ОПТИМИЗАЦИЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ КАНЬОНА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ЛУЧЕВЫХ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Текст научной статьи по специальности «Физика»

ОПТИМИЗАЦИЯ РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ КАНЬОНА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ЛУЧЕВЫХ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК. Новичков Р.С. 1, Аношкина Н. Л.2

1Новичков Роман Сергеевич - студент; 2Аношкина Наталья Леонидовна - доцент, кандидат биологических наук, кафедра физики и биомедицинской техники, Липецкий государственный технический университет, г. Липецк

Аннотация: в статье рассматриваются алгоритмы оптимизации радиационной защиты каньона. Расчеты биологической защиты стен и защитной двери лабиринта процедурного помещения. Такелажные работы для размещения установки линейного ускорителя. Предлагается разработка радиационной защиты, а также ее использование в работе.

Ключевые слова: каньон, радиационная защита, линейный ускоритель, оптимизация, защита, помещение.

OPTIMIZATION OF THE RADIATION PROTECTION OF THE CANYON FOR THE PLACEMENT OF RADIATION THERAPY UNITS. Novichkov R.S.1, Anoshkina N. L.2

1Novichkov Roman - student; 2Anoshkina Natalya Leonidovna - docent, Candidate of Biological Sciences, DEPARTMENT OF PHYSICS AND BIOMEDICAL ENGINEERING, LIPETSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY,

LIPETSK

Abstract: the article discusses algorithms for optimizing the radiation protection of the canyon. Calculations of biological protection of the walls and the protective door of the labyrinth of the treatment room. Rigging works to accommodate the installation of a linear accelerator. It is proposed to develop radiation protection, as well as its use in work.

Keywords: canyon, radiation protection, linear accelerator, optimization, protection, room.

УДК 621.391

Ускорители элементарных частиц являются универсальными источниками излучения, позволяющими менять вид излучения, регулировать энергию излучения, размеры и формы полей облучения и тем самым индивидуализировать программу лучевой терапии опухолей различныхлокализаций.

Современные медицинские ускорители могут создавать пучки электронов нескольких энергий в диапазоне (4-25 МэВ). Электроны с энергии 5 МэВ используются для облучения поверхностных новообразований, с более высокой энергией (7-15 МэВ) - для воздействия на опухоли средней глубины расположения.

Главным методом, лежащим в основе защиты от ИИ (ионизирующее излучение), является метод оптимизации радиационной защиты. Метод был представлен Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) в 1960-х годах. Применение на практике метода оптимизации, заключающегося в том, что предпринимаются все возможные усилия с целью снижения доз (с учетом социальных и экономических факторов)

Оптимизация является необходимой важной частью и практически самой главной в системе ограничения дозы, поскольку применение ограниченной дозы недостаточно для достижения нужного уровня защиты

При эксплуатации используется специальная контрольная величина, называемая целевым уровнем коллективной дозы. Она равна уровню расследования, что при приближении к ней или при ее превышении происходит расследование, и поэтому она может быть для руководства полезным показателем, отражающим выполнение работы в сравнении с прогнозами оптимизационного исследования или в сравнении с образцом практики в других схожих ситуациях. Целевые уровни коллективной дозы будут зачастую составлять часть плана АЛАРА.

Одним из подходов, наиболее подходящих к организации и контролю, который составляет часть нормального эффективного управленческого процесса, продемонстрирован на рисунке 1.

Рис. 1. Оптимизация нормального эффективного управленческого процесса.

Для задания проектных значений мощностей доз (по аналогии с СанПиН 2.6.1.2573-10) были учтены категории работающего персонала, характер работ и назначение смежных помещений снаружи процедурного помещения.

Согласно рекомендациям, СанПиН.2.6.1.2573-10 значения проектной мощности дозы за радиационной защитой ускорителя рассчитываются исходя из пределов дозы (ПД) для соответствующих категорий облучаемых лиц и возможной продолжительности их пребывания в смежных помещениях или на прилегающих территориях с использованием соотношения:

Где:

103 - коэффициент перехода от мЗв к мкЗв;

ПД - предел дозы, мЗв в год;

2 - коэффициент запаса;

Т - максимальная доля времени, проводимого людьми в данном помещении;

п - коэффициент сменности, учитывающий возможность двухсменной работы ускорителя;

1700 - стандартизованная продолжительность работы персонала за год при односменной работе, часов в год.

Расчёт радиационной защиты основан на определении кратности ослабления (К) мощности эквивалентной дозы излучения в данной точке в отсутствии защиты до значения допустимой мощности дозы:

К=~-, (1.2)

Где:

Н - средняя за смену мощность дозы в данной точке без защиты Мощность дозы за защитными стенами определяется по формуле:

р !«-и»

г 2

¿рхК (1.3)

Где:

Р0 - мощность дозы излучения (излучение состоит из первичного излучения ускорителя, излучения утечки из головки, излучения, отраженного от пациента или защиты, размещенной в гентри) на 1 м,

мкЗвм2/ч;

ит - коэффициент использования излучения, характеризующий долю времени, когда излучение направлено на стену;

dp - расстояние от источника до точки расчета;

К - коэффициент ослабления излучения в стене.

В помещении для радиотерапии существуют в основном две компоненты излучения, а именно, первичное и вторичное излучение, на основе которых барьеры классифицируются как первичные и вторичные барьеры.

Предполагается, что излучение утечки излучается изотропно от мишени через основную защиту во всех направлениях. Однако угловое распределение излучения утечки не является одинаковым во всех направлениях и представлено на рисунке 2.

Рис. 2. Излучение утечки.

Площади процедурной и комнаты управления должны соответствовать по СанПиН 2.6.1.2573-10 «Гигиенических требований к размещению и эксплуатации ускорителей электронов с энергией до 100 МэВ», а именно:

• процедурная - 45 м2;

• комната управления - 15 м2.

Для достижения заявленных площадей в нормативной документации, было принято решения путём такелажных работ убрать стену машинного зала для увеличения площади (см. рисунок 3), а также проделать ряд работ, направленный на изменения структуры пола для создания углубления для линейного ускорителя.

Рис. 3. Вид каньона до такелажных работ и после.

Для оптимизации защиты линейного ускорителя были учтены все его характеристики. Были проведены расчет, формулы которых приведены выше, а также разработана схема оптимизации радиационной защиты каньона.

Список литературы /References

1. В.И. Беспалов. Лекции по радиационной защите. Издательство ТПУ, 2012. - 508 с.

2. МЕЖДУНАРОДНОЕ АГЕНТСТВО ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ, МЕЖДУНАРОДНОЕ БЮРО ТРУДА, Радиационная защита при профессиональном облучении, Серия норм безопасности № RS-G-1.1, МАГАТЭ, Вена (1999 год).

3. МЕЖДУНАРОДНОЕ АГЕНТСТВО ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ, МЕЖДУНАРОДНОЕ БЮРО ТРУДА, Оценка профессионального облучения от внешних источников ионизирующего излучения, Серия норм безопасности № RS-G-1.2, МАГАТЭ, Вена (1999 год).

4. Structural Shielding Design and Evaluation for Megavoltage X- and Gamma-Ray Radiotherapy Facilities. Recommendations of the National Council On Radiation Protection And Measurements. NCRP Report № 151. December 31, 2005.

5. Radiation Protection in the Design of Radiotherapy Facilities. Safety Reports Series № 47. IAEA. VIENNA, 2006.

6. McGinley PH. 2nd ed. Madison. Shielding Techniques for Radiation Oncology Facilities. WI Medical Physics Publishing; 2002