X射线摄影中防护剂量检测方法的探讨
作者：李连波 杨珂 何顺升 于夕荣
单位：(250014 济南，山东省卫生防疫站)
关键词：
中华放射医学与防护杂志000325 多年来，许多放射防护专业人员一直对X射线摄影中 剂 量监测问题进行探索，但至今尚未给出一种切实可行的监测方法。作者旨在对X射线摄影中 防护剂量的监测方法进行探讨，以便为广大放射防护专业人员提供一种实用的监测手段。
一、方法
1.原理 X射线摄影时，因曝光时间很短，检测仪剂量率档达不到建立正常读数所需的时间 ，但对其瞬间剂量可产生一定的响应，即检测仪表的读数显示。瞬间剂量越高，检测仪的读 数越大，它们之间存在着必然的相关性，可通过实验求出相关方程。这样，对X射线摄影过 程中的防护剂量进行实际监测时，只需记录检测仪表的响应读数，即可按相关方程求出实际 辐射水平。
, 百拇医药
2.仪器设备 实验用北京产F78II型300 mA X射线机固有过滤和附加过滤分别为2.5 mm和1 .0 mm铝，检测仪为日本产ICS-311检测仪和沈阳产WF-9125检测仪。ICS-311在30 keV- 2 MeV 范围内的能响因子为0.9～1.1；WF-9125在8～200 keV范围内能响误差小于±15%。检测 仪均经国家次级标准实验室检定。
3.方法 实验用X射线机房尺寸10.0 m×6.0 m×3.3 m。用2块20 cm×10 cm×5 cm铅砖 作 为散射体，置于距X射线球管出线口20 cm处，与主射束呈60°。检测仪置于与主射束垂直方 向。在距散射面1.5 m处测量不同辐射水平的累积剂量，然后在相同曝光条件下，在距散射 面7 m处用检测仪剂量率档进行测量，记录其指针读数。曝光时间1.5 s，管电压70 kV。通 过改变管电流和散射野面积来调节不同的辐射水平。对每一辐射水平的每个测量点读数3次 ，取其均值。
在实际情况下，辐射水平并非与距离的平方成反比关系。为计算距散射面7 m处剂量率测量 点的实际辐射水平，在较大剂量曝光条件下，用累积剂量档测量距散射面不同距离处的剂量 水平，求出辐射水平与距离间的关系，即可由距散射面1.5 m处的实际剂量计算出7 m处剂 量率测量点的实际剂量率。
, 百拇医药
二、结果
1.辐射水平随距离变化规律 用检测仪累积剂量档分别在距散射面1.5、3.0、4.5、6. 0、7.5 m处用相同曝光条件进行测量，计算出每次曝光测量值的平均值。以1.5 m处的数 值 为1，计算出不同距离处辐射水平的相对衰减，找出其规律，结果见图1。由图1可知，实际 辐射水平随距离的相对衰减式为Y=2.7859X-2.6153(X为测量点到散射面的 距离，m)。
图1 实际辐射水平随距离的相对衰减
2.实际辐射水平与检测仪的响应速度 在70 kV，1.5 s条件下曝光，用ICS-311检测仪进 行测量，并以此结果进行计算。测量与计算结果见表1。表中 7 m处实际剂量率依据图1所示 衰减规律计算得出。根据表中数据可求出7 m处检测仪剂量率档的响应速度(读数)与该点实 际 剂量率的关系式Y=-1.4532+6.0567X，见图2。即在实际测量X射线摄影中所致周围 环境辐射水平时，用70 kV,1.5 s条件进行曝光，记录检测仪指针读数，就可依据图2给出 的直线或关系式求得测量点的实际辐射水平。
, 百拇医药
表1 检测仪对不同辐射水平的响应速率 实验条件
1.5 m处
平均每次
曝光的累
积剂量
(μSv)
计算得出
的1.5m
处实际剂
量率
(μSv/h)
计算得出
, 百拇医药 的7m处
实际剂量
率
(μSv/h)
7 m 处检
测仪剂量
率读数
(μSv/h)
5 cm×5 cm散射野
100 mA
0.17
408
7.0
, 百拇医药
1.4
200 mA
0.40
960
16.5
3.1
10 cm×10 cm散射野
100 mA
0.67
1608
27.6
4.4
8 cm×8 cm散射野
, 百拇医药
200 mA
1.04
2496
42.9
7.8
10 cm×10 cm散射野
200 mA
1.60
3840
65.9
10.9
, 百拇医药 图2 监测仪读数与实际辐射水平的关系
