L ỜI CẢM ƠN
2.3.An toàn bức xạ tại các cơ qua ny tế theo tiêu chuẩn Việt Nam
- “Quy chế tạm thời về việc sử dụng, bảo quản và vận chuyển các chất phóng xạ” do liên bộ Lao động, Y tế, ủy ban khoa học kĩ thuật nhà nước ban hành năm 1971.
- ‘‘Quy phạm an toàn bức xạ ion hóa” (TCVN 4397-87).
- ‘‘Quy phạm vận chuyển an toàn các chất phóng xạ” (TCVN 4985-89). - ‘‘ Pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ” năm 1996.
- “Nghị định của Chính phủ quy định chi tiết việc thi hành pháp lệnh an toàn và kiểm soát bức xạ” năm 1998.
- “ Thông tư liên bộ hướng dẫn việc thực hiện an toàn bức xạ y tế” năm 1999. Như vậy từ năm 1971 đến nay các tiêu chuẩn, quy chế an toàn phóng xạ ở nước ta đã hoàn thiện dần cho phù hợp với các khuyến cáo của ICRP.
2.3.2. Tiêu chuẩn Việt Nam – TCVN 6561:1999 về an toàn bức xạ ion hóa tại các cơ sở X quang y tế các cơ sở X quang y tế
TCVN 6561:1999 do ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 85, viện năng lượng hạt nhân biên sọan, tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng đề nghị và bộ khoa học công nghệ và môi trường ban hành. Đây là văn bản chính thức về tiêu chuẩn an toàn bức xạ ion hóa tại các cơ sở y tế.
2.3.2.1.Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về đảm bảo an toàn bức xạ ion hóa đối với các cơ sở y tế, khoa, phòng, đơn vị có sử dụng X quang để chẩn đoán điều trị. Ngoài việc tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn này, các cơ sở X quang y tế còn phải tuân thủ quy định hiện hành khác có liên quan đến an toàn bức xạ ion hóa. 2.3.2.2. Nội dung
A. Liều giới hạn
a. Liều giới hạn cho các đối tượng khác nhau
Chú thích
Liều hiệu dụng đối với nhân viên bức xạ là 20mSv/năm được lấy trung bình trong 5 năm làm việc liên tục. Trong một năm riêng lẻ thì có thể lên tới 50mSv, nhưng phải bảo đảm liều trung bình trong 5 năm không được vựơt quá 20 mSv/năm. Trong tình huống đặc biệt, liều hiệu dụng cho nhân viên bức xạ là 20mSv/năm được lấy trung bình trong 10 năm làm việc liên tục và trong một năm riêng lẻ trong thời gian đó không có năm nào được vượt quá 50mSv.
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
thủy tinh thể của mắt 150 50 15 Liều tương đương đối với
tay, chân và da 500 150 50
Khi liều hiệu dụng được tích lũy của nhân viên bức xạ kể từ khi bắt đầu của thời kỳ lấy trung bình cho đến khi đạt tới 100 mSv thì phải xem xét lại. Nếu sức khỏe vẫn bình thường, không có biểu hiện ảnh hưởng của phóng xạ, không có sự thay đổi trong công thức thì được tiếp tục công việc đã làm.
Trong tình huống đặc biệt, liều hiệu dụng đối với nhân viên có thể là 5 mSv trong một năm riêng lẻ nhưng liều trung bình trong 5 năm liên tục không được vượt quá 1 mSv/năm.
Liều giới hạn đối với người trợ giúp bệnh nhân không được vượt quá 5mSv trong suốt thời gian chẩn đoán họăc điều trị của bệnh nhân.
b. Liều khuyến cáo để chiếu, chụp 1 phim X quang 1 lần đối với bệnh nhân
Bảng 2.4 trình bày các giá trị liều khuyến cáo đối với từng kiểu chụp phim khác nhau. Trong đó liều xâm nhập bề mặt là liều hấp thụ tại tâm điểm của một diện tích bề mặt nơi bức xạ đi vào cơ thể bệnh nhân đang thực hiện chẩn đoán X quang, được tính như liều hấp thụ trong không khí bao gồm cả bức xạ tán xạ ngược.
