幾種不同規(guī)格的實心磚在不同管電壓條件下的鉛當(dāng)量研究

張庭德 陶宗碩

（1安徽省環(huán)境工程評估中心，合肥 安徽 230051；

2國家建筑材料工業(yè)安防工程產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，合肥 安徽 230051）

0 前言

隨著我國國防科研、放射性醫(yī)學(xué)、工業(yè)探傷和核技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，各種放射線被廣泛應(yīng)用，人們利用和享受放射性技術(shù)成果的同時，也受到其給人類帶來的危害[1-2]，尤其醫(yī)用診斷X射線機(jī)利用X射線對患者病情進(jìn)行的診斷。據(jù)筆者統(tǒng)計，安徽省90%以上的X射線診斷機(jī)房都會使用到不同規(guī)格的實心磚進(jìn)行墻體填充，另外再增加硫酸鋇防輻射砂漿或鉛板等防護(hù)材料對機(jī)房進(jìn)行防護(hù)。

我國常規(guī)使用的醫(yī)用診斷X射線機(jī)和介入X射線主要有以下幾種：1）口內(nèi)牙片機(jī)，最大管電壓一般為70kV；2）口腔全景和CT一體機(jī)，最大管電壓一般為90kV；3）DR、CR和胃腸機(jī)，最大管電壓一般為（125-150）kV；4）CT，最大管電壓一般為140kV；5）DSA，最大管電壓一般為125kV。

因此，筆者通過選擇三種常規(guī)使用的不同規(guī)格的實心磚，在（70-150）kV條件下，對實心磚的鉛當(dāng)量進(jìn)行了研究，以期表征出常規(guī)使用的實心磚的鉛當(dāng)量，給今后相關(guān)防護(hù)工程提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

1 材料及設(shè)備

1.1 實心磚

三種常規(guī)使用的實心磚相關(guān)信息參見表1，其形貌參見圖1：

1#實心磚顏色為橙紅色，表觀密度為1865kg/m3，測試鉛當(dāng)量厚度為110mm；

2#實心磚顏色為灰色，表觀密度為1960kg/m3，測試鉛當(dāng)量厚度為108mm；

3#實心磚顏色為灰黃色，表觀密度為1825kg/m3，測試鉛當(dāng)量厚度為88mm。

表1 三種常規(guī)使用的實心磚相關(guān)信息

圖1 三種不同規(guī)格實心磚形貌圖示

1.2 （5-160）kV X射線標(biāo)準(zhǔn)化輻射場

實心磚鉛當(dāng)量測試使用的（5-160）kV X射線標(biāo)準(zhǔn)化輻射場通過相關(guān)計量院進(jìn)行校準(zhǔn)，證書編號為Dyjl2019-3435，有效期至2020年5月19日，符合GBZ/T 147-2002《X射線防護(hù)材料衰減性能的測定》中的相關(guān)要求[3]。（5-160）kV X射線標(biāo)準(zhǔn)化輻射場設(shè)置測試鉛當(dāng)量的管電壓分別為70kV、80kV、90kV、100kV、110kV、120kV、130kV、140kV和150kV。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)鉛片

實心磚鉛當(dāng)量測試使用的標(biāo)準(zhǔn)鉛片化學(xué)純度通過相關(guān)第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測，測試報告編號為ZKGX20190403-10-02-001，檢測結(jié)果鉛含量為99.9917%，標(biāo)準(zhǔn)鉛片厚度經(jīng)過相關(guān)計量院進(jìn)行校準(zhǔn)，證書編號為00832893，有效期至2019年3月13日，校準(zhǔn)鉛片厚度精確至0.001mm。符合GBZ/T 147-2002《X射線防護(hù)材料衰減性能的測定》中的相關(guān)要求。

2 鉛當(dāng)量測試方法

實心磚鉛當(dāng)量測試方法主要參照的標(biāo)準(zhǔn)為IEC61331-1-2014《Protective devices against diagnostic medical X-radiation - Part 1： Determination of attenuation properties of materials》[4]和GBZ/T 147-2002《X射線防護(hù)材料衰減性能的測定》。

3 結(jié)果與討論

三種實心磚不同管電壓條件下的鉛當(dāng)量測試結(jié)果見圖2?？梢婋S著管電壓的增加實心磚的鉛當(dāng)量出現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，在管電壓為90kV時，鉛當(dāng)量達(dá)到最大。GBZ 130-2013《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》[5]標(biāo)準(zhǔn)中第5.3條規(guī)定了相關(guān)X射線設(shè)備機(jī)房的屏蔽防護(hù)鉛當(dāng)量厚度要求，如標(biāo)稱125kV以上的攝影機(jī)房有用線束方向鉛當(dāng)量應(yīng)不小于3mmPb，非有用線束方向的鉛當(dāng)量應(yīng)不小于2mmPb，但未說明對應(yīng)的鉛當(dāng)量時的管電壓。從圖1中可知2#實心磚在90kV時的鉛當(dāng)量達(dá)到了1.90mmPb，而在150kV時鉛當(dāng)量則為1.41mmPb，相差近0.50mmPb。因此，明確相關(guān)X射線診斷設(shè)備在日常使用過程中的常用最大管電壓是至關(guān)重要的，只有明確了設(shè)備的常用最大管電壓才能對應(yīng)知道實心磚的鉛當(dāng)量，在使用的管電壓區(qū)間找到實心磚的最小鉛當(dāng)量，是否滿足GBZ 130-2013《醫(yī)用X射線診斷放射防護(hù)要求》中的最小要求，防護(hù)公司針對此數(shù)據(jù)再給出對應(yīng)的防護(hù)實施方案，可以達(dá)到為醫(yī)院和防護(hù)公司節(jié)省防護(hù)材料和施工成本的目的，也能滿足輻射防護(hù)最優(yōu)化的原則。

圖2 3種實心磚不同管電壓條件下的鉛當(dāng)量測試結(jié)果

三種實心磚不同管電壓條件下的比鉛當(dāng)量測試結(jié)果見圖3?？梢姳碛^密度為1868kg/m3的1#實心磚，最大比鉛當(dāng)量為0.14mmPb/cm（90kV條件下），最小比鉛當(dāng)量為0.12mmPb/cm（150kV條件下）；表觀密度為1959kg/m3的2#實心磚，最大比鉛當(dāng)量為0.18mmPb/cm（90kV條件下），最小比鉛當(dāng)量為0.13mmPb/cm（150kV條件下）；表觀密度為1822kg/m3的3#實心磚，最大比鉛當(dāng)量為0.14mmPb/cm（90kV條件下），最小比鉛當(dāng)量為0.10mmPb/cm（150kV條件下）。因此，實心磚的表觀密度越大，比鉛當(dāng)量也越大。另可以得出不同型號規(guī)格的實心磚在不同的測試管電壓條件下的鉛當(dāng)量也有著較大的差距，在今后的防護(hù)工程實際施工過程中，建議防護(hù)公司針對實際使用的實心磚類型來確定防護(hù)工程實施的屏蔽方案，既滿足防護(hù)要求，也減少防護(hù)材料成本和施工期限。

圖3 3種實心磚不同管電壓條件下的比鉛當(dāng)量測試結(jié)果

4 結(jié)論

三種不同型號規(guī)格的實心磚，隨著管電壓的增加實心磚的鉛當(dāng)量出現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，在管電壓為90kV時，鉛當(dāng)量達(dá)到最大；實心磚的表觀密度越大，比鉛當(dāng)量也越大。