置门和窗,在防护施工中会用到铅防护门和铅防护窗。此外还有个人防护用品,如铅衣、铅围脖等。
   三、 X 射线防护施工中需要注意的问题
   我们在防护施工过程中对遇到的问题进行了分析解决。下面结合工程实践,将 X 射线防护施工中需要注意的几个问题介绍如下。
   (一)净使用面积
X 射线强度与设备的管电压、管电流有关,还与传播距离有关,随着传播距离的增加,射线的强度会减弱,因此控制 X 射线源与要防护的物体之间的距离可以降低 X 射线的危害。
   规范中是通过控制最小面积来增加 X 射线的传播距离的。规范规定:新建 X 射线机房,单管头 200mAX 射线机机房应不小于 24m2 ,双管头的宜不小于 36m2 。但在设计及施工过程中,这个指标很多时候不被重视。
   本工程中设计人员认为,在建筑图纸上建筑面积满足 24m2 、 CT 机房最小面积 30m2 (双管的满足 36m2 )就可以了,因此部分房间的建筑面积刚刚满足上述要求。但在实际施工时,建筑隔墙完成后还有防护层和装修面层的施工,全部施工完成后,使用面积就不满足规范要求了,个别房间不得不通过更改隔墙位置来增大设备间面积,造成了个别房间的局部返工。因此在设计阶段需要计算好防护层和装修面层的厚度。
   另外,在使用方便的情况下,设备的摆放最好尽可能地靠近机房中央。如果设备过于靠近一面墙体,对于这面墙体来说,射线所走路线相对较短,射线强度也就会相对大一些。
   (二)铅板厚度
X 射线管一般装在有限束装置的 X 射线套管内,根据主要照射的方向可以分为立位透视和卧位透视,立位透视 X 射线管主要朝向一面墙照射,卧位透视 X 射线管主要朝向下面墙照射。 X 射线朝向的方向即为主射线方向,由于 X 射线管的限束装置的存在,主射线方向一般能被固定。主射线方向以外的其余方向为散射线方向,散射线方向的辐射强度会减小很多。
   根据主射线和散射线的不同以及投资的多少,可以选择主射线方向防护较强,其余方向适当减少,如《医用 X 射线诊断卫生防护标准》( GBZ130-2002 )中 6.3 条规定:摄影机房中有用射线朝向的墙壁应有 2mm 铅当量的防护厚度,其他侧墙壁应有 1mm 铅当量的防护厚度。
   为了加强对非放射工作人员的保护,如果射线机房紧邻办公室等长期有固定人员办公的房间,建议在已确定的防护厚度上适当增加防护标准。本工程中在射线机房紧邻办公室的墙面上增加了 1mm 铅板防护。
   (三)六面防护
X 射线放射源除了主射线方向会有射线外,在其它向也会有散射线,为了防止散射线对周围人产生影响, X 射线房间的六面均须作防护处理。
   因为现在建筑楼板基本使用钢筋混凝土, 80mm 厚钢筋混凝土相当于 1mm 铅当量,因此有些地方可能会省去地面及顶板的铅板防护,但吊顶内一般会有很多的管线穿出穿入,存在薄弱环节。   本工程采用四面墙体和吊顶使用铅板防护,地面采用硫酸钡垫层防护的方法。吊顶内铅板在吊顶装修面层之上,大部分管线在铅板层上,墙体铅板施工至吊顶铅板层并有搭接,吊顶内管线大部分不穿过墙体铅板防护层,施工起来安全性更高,虽然增加了吊顶的铅板层,但墙体吊顶上的部分铅板可以节省。
   (四)铅板防坠
   铅板比较重,因此铅板层需要单独设立龙骨支撑。另外铅板在金属中算是比较软的,如果直接固定铅板,铅板在使用中可能会出现下坠情况,从而造成 X 射线泄露。在施工过程中,可在龙骨上先固定一层五合板作为基层,将铅板与五合板粘在一起,然后用钉子固定在龙骨上,再将钉子部位出现的泄露点用铅板盖上,如图 1 所示。
   (五)迷路
   由于灯具、插座等电线线管需要从外部穿进防护房间里,从而破坏了防护层,为了保证防护层的整体性,需要制作迷路。迷路在防护工程中的应用非常广泛。
   由于 X 射线具有直线传播性,遇到障碍会穿透或者被吸收,利用它的直线传播特性制作迷路就可以保证防护层的完整性。例如在电线管的后面加铺一块铅板,加铺的铅板的面积要比电线管穿过的洞大,而且能保证在传播方向上射线穿过前面洞后,会被后面的铅板完全挡住,如图 2 所示。
   (六)变形缝
   变形缝是在建筑物中因昼夜温差、不均匀沉降以及地震作用可能发生结构破坏变形的敏感部位或其它必要的部位,预先设缝将整个建筑物沿全高断开,使断开后建筑物的各部分成为独立的单元或者是划分为简单规则的独立单元,并使各单元之间的缝达到一定的宽度,以适应变形的需要。
   铅防护房间应尽量避免穿过变形缝,因为变形缝两面可能会产生不同的变形,从而使得铅防护层变形甚至开裂。在本工程中遇到了一间房间跨过了变形缝的情况,如图 3 所示。
   一般建筑的变形缝做法比较成熟,有图集可供选用,但防护房间的防护变形缝做法却没有。变形缝处两侧结构断开,但中间的铅板层不能断开;如果铅板层不断开,建筑物在温度变化或者地震作用下会产生变形,可能会拉断铅板,而且铅板断开后不易被发现。
   为了解决这个问题,经与防护单位及设计单位沟通,采取以下施工做法:沿变形缝两边都单独立龙骨(墙、顶板龙骨),两边龙骨断开,然后每边铺贴铅板时都留出一部分铅板在变形缝处,让每边留出的铅板能搭接在一起,搭接长度不小于 100mm ,铅防护层施工完成后再按照建筑图集伸缩缝施工面层。
   (七)设备机房及周边相关要求
   根据防护规范要求:
   机房门外要有电离辐射标志,并安设醒目的工作指示灯。
   根据工作要求:
   机房门口指示灯不是长期亮着,应该是在内部需要做放射时再亮,因此门口指示灯应加控制系统,一般是在控制室的门上加装行程开关,当控制室门关闭时,机房门外的灯就会亮。患者出入有时不会随手关门,因此在患者出入的大门上需要安装闭门器。
   根据设备要求:
X 射线设备众多,每种设备对周边的要求也不相同,一般线缆接入控制室有两种走法,其中一种是走地面,为了房间美观及保护线缆,一般地面需要留置线缆的地沟;有些设备移动要求有天轨,在吊顶内需要布置滑轨,有滑轨的房间其吊顶排布就需要特别注意,灯、风口、烟感、喷淋等都不能影响设备。
   目前 X 射线机器品牌及型号众多,每种型号的要求多少都会不同,因此机房要根据设备的具体要求设置。
   四、结束语
   通过工程实践,我们总结了以下几点经验:
   防护房间的面积要足够大,在防护层、面层施工完成后能保证单管设备房间净面积不小于 24 ㎡, CT 设备房间净面积不小于 30 ㎡,双管头设备房间净面积不小于 36 ㎡,这样在设备验收时面积指标能顺利通过;
   对于防护材料,应尽量结合各种材料的优缺点组合使用;
   防护房间应避免跨过变形缝。
   以上几个方面都应在设计阶段解决,因此设计人员对于规范的掌握程度、设计经验的多少都会直接影响到防护工程的施工及设备的验收工作,这是医院建设中需要重视的问题。

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