Chúng tôi lựa chọn các thông số như: U= 1, T=1 và N bệnh nhân/tuần, 1 năm có 50 tuần và 1430ms cho một lần chụp. Nếu chọn Knorm ứng với liều chiếu dân chúng là 1mSv/năm và chọn N sao cho Knorm giảm ngang phông môi trường 0,2µSv/h thì ta có số ca chụp trong 1 năm sẽ được tính theo phương trình:
3 8 3 1 0, 2 5,56.10 10 50 1430.10 1 1 3600 K mSv mSv NUT N s s (3.11) Do đó N= 251547ca/năm và Knorm < 5,56.10-8 mSv/s
Bảng 3.4: Bảng phân bố suất liều cho từng vùng trong phòng
Vùng Suất liều (mGy/s) Bán kính tính từ tâm chiếu (cm)
A <5,56.10-8 >130
B 5,56.10-8 – 1,865.10-4 130 và phía sau đầu máy X quang
C 1,865.10-4 – 5,59.10-4 100 D 5,59.10-4 – 11,18.10-3 60 E 11,18.10-3 – 32.10-2 15 F 32.10-2 – 3,2 8 G 3,2 – 11,18 3 H 11,18 ≤ 2
42
Như vậy để người dân được an toàn thì phải đứng ngoài vùng B.
Để đánh giá độ an toàn bức xạ của vật liệu che chắn và độ dày của vật liệu che chắn chúng tôi khảo sát một số trường hợp với các vật liệu che chắn phổ biến như chì, bê tông và gạch như sau:
Trường hợp 1: Tường chỉ có lớp chì dày 1,5mm
Hình 3.6: Hình vẽ đường contour phân bố từng vùng suất liều khi tường chỉ có lớp
chì dày 1,5mm
Hình trên cho thấy rằng, những khu vực xung quanh tường phòng X quang – tường hứng chùm tia thứ cấp (trừ tường hứng chùm tia trực tiếp- tia sơ cấp) của trường hợp trên có suất liều <5,56.10-8
mGy/s thì trường hợp này đảm bảo. Tuy nhiên, khu vực trong vùng trường chiếu của tường hứng chùm tia sơ cấp lại không an toàn. Với trường hợp chỉ che chắn bằng tường chì 1,5 mm (hình 3.6) có thể thấy rằng tường chì chỉ làm giảm suất liều của chùm tia từ F (32.10-2– 3,2mGy/s) xuống B (5,56.10-8 – 1,865.10-4mGy/s) và đâm xuyên hơn 50cm trong không khí. Vì vậy với việc che chắn này không đảm bảo an toàn cho người dân nếu đứng sau tường hứng chùm tia sơ cấp.
43
Trường hợp 2: Tường gồm chì dày 1,5mm và bê tông dày 15cm được chia làm 3 lớp: lớp bê tông thứ nhất dày 7,5cm, kế đến là lớp chì dày 1,5mm và cuối cùng là lớp bê tông dày 7,5cm
Hình 3.7: Hình vẽ đường contour 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 3.7 cho ta thấy phân bố suất liều bên trong và bên ngoài phòng khi tường được xây dựng bằng chì dày 1,5mm kết hợp 15cm bê tông.
Theo hướng trường chiếu: suất liều trong phòng chụp sát tường bê tông theo hướng của trường chiếu khoảng 11,18.10-3
– 32.10-2mGy/s (vùng E). Vùng E xuyên sâu 5cm trong bê tông ở lớp tường thứ nhất sau đó suất liều giảm xuống vùng D (5,59.10-4 – 11,18.10-3mGy/s). Khi tiến đến gần lớp chì suất liều giảm xuống vùng C (1,865.10-4 – 5,59.10-4mGy/s). Khi đi qua lớp chì dày 1,5mm vùng C còn đâm xuyên khoảng 1cm trong bê tông ở lớp tường thứ hai và giảm suất liều còn khoảng 5,56.10-8 – 1,865.10-4 (vùng B). Vùng B đâm xuyên 2cm trong lớp bê tông thứ 2 sau đó suất liều trở về 0mGy/s trong lớp tường thứ hai chính vì vậy không có sự rò rỉ các tia bức xạ tại tường bên ngoài theo hướng trường chiếu an toàn cho người dân.
Các hướng còn lại: suất liều trong phòng chụp sát tường 5,56.10-8
– 1,865.10-4 mGy/s (vùng B) và giảm xuống 0mGy/s khi đi qua lớp chì vì vậy không ảnh hưởng
44
tới người bên ngoài phòng. Ngoài ra khu vực sau máy là vùng B suất liều vào khoảng 5,56.10-8 – 1,865.10-4 mGy/s đảm bảo an toàn cho nhân viên kĩ thuật.
Trường hợp 3: Tường bao gồm chì dày 1,5mm và bê tông 20cm được chia làm 3 lớp: lớp bê tông thứ nhất dày 10cm, kế đến là lớp chì dày 1,5mm và cuối cùng là lớp bê tông dày 10cm
Hình 3.8: Hình vẽ đường contour 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 20cm bê tông Hình 3.8 cho ta thấy phân bố suất liều bên trong và bên ngoài phòng khi tường được xây dựng bằng chì dày 1,5mm kết hợp 20cm bê tông.