Bảng 2.4. Liều khuyến cáo cho một phim chụp X quang quy ước đối với bệnh nhân (TCVN 6561:1999)
Kiểu chụp Liều hiệu dụng (mSv)
Liều xâm nhập bề mặt (mGy)
Chụp từ phía trước ra phía sau (AP) 0,06 5 Chụp từ phía sau ra phía trước (PA) 0,04 5 Chụp nghiêng (Lat) 0,03 3 Ngực PA/AP 0,04 0,4 Lat 0,1 1,5 Cột sống vùng ngực AP/PA 0,3 7 Lat 0,5 20 Bụng AP 1,5 10 Cột sống thắt lưng AP 1 10 Lat 0,7 30 Đốt sống cùng (LSI) 0,5 40 Khung chậu AP 1,5 10 Vú - 7
Bảng 2.5. Liều khuyến cáo chụp, chiếu X quang qui ước cho 1 lần chụp 1 phim
Trường hợp chụp, chiếu Liều hiệu dụng (mSv) Tích liều hấp thụ diện tích (Gy/cm2) Thụt bari 10 60 Uống bari 5 25 Chụp thận tiêm thuốc cản quang tĩnh mạch UIV 6 40 B. Bố trí phòng đặt máy X quang
Địa điểm: cơ sở X quang phải đặt ở nơi cách biệt, bảo đảm không gần các khoa như khoa nhi, khoa phụ sản, khu vực đông người qua lại v..v..Một cơ sở X quang tối thiểu phải gồm các phòng riêng biệt sau đây:
a. Phòng chờ (hoặc nơi chờ) của bệnh nhân
Phòng chờ hoặc nơi chờ của bệnh nhân phải tách biệt với phòng máy X quang. Liều giới hạn ở mọi điểm trong phòng này không đựơc vượt quá giới hạn cho phép là 1mSv/năm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b. Phòng đặt máy X quang
Phòng đặt máy X quang đáp ứng các yêu cầu sau:
Thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành thao tác máy, di chuyển an toàn bệnh nhân. Diện tích phòng tối thiểu là 25 m2, trong đó chiều rộng tối thiểu là 4,5m, chiều cao phải trên 3m cho một máy X quang bình thường.
Đối với các phòng đặt máy X quang chụp ảnh vú, chụp ảnh răng và chụp cắt lớp điện toán phải tuân thủ kích thước tiêu chuẩn trong bảng sau:
Bảng 2.6.Kích thước tiêu chuẩn cho phòng đặt máy X quang các loại theo (TCVN 6561:1999)
Các loại phòng máy Diện tích phòng (m2)
Kích thước tối thiểu (m)
a. Phòng chụp cắt lớp (CT canner) + Hai chiều
+ Ba chiều 28 40 4 4 b. Phòng X quang chụp ảnh răng 12 3 - Phòng X quang chụp ảnh vú 18 4 - Phòng X quang tổng hợp 30 4.5 - Phòng X quang loại có bơm thuốc
cản quang để chụp mạch và tim 36 5.5 - Phòng tối rửa phim tự động 7 2.5
- Phòng tối rửa phim không tự động 8 2.5
Đối với những loại máy mới có thiết kế phòng đặt máy kèm theo của hãng sản xuất, nếu kích thước nhỏ hơn quy định thì cần phải được phép của cơ quan Nhà nước có thẩm quyền.
Khi tính toán, thiết kế độ dày của tường, trần, sàn và các cửa của phòng X quang phải chú ý đến đặc trưng của thiết bị (điện thế, cường độ của dòng điện), thời gian sử dụng máy, hệ số chiếm cứ bên ngoài phòng X quang mà tính toán chiều dày thích hợp. Đặc biệt chỗ giáp nối giữa tường và các cửa hoặc giữa các bức tường của phòng máy X quang phải được thiết kế xây dựng đảm bảo bức xạ rò thoát ra ngoài không vượt quá 1mSv/năm (không kể phông tự nhiên). Các bức tường của phòng X quang phía ngoài có lối đi lại phải đảm bảo liều bức xạ cho phép trong một năm không được vượt quá 1mSv (không kể phông tự nhiên).
Mép dưới cửa thông gió, các cửa sổ không có che chắn bức xạ của phòng X quang phía ngoài có người qua lại phải có độ cao tối thiểu là 2m so với sàn nhà phía ngoài phòng X quang.
Phải có đèn hiệu và biển cảnh báo bức xạ ở ngang tầm mắt gắn phía bên ngoài cửa ra vào phòng Xquang. Đèn hiệu phải sáng trong suốt thời gian máy ở chế độ phát bức xạ.
Việc lắp đặt máy X quang phải bảo đảm: khi máy hoạt động, chùm tia X không phát ra hướng có cửa ra vào hoặc hướng có nhiều người qua lại và phải được che chắn bảo vệ tầm nhìn của mắt khỏi nguồn bức xạ. Chiều cao tấm chắn phải trên 2m kể từ sàn nhà, chiều rộng của tấm chắn tối thiểu là 90cm và độ dày tương đương là 1,5mm chì.
