血液輻照儀的輻射劑量學研究*

王宏芳 馬永忠* 萬 玲 婁 云 翟曙光 俞 君 馮澤臣 張 泓 孫亞茹

血液輻照儀的輻射劑量學研究*

王宏芳①馬永忠①*萬 玲①婁 云①翟曙光①俞 君①馮澤臣①張 泓①孫亞茹①

目的：探討血液輻照儀的輻射防護及樣品輻照區(qū)劑量分布情況。方法：選用C-3001型和XHBRI-1000型血液輻照儀為研究對象，使用環(huán)境X、γ劑量率儀對輻照與非輻照狀態(tài)下輻照儀外表面輻射劑量水平進行測量；以LiF(Mg、Ti)熱釋光元件為探測器，布放于輻照杯內(nèi)不同層面，輻照后進行數(shù)據(jù)測讀，探討輻照杯內(nèi)不同位置的劑量分布。結(jié)果：兩種型號血液輻照儀在靜止(關(guān)機)狀態(tài)下，其外表面輻射劑量率最大值分別為0.30 μGy/h和0.60 μGy/h，工作狀態(tài)(輻照)最大值分別為0.62 μGy/h和0.28 μGy/h。輻照杯內(nèi)不同位置的輻照劑量值分布：C-3001型中層＞頂層＞底層，外圍＞中心；XHBRI-1000型頂層＞中層＞底層，中心＞外圍。輻照劑量偏差分別為-6.7%～10.4%和3.7%～17.5%。結(jié)論：兩臺血液輻照儀的輻射防護水平符合國家相關(guān)標準要求，輻照杯內(nèi)不同層面輻射劑量分布較均勻。

血液輻照儀；輻射劑量；放射防護

[First-author’s address] Beijing Center for Disease and Prevention, Beijing 100013, China.

血液輻照儀是一類可對血液制品進行輻照的設(shè)備，通過放射線對血液或血液制品進行輻照，可有效滅活血液中具有免疫活性的T淋巴細胞，為患者輸注經(jīng)放射線輻照的血液或血液成分，可有效預防“輸血相關(guān)性移植物抗宿主病(TA-GVHD)”的發(fā)生[1-2]。

自20世紀80年代對血液進行輻照以來，目前已得到廣泛應(yīng)用，被視為減少TA-GVHD發(fā)生的最有效手段[3]。血液輻照儀使輸血安全得到保障，但因其使用放射源對工作人員及周圍公眾存在著潛在危險，而輻照杯內(nèi)的輻照劑量分布情況鮮有報道，針對血液輻照儀的輻射防護檢測標準尚未出臺，目前的防護檢測主要依據(jù)其他類相關(guān)技術(shù)標準[4-5]。因此，本研究擬對北京地區(qū)在用的兩種型號的血液輻照儀進行輻射劑量及劑量分布研究，以了解兩種型號設(shè)備的防護水平及輻照杯內(nèi)劑量分布情況，為相關(guān)標準制定提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

(1)選擇北京市正在運行的C-3001型(加拿大制造)和XHBRI-1000型(中國制造)兩款血液輻照儀。兩種型號血液輻照儀使用的放射源均為137Cs密封放射源，C-3001型于2000年9月6日標定活度為56.43 TBq；而XHBRI-1000型在檢測時顯示實時活度為42.18 TBq。兩種設(shè)備均屬于II類密封源。

(2)RGD-3B型熱釋光劑量儀使用的探測器為LiF(Mg、Ti)熱釋光劑量計，其探測效率為3.06%；SG-102型環(huán)境X、γ劑量率儀。兩臺設(shè)備均經(jīng)中國計量科學研究院檢定合格。

1.2 檢測與評價依據(jù)

按照國家標準GBZ141-2002《γ射線和電子束輻照裝置防護檢測規(guī)范》、GB10252-2009《γ輻照裝置的輻射防護與安全規(guī)范》以及GBZ114-2006《密封放射源及密封γ放射源容器的放射衛(wèi)生防護標準》進行檢測與評價。

