检测条件对某摄影机房外辐射检测结果的影响

程宝根 ,王方 ,王伟

惠州市职业病防治院，广东 惠州 516008

摘要：[目的]试验分析不同检测条件参数（如管电压kV、输出电流mA、曝光时间s等）分别对摄影机房外辐射检测结果的影响及变化趋势。[方法]按照GBZ130-2020《放射诊断放射防护要求》的检测要求，采用控制变量法逐一试验各检测条件分量对检测结果的影响。[结果]试验发现，检测结果与kV值近似呈指数变化关系趋势、与mA值近似呈线性变化关系趋势、当出束时间s大于仪器响应时间时，检测结果随s值的增加而趋于稳定。[结论]在对摄影机房进行放射防护检测时，选择适当并记录完整的检测条件参数具有重要意义。

[关键词]放射防护、摄影机房、检测条件、检测结果

引言

根据国家法规及标准的要求，为保障放射工作人员和公众的安全与健康，放射诊疗单位应委托有资质的放射卫生技术服务机构定期对其放射诊疗设备及放射工作场所进行放射防护检测，以保证辐射水平符合有关规定及标准[1-2]。透视用X射线机可以长时间持续稳定出束；而摄影用X 射线机不能长时间连续出束，只能在很短时间( 几毫秒～几百毫秒量级)内出束，其产生的为脉冲辐射场[3]。摄影机房防护检测时，设置不同的检测条件参数对检测结果有着较大影响。故本项目组选取某医院摄影机房开展各检测条件参数分别对检测结果的影响调查试验。

1、对象与方法

1.1检测对象

根据以往检测结果，挑选存在辐射泄露情况的某医院摄影机房，在取得该院支持与配合后，进行本项调查试验。

1.2方法

1.2.1检测仪器及设备

（1）AT1123辐射检测仪（出厂编号：52208），能量响应：15keV~10MeV（短时辐射）、仪器量程：50nSv/h~10Sv/h，响应时间：＞32ms。

（2）水模：尺寸为30cm*30cm*20cm，其中灌满水。

（3）其他辅助设备：固定辐射检测仪的三角架及胶带、对讲机等。

1.2.2仪器检定/校准信息

检定/校准机构：广东省辐射剂量计量检定站，检定/校准证书编号:GRD（1）20210070，有效期：2021.3.2~2022.3.1。该设备部分校准因子见下表1：

表1  检测仪器（AT1123）部分校准因子汇总表

KV	80	85	90	95	100	105	110	115	120	125	130
校准因子k	1.13	1.13	1.13	1.13	1.13	1.13	1.12	1.12	1.11	1.11	1.11

1.2.3检测方法

（1）试验时，按照GBZ130-2020《放射诊断放射防护要求》的检测要求，机房外检测点距屏蔽体30cm、离地高1.0m、光野调节至完全覆盖水模表面。

（2）采用控制变量法，在研究某一项检测参数对检测结果的影响时，其余条件与参数均保持不变。例如，调查研究kV值对检测结果影响时，mA值、s值、SID值、有用线束方向均保持不变，且将剂量仪固定在三脚架上使之与屏蔽体距离及离地高度也保持不变。

（3）测试时，为减少仪器不稳定性造成的影响，每个检测条件下的检测点在检测仪器示值稳定后进行连续3次曝光，扣除本底后取平均值，并进行数据修正，计算出检测结果。

1.2.4检测点

本次调查试验的机房外检测点示意图见下图1所示：

图1  某摄影机房检测点平面示意图

2、检测结果（单位：μSv/h）

2.1  kV值对检测结果的影响调查分析

kV 位置	90	95	100	105	110	115	120	125	130	拟合函数
A1	本底	本底	0.41	0.62	0.81	1.10	1.59	2.03	2.56	y = 0.001e0.061x R2 = 0.9942
A2	0.46	0.81	1.12	1.64	2.13	2.93	3.81	5.15	6.92	y = 0.0016e0.0647x R2 = 0.9898
A3	0.54	0.76	1.01	1.28	1.62	1.99	2.46	3.02	3.61	y = 0.0092e0.0465x R2 = 0.9916
A4	0.67	0.98	1.18	1.44	1.86	2.25	2.89	3.67	4.35	y = 0.012e0.0456x R2 = 0.9952
A5	1.98	2.45	2.95	3.62	4.63	5.30	6.20	7.76	9.28	y=0.0642e0.0383x R2 = 0.9976

表2 kV值对检测结果的调查试验结果

注：其余检测条件统一为100mA、0.2s、卧位、1.0m SID、水模。

根据表2检测结果，个别检测位置在kV值较低时，机房外未检测到泄露辐射，检测结果处于本底范围内。当kV值升高到摄影机房外能检出泄露辐射时，机房外的泄露辐射检测结果与 kV值的变化呈正相关趋势，即kV值越高检测结果越大；而且经过多种曲线拟合后发现，检测结果与 kV值的变化函数关系近似呈指数变化关系，其R2值均大于0.95。

2.2 mA值对检测结果的影响调查分析

表3  mA值对检测结果的调查试验结果

mA 位置	50mA	100mA	160mA	200mA	250mA	320mA	400mA	拟合函数
A1	0.61	1.59	2.31	2.77	3.69	4.31	5.28	Y=0.0131x+0.1681 R2=0.991
A2	1.45	3.81	6.67	7.67	9.71	11.9	16.1	Y=0.0401x-0.293 R2=0.9937
A3	1.32	2.46	3.56	4.41	5.18	6.78	7.91	Y=0.0189x+0.5113 R2=0.9965
A4	1.42	2.89	4.36	5.45	6.58	8.39	10.57	Y=0.0258x+02204 R2=0.9965
A5	3.21	6.20	11.3	13.6	17.4	22.4	27.2	Y=0.0698x-0.2818 R2=0.9982

