báo cáo khảo sát che chắn an toàn cho phòng x quang nha tại phòng khám thế hệ mới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT CHE CHẮN AN TOÀN CHO PHÒNG X QUANG NHA TẠI PHÒNG KHÁM THẾ HỆ MỚI Cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Cẩm Thu ThS. Lê Thanh Xuân Sinh viên thực hiện: Lê Việt Tân 17/05/2014 1 1. Lý do chọn đề tài.  Ngày nay cùng với sự phát triển khoa học .Tia X được sử dụng ngày càng rộng rãi trong chuẩn đoán và điều trị, máy X quang là một thiết bị không thể thiếu trong các cơ sở y tế.  Việc xây dựng và kiểm tra thực tế phòng X quang tốn rất nhiều chi phí, nhân lực, thời gian.  Phương pháp mô phỏng là một công cụ hữu hiệu, giải quyết nhiều vấn đề một cách đơn giản với độ chính xác cao. 2. Mục đính của đề tài.  Khảo sát độ an toàn bức xạ khi thay đổi vật liệu che chắn và độ dày vật liệu che chắn và bề dày vật liệu che chắn. Từ đó đưa ra khuyến cáo cho việc xây dựng phòng X quang an toàn và tiết kiệm hơn MỞ ĐẦU 17/05/2014 2 NỘI DUNG AN TOÀN BỨC XẠ TRONG X QUANG CHẨN ĐOÁN KHẢO SÁT ĐỘ AN TOÀN PHÒNG X QUANG NHA THẾ HỆ MỚI BẰNG MCNP5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TỔNG QUAN 17/05/2014 3  1.1 Tia X  Tia X là một dạng của sóng điện từ, nó có bước sóng trong khoảng từ 0,01 nanômét đến 10 nanômét tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz và năng lượng từ 120eV đến 120keV. Tia X có năng lượng dưới 10keV được gọi là tia X mềm, trên 10keV gọi là tia X cứng. 1.2 Cách tạo tia X  Khi một chùm electron có vận tốc lớn tương tác với kim loại nặng, tương tác này tạo ra tia X với hai dạng: bức xạ hãm và bức xạ đặc trưng. I. TỔNG QUAN 17/05/2014 4 TỔNG QUAN(tt) 1.3 Bức xạ hãm 1.4 Tia X đặc trưng  Khi các hạt mang điện tương tác với nguyên tử (hạt nhân của nguyên tử) và bị hãm đột ngột sẽ phát ra bức xạ gọi là bức xạ hãm  Khi electron tới có năng lượng lớn hơn năng lượng liên kết của electron và hạt nhân nó sẽ đánh bật electron đó ra khỏi nguyên tử tạo thành lỗ trống. Lỗ trống mà electron vừa rời khỏi nguyên tử bị các electron lớp cao hơn chiếm chỗ. Quá trình chiếm chỗ diễn ra liên tiếp nhau kèm theo phát tia X đặc trưng 17/05/2014 5 TỔNG QUAN(tt) Tán xạ Hiệu ứng quang điện Tạo cặp 1.5 Tương tác tia X với vật chất Đàn hồi Không đàn hồi Gây nhiễu ảnh hưởng chất lượng hình ảnh. Tuy nhiên, có xác xuất thấp. Dưới 5% tia X năng lượng >70keV, 12% tia X năng lượng 30keV Là tương tác chủ yếu của tia X trong vùng chẩn đoán với mô mềm (26keV) Không gây ảnh hưởng tới chụp ảnh vì năng lượng rất yếu Không gây ảnh hưởng gì trong quá trình chụp ảnh X quang vì năng lượng cần thiết cho tạo cặp rất cao (>1,02 MeV) 17/05/2014 6 II. AN TOÀN BỨC XẠ TRONG X QUANG CHẨN ĐOÁN 1.Tác hại của bức xạ Bức xạ đi vào môi trường gây ra sự ion hóa trực tiếp hoặc gián tiếp lên các phân tử, nguyên tử của môi trường. Nếu phạm vi ion hóa lớn, vượt quá ngưỡng cho phép thì sẽ hủy hoại môi trường nên rất có hại. Đối với các cơ thể sống thì một số tế bào có thể bị hủy diệt hoặc bị liệt, sinh ra di chứng, mất khả năng sinh sản và có thể di truyền cho các thế hệ mai sau thậm chí gây ra ung thư. 2. Cơ chế gây tác hại của bức xạ  Cơ chế trực tiếp: Cơ chế này xảy ra khi bức xạ ion hóa các phân tử hữu cơ (DNA), phá vỡ cấu trúc ổn định của tế bào từ đó gây tổn thương đến chức năng của tế bào.  