1.3 檢測方法

防護檢測依據(jù)相關(guān)國家標準；劑量分布檢測采用LiF(Mg、Ti)熱釋光劑量計，在輻照杯內(nèi)按3層(頂、中、底)布放，每位點布放3個探測器，輻照后由熱釋光劑量儀測量，并經(jīng)計算后記錄劑量數(shù)值如圖1所示。

1.4 統(tǒng)計學方法

圖1 輻照杯三層布放TLD元件示意圖

2 結(jié)果

2.1 輻照儀外表面輻射劑量水平

測得數(shù)值顯示，兩臺輻照儀上表面輻射劑量水平較高，C-3001型工作狀態(tài)高于關(guān)機狀態(tài)；而XHBRI-1000型工作狀態(tài)低于關(guān)機狀態(tài)；但輻射劑量水平均低于國家相關(guān)標準要求。其余檢測點均接近本底水平(見表1)。

表1 輻照儀外表面5 cm處輻射劑量水平(μGy/h)

2.2 輻照杯內(nèi)輻射劑量分布

C-3001型輻照儀輻照程序為25 Gy/370 s，實驗時照射30 s，經(jīng)計算實際預設(shè)照射劑量為2027 mGy；XHBRI-1000型輻照儀輻照程序為25 Gy/780 s，實驗時照射60 s，經(jīng)計算實際預設(shè)照射劑量為1923 mGy。輻照杯內(nèi)不同層面由TLD測定輻射劑量分布結(jié)果見表2，周邊與中心劑量分布情況見表3。結(jié)果顯示，C-3001型輻照杯內(nèi)測定劑量分布由高到低依次為中層＞頂層＞底層，外圍＞中心；XHBRI-1000型輻照杯內(nèi)為頂層＞中層＞底層，中心＞外圍。兩臺輻照儀輻照杯內(nèi)測定劑量分布不盡相同。

表2 不同層面輻射劑量水平，mGy)

表2 不同層面輻射劑量水平，mGy)

輻照儀型號頂層中層底層C-3001 2009.6±104.0 2163.8±115.71815.3±96.4 XHBRI-10001825.2±79.41750.5±52.81587±46.7

表3 周邊與中心劑量分布情況(x-±s，mGy)

2.3 輻照杯內(nèi)不同位置的輻照劑量偏差

C-3001型和XHBRI-1000型輻照儀不同位置的輻照劑量偏差均以底層為最高，分別為10.4%和17.5%，但均＜20%，見表4。

表4 輻照杯內(nèi)不同位置的輻照劑量偏差(%)

3 討論

血液輻照儀由主機(包括鍵盤、控制板、血樣室、條碼解讀器、初級控制柜、樣品杯以及計算機控制柜)、輻射保護罩、輻射源、輻照容器和電氣控制系統(tǒng)等組成，通常安置在不需特殊屏蔽墻的普通房間內(nèi)，由工作人員近臺操作，所以設(shè)備自身的屏蔽設(shè)計非常關(guān)鍵。C-3001型和XHBRI-1000型輻照儀為目前較常見設(shè)備，二者均屬于自屏蔽(整裝)式干法貯源輻照裝置，獨立柜式結(jié)構(gòu)，使用的放射源均為II類137Cs密封放射源，137Cs產(chǎn)生的γ射線泄漏輻射是外照射的主要來源。目前，國內(nèi)外尚無針對血液輻照儀的放射衛(wèi)生防護檢測標準，因此其防護檢測主要依據(jù)CB17568-2008、GBZ114-2006和GBZ141-2002等技術(shù)標準。本次調(diào)查中兩種血液輻射儀外表面輻射泄漏水平均≤2.5 μGy/h，滿足上述標準要求。但XHBRI-1000型輻照儀在關(guān)機狀態(tài)下，其上表面的輻射劑量水平高于工作狀態(tài)時的水平，與設(shè)備投入使用前驗收時檢測結(jié)果一致[6]。研究認為，血液輻照儀在靜止狀態(tài)下外表面的泄漏輻射水平應(yīng)不高于輻照工作狀態(tài)，相關(guān)文獻報道多屬于此種情形[7-8]。推測其原因可能與設(shè)備自身的內(nèi)部構(gòu)造有關(guān)，該設(shè)備在靜止狀態(tài)下，轉(zhuǎn)臺屏蔽體外表面接近輻照源滑道，兩者之間存在一個窄長的區(qū)間，而在輻照工作狀態(tài)時，由于輻照源上提，減小了源抽屜上端與滑道防護塊之間的空間，從而降低了穿出滑道防護塊的輸出輻射量。