3.不同型号检测仪响应速率比较 不同型号检测仪由于其结构、性能不同，对相同辐射水平的响应可能有所不同。为此，本实 验用ICS-311和WF-9125两种型号检测仪对相同辐射水平的响应速度进行了比较。
实验用10 cm×10 cm散射野，曝光条件为70 kV,1.5 s,100 mA，结果见表2。从比较结果 来看 ，ICS-311与WF-9125两种型号检测仪对瞬间剂量的响应速率基本一致，即用WF-9125型检测 仪测量X射线摄影中防护剂量水平时，如果测量误差要求不太严格，可直接用本实验结果进 行计算。
三、讨论
1.本实验的基本步骤之一，是用检测仪的累积剂量档测定射线源某近点处一定时间内的累 积剂量，并依此剂量值推算距射线源某远点处的剂量率。本实验条件下，其剂量率 的相对衰减Y与距离X的关系为Y=2.76 93X-2.6114。这是因为实验场所测量点处既有由散射线所致的剂量率的增高，也 有因空气的吸收所致的剂量率的降低。当射线能量较低时，如本实验所用的散射线，则以空 气对低能射线的吸收所致的剂量率的降低为主。
, 百拇医药
表2 两种检测仪对相同辐射水平响应 速率的比较
ICS-311
WF-9125
测量次数
3
3
检测仪读数(μSv.h)
平均值
4.73
4.37
标准差
0.25
, 百拇医药
0.25
2.本实验用射线源是以铅砖为散射体对有用X射线束产生的散射线，主要基于两点：① 在X射线摄影防护监测时实际测量的辐射多为散射线 ；②，实验所采用的辐射水平应接近实际监测时的辐射水平，但有用线束辐射水平高，降 至实验所需的防护剂量级辐射水平的剂量点远离射线源，一般实验用辐射场的面积难以满足 要求；而散射线辐射场的辐射水平低，一般场所可满足实验所需。
3.因电离室型防护检测仪能量响应特性较好，虽然本实验用管电压为70 kV，但实验结果可 用于不同能量诊断X射线摄影时的防护检测，无需进行能响修正。实验结果用于实际测量时 ，应注意两点：一是实际测量时曝光时间应严格与实际时所用曝光时间一致；二是不同型号 的检测仪响应速率可能有所不同，当实际测量误差要求较严时，应分别由实验来确定。
(收稿日期:1999-03-05), 百拇医药
单位：(250014 济南，山东省卫生防疫站)
关键词：
中华放射医学与防护杂志000325 多年来，许多放射防护专业人员一直对X射线摄影中 剂 量监测问题进行探索，但至今尚未给出一种切实可行的监测方法。作者旨在对X射线摄影中 防护剂量的监测方法进行探讨，以便为广大放射防护专业人员提供一种实用的监测手段。
一、方法
1.原理 X射线摄影时，因曝光时间很短，检测仪剂量率档达不到建立正常读数所需的时间 ，但对其瞬间剂量可产生一定的响应，即检测仪表的读数显示。瞬间剂量越高，检测仪的读 数越大，它们之间存在着必然的相关性，可通过实验求出相关方程。这样，对X射线摄影过 程中的防护剂量进行实际监测时，只需记录检测仪表的响应读数，即可按相关方程求出实际 辐射水平。
, 百拇医药
2.仪器设备 实验用北京产F78II型300 mA X射线机固有过滤和附加过滤分别为2.5 mm和1 .0 mm铝，检测仪为日本产ICS-311检测仪和沈阳产WF-9125检测仪。ICS-311在30 keV- 2 MeV 范围内的能响因子为0.9～1.1；WF-9125在8～200 keV范围内能响误差小于±15%。检测 仪均经国家次级标准实验室检定。
3.方法 实验用X射线机房尺寸10.0 m×6.0 m×3.3 m。用2块20 cm×10 cm×5 cm铅砖 作 为散射体，置于距X射线球管出线口20 cm处，与主射束呈60°。检测仪置于与主射束垂直方 向。在距散射面1.5 m处测量不同辐射水平的累积剂量，然后在相同曝光条件下，在距散射 面7 m处用检测仪剂量率档进行测量，记录其指针读数。曝光时间1.5 s，管电压70 kV。通 过改变管电流和散射野面积来调节不同的辐射水平。对每一辐射水平的每个测量点读数3次 ，取其均值。
在实际情况下，辐射水平并非与距离的平方成反比关系。为计算距散射面7 m处剂量率测量 点的实际辐射水平，在较大剂量曝光条件下，用累积剂量档测量距散射面不同距离处的剂量 水平，求出辐射水平与距离间的关系，即可由距散射面1.5 m处的实际剂量计算出7 m处剂 量率测量点的实际剂量率。