Cơ chế gián tiếp: Cơ chế này xảy ra khi bức xạ ion hóa các phân tử nước sau đó các sản phẩm độc hại của các phân tử nước (H, OH) tác dụng lên các phân tử hữu cơ từ đó gây tổn thương đến chức năng của tế bào. 17/05/2014 7  4. An toàn bức xạ.  Tiêu chuẩn quốc tế  Hiện nay có hai cơ quan uy tín nhất về cung cấp khuyến cáo đối với các vấn đề an toàn bức xạ là: - ICRP (International Commission on Radiological Protection). - IAEA (International Atomic Energy Agency). ICRP đã đưa ra giới hạn liều qua các thời kì:  Bảng 2.1: Giới hạn liều qua các thời kì của ICRP. [3] II. AN TOÀN BỨC XẠ TRONG X QUANG CHẨN ĐOÁN(tt) Năm Nhân viên bức xạ Dân chúng 1928 200mrem/ngày 1934 100mrem/ngày 1950 150mSv/năm 15mSv/năm 1977 50mSv/năm 5mSv/năm 1990 20mSv/năm 1mSv/năm 17/05/2014 8 II. AN TOÀN BỨC XẠ TRONG X QUANG CHẨN ĐOÁN(tt)  Các tiêu chuẩn Việt Nam. Có 2 tiêu chuẩn:  Tiêu chuẩn về phòng X quang (TCVN-4470:1995)  Tiêu chuẩn An toàn bức xạ ion hoá tại các cơ sở X quang (TCVN- 6561:1999)  Liều giới hạn cho các đối tượng khác nhau theo TCVN- 6561:1999  Bảng 2.2: Liều giới hạn trong một năm Loại liều và đối tượng áp dụng Nhân viên bức xạ (mSv/năm) Thực tập, học nghề (mSv/năm) Nhân dân (mSv/năm) Liều hiệu dụng toàn thân 20 6 1 Liều tương đương đối với thuỷ tinh thể của mắt 150 50 15 Liều tương đương đối với tay, chân và da 500 150 50 17/05/2014 9 3.1. Sơ đồ phòng X Quang Nha Thế hệ mới mô phỏng bằng MCNP5 III. KHẢO SÁT ĐỘ AN TOÀN CHO PHÒNG X QUANG NHA THẾ HỆ MỚI BẰNG MCNP5 (c) (b) (a) (d) Hình 3.1: (a) Sơ đồ bố trí của phòng, (b) mặt cắt XY, (c) mặt cắt XZ và (d) mặt cắt YZ của phòng X quang nha tại phòng khám Thế Hệ Mới vẽ bằng Vised MCNP5. 17/05/2014 10 [...]... Giới hạn an toàn cho người làm việc ở phòng X quang nha trong mỗi ca chụp tại phòng khám Thế Hệ Mới Ta có công thức tính suất liều sau khi qua tường che chắn tại vị trí khảo sát cho mỗi ca K chụp: Knorm ≤ (3.1) 50.N.U.T.tm  Trong đó: 50 là số tuần trong một năm, N: số lần chụp X quang /1 tuần, U: hệ số sử dụng, T: hệ số chiếm cứ, Knorm: là suất liều sau khi qua tường che chắn tại vị trí khảo sát cho mỗi...III KHẢO SÁT ĐỘ AN TOÀN CHO PHÒNG X QUANG NHA THẾ HỆ MỚI BẰNG MCNP5(tt)  3.2 Máy X quang Nha Thế Hệ Mới Các thông số cần quan tâm khi x y dựng mô hình máy X quang:  Anode: thuộc loại anode cố định, làm bằng Molybdenum bề mặt được phủ hợp kim Rhenium-Tungsten, đường kính 117 mm, góc vát 200  Cathode: Tungsten có một vết tiêu thực 0,7mm Điện thế tối đa 70kV  Vỏ bóng: hình... không có sự rò rỉ bức x Vậy phòng X quang Nha Thế Hệ Mới đảm bảo an toàn bức x cho người dân khi đứng bên ngoài phòng cũng như đảm bảo an toàn cho kỹ thuật viên khi đứng cách tâm trường chiếu lớn hơn 35cm, tức là bên ngoài vùng D hay đứng sau đầu X quang 14 17/05/2014 3.5 Đánh giá độ an toàn của vật liệu che chắn Bảng 3.4: Bảng phân bố suất liều cho từng vùng trong phòng Từ công thức (3.1) : Chọn U=1,... trường hợp trên ta thấy khi x y dựng tường phòng X quang bằng tường hay gạch với bề dày 15cm hoặc 20cm và có lót lớp chì 1,5mm thì vẫn an toàn cho người đứng bên ngoài phòng và kĩ thuật viên đứng sau đầu máy X quang Tuy nhiên ta thấy tường bê tông có khả năng che chắn bức x tốt hơn gạch Vì