Theo hướng trường chiếu: suất liều trong phòng chụp sát tường gạch theo hướng của trường chiếu phân bố khoảng 11,18.10-3 – 32.10-2mGy/s (vùng E). Vùng E xuyên sâu khoảng 5cm trong gạch (brick) sau đó suất liều giảm xuống vùng D (5.59.10-4 – 11,18.10-3mGy/s). Vùng D xuyên sâu khoảng 2,5cm trong lớp bê tông thứ nhất, đến sát lớp chì suất liều giảm xuống vùng C (1,865.10-4 – 5,59.10-4mGy/s). Khi đi qua lớp chì dày 1,5mm suất liều trở về vùng B (5,56.10-8
– 1,865.10-4) vùng này xuyên sâu khoảng 3cm rồi giảm xuống 0mGy/s trong lớp tường thứ hai chính vì vậy không có sự rò rỉ các tia bức xạ tại tường bên ngoài theo hướng trường chiếu an toàn cho người dân.
45
Các hướng còn lại: suất liều trong phòng chụp sát tường 5,56.10-8 – 1,865.10-4 mGy/s (vùng B) và giảm xuống 0mGy/s khi đi qua lớp chì vì vậy không ảnh hưởng tới người bên ngoài phòng. Ngoài ra khu vực sau máy là vùng B suất liều vào khoảng 5,56.10-8 – 1,865.10-4 mGy/s đảm bảo an toàn cho nhân viên kĩ thuật.
Trường hợp 4: Tường bao gồm chì dày 1,5mm và gạch dày 15cm được chia làm 3 lớp: lớp gạch thứ nhất dày 7,5cm, kế đến là lớp chì dày 1,5mm và cuối cùng là lớp gạch dày 7,5cm
Hình 3.9: Hình vẽ đường contour 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 gạch Hình 3.9 cho ta thấy phân bố suất liều bên trong và bên ngoài phòng khi tường được xây dựng bằng chì dày 1,5mm kết hợp gạch bề dày 15cm.
Theo hướng trường chiếu: suất liều trong phòng chụp sát tường gạch theo hướng của trường chiếu phân bố khoảng 11,18.10-3 – 32.10-2mGy/s (vùng E) và xuyên sâu gần 5cm trong gạch ở lớp tường thứ nhất. Sau đó suất liều giảm xuống 5,59.10-4 – 11,18.10-3mGy/s (vùng D) và khi tiến đến sát lớp chì thì suất liều giảm xuống vùng C(1,865.10-4 – 5,59.10-4mGy/s). Khi đi qua lớp chì dày 1,5mm thì vùng C (1,865.10-4 – 5,59.10-4mGy/s) đâm xuyên khoảng 2cm nữa trong lớp gạch (brick) thứ hai, sau đó suất liều giảm xuống vùng B (5,56.10-8 – 1,865.10-4). Vùng B đâm xuyên 1,5cm trong lớp bê tông thứ 2 sau đó suất liều trở về 0mGy/s trong tường
46
gạch chính vì vậy không có sự rò rỉ các tia bức xạ tại tường bên ngoài theo hướng trường chiếu an toàn cho người dân.
Các hướng còn lại: suất liều trong phòng chụp sát tường 5,56.10-8
– 1,865.10-4 mGy/s (vùng B) và giảm xuống 0mGy/s khi đi qua lớp chì vì vậy không ảnh hưởng tới người bên ngoài phòng. Ngoài ra khu vực sau máy là vùng B suất liều vào khoảng 5,56.10-8 – 1,865.10-4 mGy/s đảm bảo an toàn cho nhân viên kĩ thuật.
Trường hợp 5: Tường bao gồm chì dày 1,5mm và gạch dày 20cm được chia làm 3 lớp: lớp gạch thứ nhất dày 10cm, kế đến là lớp chì dày 1,5mm và cuối cùng là lớp gạch dày 10cm
Hình 3.10: Hình vẽ đường contour 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 20cm gạch Hình trên cho ta thấy phân bố suất liều bên trong và bên ngoài phòng khi tường được xây dựng bằng chì dày 1,5mm kết hợp gạch bề dày 20cm.
Theo hướng trường chiếu: suất liều trong phòng chụp sát tường gạch theo hướng của trường chiếu phân bố khoảng 11,18.10-3 – 32.10-2mGy/s (vùng E) và xuyên sâu khoảng 5cm trong gạch sau đó suất liều giảm xuống vùng D (5,59.10-4 – 11,18.10-3mGy/s). Vùng D xuyên sâu khoảng 5cm nữa trong gạch rồi giảm xuống vùng C (1,865.10-4 – 5,59.10-4mGy/s) khi tiến đến sát lớp chì. Khi đi qua lớp chì
47
dày 1,5mm thì suất liều vùng C còn xuyên sâu khoảng 1cm sau đó suất liều trở về vùng B (5,56.10-8 – 1,865.10-4) và giảm xuống 0mGy/s trong lớp gạch thứ hai chính vì vậy không có sự rò rỉ các tia bức xạ tại tường bên ngoài theo hướng trường chiếu an toàn cho người dân.