, 百拇医药
二、结果
1.辐射水平随距离变化规律 用检测仪累积剂量档分别在距散射面1.5、3.0、4.5、6. 0、7.5 m处用相同曝光条件进行测量，计算出每次曝光测量值的平均值。以1.5 m处的数 值 为1，计算出不同距离处辐射水平的相对衰减，找出其规律，结果见图1。由图1可知，实际 辐射水平随距离的相对衰减式为Y=2.7859X-2.6153(X为测量点到散射面的 距离，m)。
图1 实际辐射水平随距离的相对衰减
2.实际辐射水平与检测仪的响应速度 在70 kV，1.5 s条件下曝光，用ICS-311检测仪进 行测量，并以此结果进行计算。测量与计算结果见表1。表中 7 m处实际剂量率依据图1所示 衰减规律计算得出。根据表中数据可求出7 m处检测仪剂量率档的响应速度(读数)与该点实 际 剂量率的关系式Y=-1.4532+6.0567X，见图2。即在实际测量X射线摄影中所致周围 环境辐射水平时，用70 kV,1.5 s条件进行曝光，记录检测仪指针读数，就可依据图2给出 的直线或关系式求得测量点的实际辐射水平。
, 百拇医药
表1 检测仪对不同辐射水平的响应速率 实验条件
1.5 m处
平均每次
曝光的累
积剂量
(μSv)
计算得出
的1.5m
处实际剂
量率
(μSv/h)
计算得出
, 百拇医药 的7m处
实际剂量
率
(μSv/h)
7 m 处检
测仪剂量
率读数
(μSv/h)
5 cm×5 cm散射野
100 mA
0.17
408
7.0
, 百拇医药
1.4
200 mA
0.40
960
16.5
3.1
10 cm×10 cm散射野
100 mA
0.67
1608
27.6
4.4
8 cm×8 cm散射野
, 百拇医药
200 mA
1.04
2496
42.9
7.8
10 cm×10 cm散射野
200 mA
1.60
3840
65.9
10.9
, 百拇医药 图2 监测仪读数与实际辐射水平的关系
3.不同型号检测仪响应速率比较 不同型号检测仪由于其结构、性能不同，对相同辐射水平的响应可能有所不同。为此，本实 验用ICS-311和WF-9125两种型号检测仪对相同辐射水平的响应速度进行了比较。
实验用10 cm×10 cm散射野，曝光条件为70 kV,1.5 s,100 mA，结果见表2。从比较结果 来看 ，ICS-311与WF-9125两种型号检测仪对瞬间剂量的响应速率基本一致，即用WF-9125型检测 仪测量X射线摄影中防护剂量水平时，如果测量误差要求不太严格，可直接用本实验结果进 行计算。
三、讨论
1.本实验的基本步骤之一，是用检测仪的累积剂量档测定射线源某近点处一定时间内的累 积剂量，并依此剂量值推算距射线源某远点处的剂量率。本实验条件下，其剂量率 的相对衰减Y与距离X的关系为Y=2.76 93X-2.6114。这是因为实验场所测量点处既有由散射线所致的剂量率的增高，也 有因空气的吸收所致的剂量率的降低。当射线能量较低时，如本实验所用的散射线，则以空 气对低能射线的吸收所致的剂量率的降低为主。
, 百拇医药
表2 两种检测仪对相同辐射水平响应 速率的比较
ICS-311
WF-9125
测量次数
3
3
检测仪读数(μSv.h)
平均值
4.73
4.37
标准差
0.25
, 百拇医药
0.25
2.本实验用射线源是以铅砖为散射体对有用X射线束产生的散射线，主要基于两点：① 在X射线摄影防护监测时实际测量的辐射多为散射线 ；②，实验所采用的辐射水平应接近实际监测时的辐射水平，但有用线束辐射水平高，降 至实验所需的防护剂量级辐射水平的剂量点远离射线源，一般实验用辐射场的面积难以满足 要求；而散射线辐射场的辐射水平低，一般场所可满足实验所需。
3.因电离室型防护检测仪能量响应特性较好，虽然本实验用管电压为70 kV，但实验结果可 用于不同能量诊断X射线摄影时的防护检测，无需进行能响修正。实验结果用于实际测量时 ，应注意两点：一是实际测量时曝光时间应严格与实际时所用曝光时间一致；二是不同型号 的检测仪响应速率可能有所不同，当实际测量误差要求较严时，应分别由实验来确定。
(收稿日期:1999-03-05), 百拇医药