vậy Để đảm bảo an toàn bức x và tiết kiệm chi phí khi x y phòng X quang thì nên x y dựng và thiết kế tường bằng... được tại vị trí khảo sát trong 1 năm, tm: thời gian 1 lần chụp (s) Chọn các thông số U=1, T=1, N=100 bệnh nhân/tuần, tm=242ms, K=20mSv/năm mGy 20 mSv Từ (3.1) => = =16,53.10−3 =16,53.10−3 s s 50.100.242.10−3 1.1 13 17/05/2014 3.4 Giới hạn an toàn cho người làm việc ở phòng X quang nha trong mỗi ca chụp tại phòng khám Thế Hệ Mới( tt) Bảng 3.3: Giá trị suất liều trong các vùng contour ở phòng X quang nha. .. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KIẾN NGHỊ  Cần khảo sát thêm nhiều vật liệu dùng để che chắn và bề dày của vật liệu che chắn Từ đó có thể đưa ra hướng x y dựng phòng X quang an toàn và tiết kiệm hơn  Mô phỏng bằng mô hình phantom tại vị trí bàn bệnh nhân để tính liều hấp thụ bệnh nhân ứng với một phim chụp X quang Từ đó đưa ra những khuyến cáo về an toàn bức x cho người bệnh 21 17/05/2014 22 17/05/2014... 27,1cm Bộ lọc bằng nhôm dày 1mm YZ XZ Hình 3.2: Hình vẽ mặt cắt đầu bóng X quang nha của phòng khámThế Hệ Mới 11 17/05/2014  3.3 .Khảo sát độ chính x c của mô hình  Để kiểm tra tính chính x c của mô hình mô phỏng, tôi tiến hành khảo sát suất liều chiếu của chùm tia sơ cấp theo những khoảng cách khác nhau tính từ nguồn phát bằng đầu dò Piranha sau đó suất liều được đổi sang mGy/s để so sánh với giá trị... nha Thế Hệ Mới Vùng Suất liều (mGy/s) Bán kính tính từ tâm chiếu (cm) A >150 B 1.10-4 – 8,26.10-3 >100 C 8,26.10-3 – 16,53.10-3 100 D 16,53.10-3 – 33,06.10-3 35 E 33,06.10-3 – 1 15 F 1 -10 10 G 10 -100 3 H Hình 3.3: Đường contour các vùng suất liều của phòng X- quang Nha Thế Hệ Mới ≤ 1.10-4 >100 2 Nhận x t: Dựa vào hình 3.3, bảng 3.3 với cấu hình mô phỏng thì máy X quang không có sự rò rỉ bức x Vậy phòng. .. >113,35cm Nhận x t: Tường bằng bê tông che chắn tốt hơn tường gạch 19 17/05/2014 VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN  Dựa theo kết quả mô phỏng thì giá trị suất liều trong phòng X quang trong các trường hợp trên thăng giáng trong khoảng từ vùng B đến vùng H tức là khoảng từ 5,56.10-8-11,18mGy/s Khi qua lớp tường ngoài cùng giá trị suất liều đều bằng 0 Phòng X quang an toàn cho người đứng ngoài phòng ... phân bố từng vùng suất liều bên trong và bên ngoài phòng với tường được cấu tạo gồm lớp chì dày 1,5mm kết hợp 15cm bê tông ( hình a), 20cm bê tông ( hình b) Nhận x t: Che chắn An toàn cho người dân đứng ngoài phòng, và nhân viên kĩ thuật đứng sau máy X quang 18 17/05/2014 Bảng 3.5: So sánh độ xuyên sâu của các vùng suất liều trong các trường hợp được khảo sát theo hướng trường chiếu Vùng Trường hợp 1 Trường . III. KHẢO SÁT ĐỘ AN TOÀN CHO PHÒNG X QUANG NHA THẾ HỆ MỚI BẰNG MCNP5(tt) Hình 3.2: Hình vẽ mặt cắt đầu bóng X quang nha của phòng khámThế Hệ Mới XZ YZ 17/05/2014 11  3.3 .Khảo sát độ. phòng X quang nha Thế Hệ Mới. Hình 3.3: Đường contour các vùng suất liều của phòng X- quang Nha Thế Hệ Mới. 3.4 Giới hạn an toàn cho người làm việc ở phòng X quang nha trong mỗi ca chụp tại. HẠT NHÂN BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT CHE CHẮN AN TOÀN CHO PHÒNG X QUANG NHA TẠI PHÒNG KHÁM THẾ HỆ MỚI Cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Cẩm Thu ThS. Lê Thanh Xuân Sinh