首都公共卫生２０１２年１Ｏ月第６卷第５期 Ｃａｐｉｔａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ，Ｏｃｔ－２０１２ Ｖｏｌ・６ Ｎｏ・５ 中图分类号：Ｒ１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—７８３０（２０１２）０５—０２１１—０４ ・论著・ 医用诊断Ｘ射线防护中不同屏蔽物质的铅当量 冯泽臣 娄云 万玲 马永忠 翟曙光 俞君 王宏芳 王时进 【摘要】 目的 研究医用诊断ｘ射线防护中不同屏蔽物质的铅当量，为医用诊断ｘ射线机房屏蔽设计与评价提供 技术依据。方法依据ＢＩＲ／ＩＰＥＭ联合报告和ＮＣＲＰ １４７号报告中给出的宽束Ｘ射线在不同屏蔽物质中衰减的数学拟 合式和数据，对给定铅厚度的透射比，计算出其它屏蔽物质的厚度。结果 通过计算得到不同ｋＶ ｘ射线初级辐射和次 级辐射防护中不同屏蔽物质的铅当量厚度。结论对于医用诊断Ｘ射线机房的屏蔽设计与评价，应根据透射比或防护 屏蔽所需的铅当量使用其管电压（ｋＶ）相对应的某一屏蔽物质的铅当量厚度。 【关键词】 医用诊断ｘ射线；初级辐射；次级辐射；屏蔽物质；透射比；铅当量 Ｌｅａｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｃａｌ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ—ｒａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ＦＥＮＧ Ｚｅ—ｃｈｅｎ，ＬＯＵ Ｙｕｎ，ＷＡＮ Ｌｉｎｇ，ＭＡ Ｙｏｎｇ—ｚｈｏｎｇ，ＺＨＡＩ Ｓｈｕ—ｇｕａｎｇ，ＹＵ Ｊｕｎ， ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｆａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ—ｊｉｎ （ ｅ ｎｇ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｂｅ ｎｇ １ ０００１ ３，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｌｅａｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ—ｒａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ—ｒａｙ ｍａｃｈｉｎｅ ｒｏｏｍ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｒｃｈｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｏｆ ｂｒｏａｄ ｂｅａｍ Ｘ—ｒａｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｇｉｖｅｎ ｌｅａｄ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｎ ＢＩＲ／ＩＰＥＭ ｒｅｐｏｒｔ ａｎｄ Ｎｏ．１４７ ｒｅｐｏｒｔ，ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｔｈｅ ｌｅａｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｋＶ Ｘ—ｒａｙ ｐｒｉｍａｒｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ－ｒａｙ ｍａｃｈｉｎｅ ｒｏｏｍ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｒ ｌｅａｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｎｅｅｄｅｄ ｂｙ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｉｔ ｓｈｏｕｌｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈｅ ｌｅａｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗｈｉｃｈ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄ ｔｏ ｉｔｓ ｋＶ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】 Ｍｅｄｉｃａｌ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ—ｒａｙｓ；Ｐｒｉｍａｒｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ；Ｓｅｃｏｎｄａｙ ｒａｒｄｉａｔｉｏｎ；Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ；Ｌｅａｄ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｘ射线诊断是现代医学检查中一种不可缺少的检 １对象与方法 查手段，随着医用诊断ｘ射线的日益广泛应用，其对 职业人员和公众成员的照射也越来越受到重视与关 注。