C-3001型設(shè)備2000年9月6日標定活度為56.43 TBq，經(jīng)計算實驗時活度約為42.11 TBq，與XHBRI-1000型輻照儀測量時活度42.18 TBq相近，但達到同一輻照劑量所用的輻照時間明顯不同，XHBRI-1000型設(shè)備用時約為C-3001型設(shè)備的2倍。對兩種輻照儀輻照杯內(nèi)不同位置輻射劑量水平進行研究發(fā)現(xiàn)，輻照杯內(nèi)劑量分布情況不盡相同，C-3001型輻照杯內(nèi)劑量分布由高到低依次為中層＞頂層＞底層，外圍＞中心；XHBRI-1000型則為頂層＞中層＞底層，中心＞外圍。這一結(jié)果體現(xiàn)兩種輻照儀內(nèi)部輻射源的位置與運動方向不完全一致，導致輻照杯內(nèi)劑量分布情況不盡一致。但不同位置的輻照劑量偏差均在20%以內(nèi)，依據(jù)輻射防護設(shè)備檢測結(jié)果30%的統(tǒng)計漲落，可以理解該劑量場分布較均勻。

[1]李曉娣，黃象娟.血液輻照儀應(yīng)用及對血液質(zhì)量影響的研究進展[J].臨床血液學雜志，2008，21(4)：223-224.

[2]周丹.血液輻照預防輸血相關(guān)性移植物抗宿主病的發(fā)生[J].中國醫(yī)藥導報，2012，9(13)：179-180.

[3]倪波，朱立葦，孟忠華.血液輻照儀的輻射劑量監(jiān)測[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學，2013，30(4)：290-294.

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[5]倪波，朱立葦，王擁軍，等.血液輻照儀的輻射狀況監(jiān)測及分析[J].中國輸血雜志，2012，25(10)：1077-1078.

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Study on radiation dose of blood irradiator

WANG Hong-fang, MA Yong-zhong, WAN Ling, et al// China Medical Equipment,2015,12(1):25-27.

Objective: To investigate the radiation protection level of blood irradiator and radiation dose distribution in radiation region of sample. Methods: The radiation dose levels of the two types of blood irradiators (C-3100 and XHBRI-1000) were measured at ON or OFF status with X, γ dose rate instrument. The thermo-luminescent dosimeter LiF (Mg, Ti) detectors were placed in different position of the sample cup to measure the dose. Results: The maximum radiation dose rates at outer surface for C-3100 and XHBRI-1000 units were 0.30/0.62μGy/h and 0.60/0.28 μGy/h at OFF/ON status, respectively. The radiation dose level declined from middle, top, to bottom, and from peripheral to center in the sample cup for C-3001 type with the radiation dose deviation of -6.7%～10.4%, differently, the radiation dose level declined from top, middle, to bottom, and from center to periphery in the sample cup for XHBRI-1000 type with the radiation dose deviation of 3.7%～17.5. Conclusion: the radiation protection level of two types of blood irradiators meted the relevant national criterions. The irradiations in the cup were relatively uniform distributed.

Blood irradiator; Radiation dose; Radiological protection

王宏芳,女,(1976- ),博士, 助理研究員。北京市疾病預防控制中心放射衛(wèi)生防護所，研究方向：放射衛(wèi)生防護。

1672-8270(2015)01-0025-03

R144.1

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.01.007

2014-07-21

衛(wèi)生行業(yè)科研專項(201002009)“輻射危害控制與核輻射衛(wèi)生應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用”；北京市預防醫(yī)學研究中心公益應(yīng)用項目(2014-BJYJ-07)“放射診療防護標準及設(shè)備性能指標的應(yīng)用研究”

①北京市疾病預防控制中心放射衛(wèi)生防護所 北京 100013

*通訊作者：myz0905@126.com