Các phòng có bố trí 2 máy X quang thì mỗi khi chụp, chiếu chỉ cho phép vận hành 1 máy. Tùy theo mỗi loại máy mà bàn điều khiển được đặt trong họăc ngoài phòng X quang. Phải có kính chì để quan sát bệnh nhân và phải bảo đảm liều giới hạn tại bàn điều khiển không được vượt quá 20mSv/năm tức là 10mSv/h (không kể phông tự nhiên).
c. Phòng xử lý phim (phòng tối)
Phòng xử lý phim phải biệt lập với phòng X quang. Phòng xử lý phim phải đảm bảo liều không ảnh hưởng đến quá trình xử lý phim và bảo đảm cho các phim chưa xử lý không bị chiếu quá liều 1,13 mR/tuần ( không kể phông tự nhiên). Cửa ra vào phòng xử lý phim không bị chiếu bởi các tia trực tiếp. Hộp chuyển cassette đặt trong phòng X quang phải có vỏ bọc có độ dày tương đương là 2mm chì.
d. Phòng (hoặc nơi) làm việc của nhân viên bức xạ
Phòng làm việc của nhân viên bức xạ phải biệt lập với phòng máy X quang. Liều giới hạn cho phép tại bất kỳ điểm nào trong phòng không được vượt quá 1 mSv/năm (không kể phông tự nhiên).
C. Trang bị phòng hộ cá nhân
Nhân viên bức xạ làm việc với máy phát tia X chẩn đoán điều trị phải được trang bị và phải sử dụng các phương tiện tạp dề cao su chì (độ dày tương đương 0,25mm chì), găng tay cao su chì (độ dày tương đương 0,25mm chì), tấm che chắn bộ phận sinh dục (bề dày tương đương 0,5mm chì), liều kế cá nhân. Ngoài ra nhân viên bức xạ phải được theo dõi bức xạ nghề nghiệp định kỳ 3 tháng một lần.
D. Kiểm định và hiệu chuẩn máy
Máy X quang sau khi lắp đặt hoặc sau khi sửa chữa phải được kiểm định và hiệu chuẩn trước khi sử dụng. Máy X quang phải được kiểm định định kỳ hàng năm bởi cơ quan có thẩm quyền. Máy phải được bảo dưỡng định kỳ 3 tháng 1 lần, sữa chữa duy tu mỗi năm một lần sau khi kiểm tra định kỳ hằng năm.
Chương 3: KHẢO SÁT PHÂN BỐ SUẤT LIỀU XUNG QUANH PHÒNG MÁY X QUANG CHẨN ĐOÁN Y TẾ BẰNG CHƯƠNG
TRÌNH MCNP
3.1. Giới thiệu chương trình MCNP
3.1.1. Lịch sử của chương trình MCNP
Phương pháp Monte Carlo đã được áp dụng rộng rãi trong việc mô phỏng các cấu trúc phức tạp nhằm giải các bài toán tương tác trong vật lý hạt nhân. Hiện nay đã có một số chương trình máy tính dựa trên cơ sở phương pháp Monte Carlo dùng để mô phỏng quá trình hạt và bức xạ truyền qua môi trường vật chất và đang được sử dụng phổ biến là MCNP, CYLTRAN, DETEFF, GEANT, GESPECOR... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
MCNP là phần mềm vận chuyển bức xạ đa năng dựa trên phương pháp Monte-Carlo đã được xây dựng ở phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos, Mỹ. Đây là một công cụ tính toán rất mạnh, có thể mô phỏng số vận chuyển neutron, photon và electron, giải các bài toán vận chuyển bức xạ 3 chiều phụ thuộc thời gian năng lượng liên tục trong các lĩnh vực từ thiết kế lò phản ứng đến bảo vệ bức xạ và vật lý học trong miền năng lượng neutron từ 10-11MeV đến 20 MeV và các miền năng lượng photon và electron từ 1 keV đến 1000 MeV.
MCNP sử dụng các thư viện dữ liệu của các quá trình hạt nhân, các quy luật phân bố thống kê, số ngẫu nhiên ghi lại các sự kiện của một hạt trong suốt quá trình kể từ khi phát ra từ nguồn đến hết thời gian sống của nó.
Chương trình MCNP4C2 trải qua nhiều giai đọan phát triển trong hơn 50 năm qua và hiện nay đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học hạt nhân như tính toán che chắn, đánh giá an toàn, thiết kế detector, thăm dò dầu khí, y học hạt nhân...Trải qua mỗi giai đoạn chương trình được bổ sung và hoàn thiện hơn. Cụ thể:
Năm 1947, chương trình đầu tiên ra đời được mô tả trong bức thư của John von Neumann gửi Richmyer. Chương trình gồm 19 bước và các đoạn chương trình
viết bằng ngôn ngữ máy (ngôn ngữ nhị phân tự nhiên biểu hiện bằng các số 0 ,1) và mỗi đoạn chương trình chỉ giải quyết một bài toán cụ thể.
Năm 1963, chương trình MCS có nhiều ứng dụng được tích hợp và có thể giải quyết bài toán ở mức độ vừa phải.