医用诊断ｘ射线机对职业人员和公众成员的照 射主要为外照射。屏蔽防护是外照射防护的基本原则 之一，建筑屏蔽设计的目的在于限制Ｘ射线辐射对职 业人员和公众成员的照射在一个可接受的水平¨ 。 医用诊断ｘ射线设备的种类繁多，用途各异，每一种 １．１研究对象 医用诊断ｘ射线初级辐射和次级辐 射屏蔽防护中不同屏蔽物质的铅当量。表１列出了不 同屏蔽物质的密度 。 表１不同屏蔽物质的密度 屏蔽物质 铅 密度（ｔ／ｍ。） ｌ１．３ 设备都有其专用的ｘ射线机房，其屏蔽设计的特点也 有很大的差别，为此研究医用诊断ｘ射线防护中不同 屏蔽物质中的铅当量，为医用诊断ｘ射线机房的屏蔽 混凝土 ２．３５ 铁 ７．４ ０．７０５ ２．５６ 石膏板 玻璃 砖 设计与评价提供技术依据。 １．６５ Ｏ．５５ 作者单位：１０００１３，北京市疾病预防控制中心 末 首都公共卫生 ２０１２年１０月第６卷第５期 Ｃａｐｉｔａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｈｈ．Ｏｃｔ．２０１２ Ｖ０１．６ Ｎ０．５ １．２ 方法 表２不同管电压ｘ射线经０．５ ｍｍ铅衰减的透射 比及不同屏蔽物质０．５ ｍｍ铅当量厚度 １．２．１ 在医用诊断ｘ射线机的使用过程中，对屏蔽 所考虑的辐射往往分成两类：一类是初级辐射，又称为 有用线束，是辐射源发出的未经ｘ射线管组装体屏蔽 的用于病人检查的辐射束；一类是次级辐射是初级辐 射区外的辐射，包括泄漏辐射和散射辐射。ＢＩＲ／ＩＰＥＭ 联合报告和ＮＣＲＰ １４７号报告 ｑ 给出了辐射在屏蔽 物质中的衰减规律的数学表达式： Ｂ＝ 【（ ＋ ”一售］。。 （１） 一旦１ ＝ ｌｎｌｌ¨ ｊ——— Ｉ （２） 式中：Ｂ为透射比，同一位置屏蔽后的剂量与屏蔽 前的剂量的比值，无量纲；Ｘ为不同屏蔽物质的厚度； ０ｌ、ｐ、 为拟合参数，不同管电压ｘ射线辐射在不同屏 蔽物质中有相应的 、Ｂ、 拟合值。 １．２．２ 医用诊断ｘ射线防护中不同屏蔽物质的铅当 量：①对给定的铅厚度，依据ＢＩＲ和ＮＣＲＰ １４７号报告 中给出的不同管电压ｘ射线辐射在铅中衰减的 、Ｂ、 拟合值，使用公式１）估算辐射透射比Ｂ；②依据ＢＩＲ 和ＮＣＲＰ １４７号报告中给出的不同管电压ｘ射线辐射 在不同屏蔽物质中衰减的 、Ｂ、 拟合值和ａ）中的曰 值，使用公式２）计算出各屏蔽物质的铅当量厚度 ， 结果列于表２～７。 １．２．３ 两种屏蔽物质组合的屏蔽：①对于给定两种屏 蔽物质的厚度，计算铅当量：查表得到内层屏蔽物质的 相当于外部屏蔽物质的当量厚度，加上外部屏蔽物质 厚度，得到总的外部屏蔽物质的总当量厚度，查表得到 铅当量 。 ；②计算在已有外层屏蔽下所需的附加内 层屏蔽的铅当量：计算所需外层屏蔽物质的总厚度，扣 除已有外层屏蔽，获得所需的附加内层的外层物质的 当量厚度，查表得到所需附加内层屏蔽的铅当量或内 层屏蔽物质的厚度。 ２ 结果 ２．１ 不同屏蔽物质的铅当量 由上述方法计算得到 各管电压ｘ射线防护中不同屏蔽物质的铅当量（表２ ～７）。 ２．２ 低千伏下不同屏蔽物质的铅当量 对于３０ ｋＶ （Ｍｏ／Ｍｏ）ｘ射线，０．５ ｍｍ铅可以达到的ｌ０ 量级的 透射比，过于保守，表８列出以０．１ ｍｍ铅为间隔到 表３不同管电压Ｘ射线经１．０ｒａｍ铅衰减的透射比及 不同屏蔽物质１．０ｍｍ铅当量厚度 表４不同管电压ｘ射线经１．５ｍｍ铅衰减的透射比及 不同屏蔽物质１．５ｍｍ铅当量厚度 首都公共卫生２０１２年１Ｏ月第６卷第５期 Ｃａｐｉｔａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ，Ｏｃｔ．２０１２ Ｖｏ１．６ Ｎｏ．５ 表５不同管电压Ｘ射线经２．０ｒａｍ铅衰减的透射比及 不同屏蔽物质２．０ ｍｍ铅当量厚度 表６不同管电压Ｘ射线经２．５ ｍｍ铅衰减的透射比及 不同屏蔽物质２．５ ｍｍ铅当量厚度 表７不同管电压Ｘ射线经３．０ ｍｍ铅衰减的透射比及 不同屏蔽物质３．０ ｍｉｌｌ铅当量厚度 表８ ３０ ｋＶ（Ｍｏ／Ｍｏ）Ｘ射线（初级和次级）辐射在铅中的透射 及不同屏蔽材料的铅当量厚度 ０．５ ｍｍ铅的不同屏蔽物质的铅当量，由表８可知０．１ ｍｍ铅可达到１０ 量级的透射比，足以满足一般机房 辐射防护最优化需求。 ２．３ 不同千伏下铅当量的比较 由上述方法获得了 不同屏蔽物质的铅当量表，对不同管电压有不同的铅 当量。ＢＩＲ和ＮＣＲＰ的报告中指出屏蔽物质的铅当量 也可以以Ｙ＝ｂ， ＋ｂ２ ＋ｂ３ 关系式拟合。如不同管 电压ｘ射线初级辐射混凝土的铅当量拟合曲线如图 １。