广安铅门/铅防护门的屏蔽设计方案

　　铅门/铅防护门的屏蔽设计方案

　　1、铅门处目标值的确定:参照NCRP 151号报告.设定防护屏蔽的目标值P为:非控制区0. 02 mSv周一，( 20 X 10-6 Sv周一)、控制区0.1mSv周一，(0. 1X 10Sv周一)。该加速器室通向迷路的入口属于控制区，所以，铅防护门屏蔽设计的目标值可设定为0. 1mSv周一，并假定门口的中子和Y剂量当量各占50%.

　　2、铅防护门处剂量当量水平与成分的进一步考虑:该加速器治疗室防护门处1.81mSv 周一的总剂量当量中约79.7%来源于中子、14.7%来源于散射和泄漏光子，5.6%来源于中子俘获Y射线。其中，中子俘获7射线剂量约为中子剂量的7%，在计算防护门的屏蔽时应分别考虑每一种剂量成分。据资料表明，穿行迷路的散射和泄漏光子的TVLPb为3--6mm，而中子俘获r的TVLPb可厚达61 mm。而且，因该加速器治疗室防护门处的光子能谱主要由中子俘获r射线决定，以至于中子俘获r射线的屏蔽也必然满足散射和泄漏光子的屏蔽，所以，此时不必单独计算加速器治疗室对光子散射和光子泄漏辐射衰减的屏蔽，只需考虑针对Hcs和Hn的屏蔽。

　　3、铅防护门屏蔽材一料与厚度的确定:由于用于屏蔽中子俘获Y射线的铅对中子来说几乎是透明的.而用于减弱中子的含硼聚乙烯(BPE)对中子俘获r射线的衰减能力很弱。所以，为使加速器治疗室铅门处的剂量值减弱到目标值的1/2 (50uSv 周一)，应分别确定每种辐射的衰减材料厚度。

　　(1)、该加速器治疗室防护门处中子剂量当量H为1445uSv周一，，若将中子剂量当量降低到P/2=50uSv周一，则需要的HVL数为n=log (1 445/ 50) =1.46。BPE对2 MeV中子的TVL为38mm，对热中子为12 mm。又知防护门处的中子平均能量约为100 keV。此时取用45 mm为中子对BPE的饥BPE相对保守而安全一些，但符合NCRPNo. 151的建议和要求。因此.该加速器室防护门所需BPE为 1 .46X 45=65. 7 mm。

　　(2)、同理，中子俘获y射线的剂量当量为101.6uSv周一，估算出需要的TVL数为17 =log (101. 6/50)=O. 308，防护门所需铅为0. 308 X 61=18.8mm。

　　(3)、散射和泄漏光子的HT0t为265. 1uSv周一，因上述已确定中子俘获y射线的铅屏蔽为18. 8 min，已远远超过15 MV加速器治疗室防护门处散射能量(0. 2 MeV)的TVLPb (5 mm )，使用该厚度的铅屏蔽可将Hrot降低到原来的1%。以上。所以.针对这种15 MV高能医用加速器，中子俘获r射线的铅屏蔽厚度已经完全满足了x射线散射和泄漏辐射的屏蔽要求，不需要再另外附加Pb屏蔽了.这也再次验证了以上论断。

　　因此，该加速器治疗室防护门屏蔽设计方案可确定为:66 mm BPE+ 18.8 mm Pb.将BPE夹在Pb之间，内外两层均为9.4 mmPb.即9. 4 mm Pb+66。BPE+9.4 mm Pb.其中内层铅用于通过非弹性散射降低中子能量，外层铅用于屏蔽穿过BPE的中子俘获。