Năm 1965, chương trình MCN giải quyết được bài toán tương tác của neutron với vật chất trong không gian ba chiều, dữ liệu vật lý được lưu trữ riêng và thư viện số liệu phong phú hơn.
Năm 1973, chương trình MCN kết hợp với chương trình MCG (chương trình Monte Carlo gamma xử lý các photon năng lượng cao) để tạo ra MCNG – chương trình ghép cặp neutron-gamma.
Năm 1977, chương trình MCNG kết hợp với chương trình MCP (chương trình Monte-Carlo photon với xử lý vật lý chi tiết đến năng lượng 1keV) để tạo thành chương trình MCNP viết tắt của “Monte Carlo Neutron Photon” và hiện nay là “Monte Carlo N-Particle”. Ở đây hạt N có thể là neutron, photon hoặc electron.
Kể từ đó cứ mỗi hai hoặc ba năm một phiên bản mới được phát hành, tận dụng những ưu thế về cấu trúc máy tính ngày càng cao, những cải thiện về phương pháp Monte Carlo và các mô hình vật lý chính xác hơn.
MCNP3 được viết lại hoàn toàn và công bố năm 1983 là phiên bản đầu tiên được phân phối quốc tế. Các phiên bản tiếp theo MCNP3A và 3B lần lượt được ra đời tại phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos trong suốt thập niên 1980.
MCNP4 được công bố năm 1990 cho phép việc mô phỏng được thực hiện trên các cấu trúc của máy tính song song. MCNP4 cũng đã bổ sung vận chuyển electron.
MCNP4A được công bố năm 1993 với các điểm nổi bật là phân tích thống kê được nâng cao, nhiều tải đặt bộ xử lý được phân phối để chạy song song trên cụm các trạm (workstation).
MCNP4B được công bố năm 1997 với việc tăng cường các quá trình vật lý của photon và đưa vào các toán tử vi phân nhiễu loạn.
MCNP4C được công bố năm 2000 với các tính năng của electron được cập nhật, xử lý cộng hưởng không phân giải.
MCNP4C2 có bổ sung thêm các đặc trưng mới như hiệu ứng quang hạt nhân và các cải tiến của sổ trọng số được công bố năm 2001.
MCNP5 được công bố năm 2003 cùng với việc cập nhật các quá trình tương tác mới chẳng hạn như các hiện tượng va chạm quang hạt nhân, hiệu ứng giãn nở Doppler.
Ngoài ra còn có thêm phiên bản MCNPX với các mức năng lượng và chủng loại hạt được mở rộng.
Hiện nay có khoảng 250 người sử dụng tích cực MCNP ở Los Alamos. Trên thế giới, có khoảng 3000 người sử dụng tích cực ở khoảng 200 thiết bị. Trong vài năm gần đây, các tính toán bằng phần mềm mô phỏng MCNP được triển khai ở Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, Trung tâm Nghiên cứu & Triển khai Công nghệ Bức xạ Tp HCM, Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân Hà Nội, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam...chủ yếu là trong các tính toán tới hạn lò phản ứng và các phân bố liều bức xạ.
3.1.2. Dữ liệu hạt nhân và phản ứng của MCNP
MCNP sử dụng các thư viện số liệu hạt nhân và nguyên tử năng lượng liên tục. Các nguồn cung cấp dữ liệu hạt nhân chủ yếu cho MCNP gồm có:
The Evaluated Nuclear Data File (ENDF) The Evaluated Nuclear Data Library (ENDL) The Activation Library (ACTL)
Applied Nuclear Science (T-2) Group tại Phòng thí nghiệm Los Alamos. Các dữ liệu hạt nhân được xử lý theo định dạng thích hợp đối với MCNP bằng chương trình NJOY.
Các bảng số liệu hạt nhân được cho đối với các tương tác neutron, các tương tác photon và các tương tác photon được tạo ra do neutron, phép đo liều hay kích hoạt neutron và tán xạ nhiệt S(α,β). Mỗi bảng số liệu có trong MCNP được lập
danh sách trong file xsdir. Những người sử dụng có thể lựa chọn các bảng số liệu đặc thù qua các kí hiệu nhận dạng duy nhất đối với mỗi bảng ZAID. Các kí hiệu nhận dạng này có chứa số nguyên tử Z, số khối A và kí hiệu xác nhận thư viện ID.
Có hơn 500 bảng dữ liệu tương tác neutron khả dĩ cho khoảng 100 đồng vị và nguyên tố khác nhau. Các số liệu tạo photon từ phản ứng của neutron cũng được cho trong các bảng tương tác này.
Về photon, dữ liệu cung cấp cho các quá trình tương tác với vật chất, nguyên tố có bậc số Z từ 1 đến 94 như tán xạ kết hợp, tán xạ không kết hợp, hấp thụ quang