如图所示，９０和１００ ｋＶ下７４和７０ ｍｍ混凝土均 相当于１ ｍｍ铅当量，达到１ ｍｍ铅当量１００ ｋＶ所需 的混凝土厚度比９０ ｋＶ还少，而透射比是随ｋＶ增大而 增大的，在屏蔽设计中不能单纯考虑屏蔽物质的铅 当量。 图１ 不同管电压ｘ射线混凝土的铅当量 ２．４ 两种屏蔽物质组合的屏蔽 ２．４．１ 两种屏蔽物质组合：对于两种屏蔽物质组合屏 蔽应先查表得到内层屏蔽物质的外部屏蔽物质的当量 厚度，加上外部屏蔽物质厚度，得到总的外部屏蔽物质 的总当量厚度，如图２所示。 ２．４．２ 两种屏蔽物质组合示例：如１２５ ｋＶ初级辐射 内层１ ｍｍ铅＋７１ ｍｍ混凝土，先查表得到内层１ ｍｍ 铅相当于８７ ｍｍ混凝土，总的外层屏蔽当量厚度为 １５８ ｍｍ混凝土，查表得到相当于２ ｍｍ铅当量。如 １２５ ｋＶ初级辐射要达到２ ｍｍ铅当量屏蔽厚度，已知 外层的屏蔽厚度为７１ ｍｍ混凝土，计算所需的内层屏 首都公共卫生２０１２年１０月第６卷第５期 Ｃａｐｉｔａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ．Ｏｃｔ．２０１２ ｖ０Ｌ ６ Ｎｏ．５ Ｂ 图２两种屏蔽物质的组合屏蔽 蔽的铅当量。查表得到２ ｍｍ铅当量相当于１５８ ｍＥ 混凝土，扣除外层７１ ｍｍ混凝土，需内层的屏蔽为８７ ｍｍ混凝土，查表得到所需内层的屏蔽为１ ｍｍ铅 当量。 次级辐射１００ ｋＶ的数据，ＣＴ可根据实际情况使用１２０ ｋＶ或１ ２４０ ｋＶ ＣＴ Ｘ射线次级辐射的数据，牙科摄影 可使用７０ ｋＶ的数据，普通摄影建议使用１００ ｋＶ的初 级辐射和次级辐射的数据，胸片摄影建议使用１２５ｋＶ 的初级辐射和次级辐射的数据。 ３讨论 对于医用诊断ｘ射线的防护设计，可根据透射比 查出铅当量，再查上表中的不同屏蔽物质的厚度，查出 相应所需的屏蔽物质的厚度。如ＧＢＺ１３０—２００２中提 ３．１ 表２～７中未给出１００ ｋＶ以下的医用诊断ｘ射 线次级辐射的数据，ＢＩＲ／ＩＰＥＭ联合报告和ＮＣＲＰ １４７ 号报告中指出对于１００ ｋＶ以下的医用诊断ｘ射线辐 射，初级辐射和次级辐射的射线质差别很小，可使用相 同的Ｏｒ．、Ｂ、－ｙ拟合值。 到透视机房各墙体需满足１ ｍｍ铅当量厚度，查表３ 即可得到所需的其它屏蔽物质的厚度。在实际工作中 应按照国家标准做好医用诊断ｘ射线的辐射防护 工作。 参 考 文 献 ［１］卫生部．ＧＢＺ １３０—２００２医用ｘ射线诊断卫生防护标 准．北京：法律出版社，２００２． ３．２ 由两种屏蔽物质组合的屏蔽，对于给定屏蔽厚度 下的铅当量，查表得到内层屏蔽物质相当于外部屏蔽 物质的当量厚度，加外部屏蔽物质的厚度，得到总的外 部屏蔽物质的总当量厚度，查表得到总的铅当量厚度。 如１２５ ｋＶ初级辐射内层１ ｍｍ铅＋７１ ｍｍ混凝土和内 层８７ ｍｍ混凝土＋外层１ ｍｍ铅均相当于２ ｍｍ铅当 ［２］ ＢＩＲ／ＩＰＥＭ．Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ—ｒａｙｓ． Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ，２０００． 量，可见对于附加屏蔽一般应将密度较大的附于内层 屏蔽（屏蔽物质组成成份不同衰减特性也不一样，如 ［３］ ＮＣＲＰ．ＮＣＲＰ Ｒｅｐｏ￣Ｎｏ．１４７ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｒｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｘ—ｒａｙ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ．ＮＣＲＰ，２０００． 玻璃密度大于混凝土密度，其屏蔽效果不如混凝土）。 ３．３医用诊断ｘ射线机在实际应用中包括ｘ射线 ＣＴ诊断，普通摄影，胸片摄影，牙科摄影，乳腺，血管造 影，透视。对于乳腺摄影、透视、血管造影和ＣＴ应只 ［４］ ＳＩＭＰＫＩＮ，ＤＪ．Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄａｔａ ｆｏｒ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ｘ— ｒａｙ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，Ｈｅａｌｔｈ Ｐｈｙｓ，１９９５，６８（２），２５９—２６１． ［５］ ＩＡ ＴＳＡＬＡＦＯＵＴＡＳ．Ａ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｘ—ｒａｙ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ，ＢＪＲ，２００３，７６， ７３１—７３７． 考虑次级辐射，摄影和牙科摄影需考虑初级辐射和次 级辐射屏蔽。乳腺可使用３０ ｋＶ（Ｍｏ／Ｍｏ）表８的数 据，透视建议使用９０ ｋＶ的数据，血管造影机建议使用 （收稿日期：２０１２—０８—０１）