Các hướng còn lại: suất liều trong phòng chụp sát tường 5,56.10-8
– 1,865.10-4 mGy/s (vùng B) và giảm xuống 0mGy/s khi đi qua lớp chì vì vậy không ảnh hưởng tới người bên ngoài phòng. Ngoài ra khu vực sau máy là vùng B suất liều vào khoảng 5,56.10-8 – 1,865.10-4 mGy/s đảm bảo an toàn cho nhân viên kĩ thuật.
Kết luận: Dựa vào những kết quả thu được từ những trường hợp trên ta lập
bảng so sánh các giá trị tính toán của từng vùng trong năm trường hợp trên.
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 hợp 2 Trường hợp 3 Trường hợp 4 Trường hợp 5 H 11,85cm 11,85cm 11,85cm 11,85cm 11,85cm G 29cm 29cm 29cm 29cm 29cm F 98,85cm 98,85cm 98,85cm 98,85cm 98,85cm E 100,78cm 104,65cm 104,65cm 104,65cm 104,65cm D 101,75cm 106,82cm 107,5cm 107,55cm 109,75cm C 102,7cm 108,28cm 110,45cm 109,73cm 111,2cm B 150 cm 110,45cm 113,35cm 111,2cm 113,35cm A >150cm >110,45cm >113,35cm >111,2cm >113,35cm 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. Giá trị suất liều giảm xuống còn khoảng 5,59.10-4 – 11,18.10-3mGy/s (vùng D) khi đi qua lớp tường (làm bằng bê tông hay gạch) theo hướng của trường chiếu, một số vị trí ở xa ống phát tia X giá trị suất liều khi qua lớp tường bằng 0. Khi qua lớp tường ngoài cùng giá trị suất liều đều bằng 0. Qua
48
các trường hợp trên ta thấy khi xây 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 xạ tốt hơn gạch vì trong các trường hợp trên vùng C và D của gạch xuyên sâu hơn. Để đảm bảo an toàn bức xạ và tiết kiệm chi phí khi xây phòng X quang thì nên xây dựng và thiết kế tường bằng bê tông lót lớp chì 1,5mm và tường bê tông dày 15cm.
49
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trong khóa luận này tôi đã hoàn thành được các vấn đề sau:
Tìm hiểu được lịch sử phát minh tia X, tính chất, đặc trưng của tia X, ứng dụng của tia X đặc biệt là trong lĩnh vực Y học hạt nhân.
Tìm hiểu được cấu trúc của máy X quang nha và nguyên lý phát tia X của máy X quang nha.
Tìm hiểu về tác hại của bức xạ, cơ chế và những tổn thương do bức xạ gây ra.
Tìm hiểu về an toàn bức xạ, suất liều giới hạn đối với nhân viên và dân chúng theo khuyến cáo của ICRP, tiêu chuẩn phòng X quang Việt Nam TCVN 4470:1995 và tiêu chuẩn an toàn bức xạ TCVN 6561:1999.
Sử dụng được chương trình mô phỏng MCNP5.
Mô phỏng được phòng và máy X quang nha của phòng khám nha khoa Thế Hệ Mới.
Khảo sát được độ chính xác của mô hình xây dựng và độ an toàn của phòng chụp X quang Thế Hệ Mới.
Tính được giới hạn an toàn cho người làm việc ở phòng X quang nha trong mỗi ca chụp tại phòng khám Thế Hệ Mới.
Tiến hành thay đổi vật liệu che chắn và bề dày của vật liệu che chắn phòng X quang Nha Thế Hệ Mới và khảo sát độ an toàn của vật liệu che chắn.
Đưa ra khuyến cáo về việc xây dựng phòng X quang an toàn và tiết kiệm. Do thời gian không nhiều khóa luận này còn hạn chế như:
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 xây 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 xạ cho người bệnh.
50
TÀI LIỆU THAM KH O Tiếng Việt
[1] PGS.TS. Ngô Quang Huy (2004), An toàn bức xạ ion hóa, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ Thuật, tr 131-146,151-155, 353-354.
[2] Trương Thị Hồng Loan (2014), ứ - - ứ ạ, Báo cáo cấp Sở Khoa học và Công nghệ TP. HCM.
[3] Châu Văn Tạo (2004), An toàn bức xạ ion hóa, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.
[4] TCVN 6561:1999, “An toàn bức xạ ion hóa tại các cở X quang y tế” (1999). Viện năng lượng hạt nhân biên soạn, Bộ Khoa Học và Công Nghệ Môi Trường ban hành.
Tiếng Anh
[5] X-5 Monte Carlo Team (2003), MCNP- A General Monte Carlo N-Partical Transport Code, Verson 5 – LosAlamos, LA – CP-03-0245.
[6] Jerrold T.Bushberg, J.Athony Seibert, Edwin M.leidholdt, JR., Jonh M.Boone, (2002), The Essential Physics Of Medical Imaging, Lippincott Williams & Wikins, second edition.
Website
[7] en.wikipedia.org [8] emc-vn.com.vn