注：其余检测条件统一为120kV，0.2s、卧位、1.0m SID、水模。

根据表3检测结果，在120kV时机房外各检测点均存在辐射泄露。泄露辐射检测结果与mA值的变化呈正相关趋势，即 mA值越高检测结果越大；而且经过多种曲线拟合并对比其R2值后发现，检测结果与 mA值的变化函数关系近似呈线性变化关系的现象。线性拟合函数的R2值均大于0.95，且均明显大于其他拟合函数的R2值。

2.3 曝光时间s值对检测结果的影响调查分析

ms 位置	20	40	50	80	100	140	200	拟合函数
A1	0.87	1.30	1.41	1.48	1.59	1.60	1.59	——
A2	1.87	2.65	3.18	3.71	3.81	3.83	3.82	——
A3	1.25	1.94	2.17	2.32	2.46	2.45	2.47	——
A4	1.45	2.01	2.34	2.56	2.89	2.90	2.88	——
A5	2.98	4.16	4.74	5.68	6.20	6.18	6.21	——

表4 曝光时间对检测结果的调查试验结果

注：其余检测条件统一为120kV，100mA、卧位、1.0m SID、水模。

根据表4检测结果，当摄影机房外的检测点处存在辐射泄露时且当曝光时间小于仪器响应时间32ms时，AT1123辐射检测仪有示值但远小于真实辐射水平；当曝光时间介于32ms至100ms之间且逐步增加时，检测结果也逐渐增大；当曝光时间大于100ms后，检测结果基本趋于稳定并达到真实辐射水平。同时也间接反映了AT1123辐射检测仪在低剂量率环境下的响应时间[5]约为100ms。经过多种函数拟合，未发现检测结果与曝光时间ms间存在明显的函数关系，拟合函数的R2值均远小于0.95。

3. 讨论及建议
   1. 摄影机房检测时管电压kV值的设置  根据前文笔者调查，kV值对检测结果的影响近似呈指数变化关系。故在检测实践中，kV值的设置对检测结果具有重大影响。在机房防护检测时需要进行连续多次曝光，为不损坏被检射线装置，检测预设的kV值往往要低于射线装置额定kV值。原标准GBZ130-2013中以常用曝光条件[4]而未明确规定摄影机房外防护检测时的具体参数条件，在新标准GBZ130-2020中就明确以标称125 kV以上设备设置 120 kV；标称125 kV 及以下设备设置 100 kV[5]量化规定摄影机房外防护检测时的具体kV值条件，这是一大进步。统一规定量化了检测参数条件，同一检测机构在不同时期的检测结果、不同检测机构在相近检测时间的检测结果才具有可比性。
   2. 摄影机房检测时输出电流mA值的设置  根据前文笔者调查，mA值对检测结果的影响近似呈正相关的线性变化关系；若不同检测机构设置不同的mA档进行检测，检测结果可能会出现显著差异。医疗机构日常摄影条件多为高电流、短时间（ms），现场检测时常采用小电流（100mA）和 X 射线机功率允许的较长时间曝光，虽然这种检测方法不能真实体现出实际工作中的高电流曝光时对机房外的泄漏水平[7]。但摄影机房防护检测时应严格按照GBZ130-2020标准中所规定100mA进行，这有助于检测结果间的相互比对与验证，也避免多次曝光后球管出现热保护。
   3. 摄影机房检测时出束时间s值的设置当s值逐渐增大并大于某个临界值时，检测结果趋于稳定不再增大。如对AT1123辐射检测仪，在低剂量率辐射水平时，当曝光时间为 100 ms时，测量读数均达到终值的 90% 以上[8]。所以在摄影机房防护检测时，应尽量选择响应时间短的检测仪器进行检测。同时为减少由于时间响应系数过大带来的误差，应根据仪器的响应时间和摄影常用最高条件尽可能设置较长的出束时间，至少应不小于0.2 s[5]。

参考文献

[1]中华人民共和国国家卫生健康委员会. 放射诊疗管理规定[S].2016

[2]全国核能标准化技术委员会，电离辐射防护与辐射源安全基本标准：GB 1887-2002[S].北京：中国标准出版社，2003

[3]周峰，刘长军，向元益，等.脉冲 X 射线辐射场监测问题探讨［J］.中国辐射卫生，2016，25( 3) : 261－264

[4]中华人民共和国国家卫生健康委员会.医用X射线诊断放射防护要求：GBZ 130-2013[S].北京：中国标准出版社，2013

[5]中华人民共和国国家卫生健康委员会.放射诊断放射防护要求：GBZ 130-2020[S].北京：中国标准出版社，2020

[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB /T 4960.6-2008核科学技术术语.第6部分: 核仪器仪表［S］.北京: 中国标准出版社，2008

[7]王俊生，李智民，林大枫．AT1123 型X-γ 射线剂量检测仪终值响应时间的研究［J］．中国辐射卫生，2016，25(4) : 483－486．

[8]徐辉，赵锡鹏，岳保荣，等.RJ32-2106P和AT1123两种X-γ剂量率仪响应时间性能研究［J］．中国辐射卫生，2018，27（6）：595-598.