Nghiên cứu các vật liệu che chắn trong phòng x quang chẩn đoán bằng chương trình MCNP

Tương tác của tia X với vật chất Khi đi qua vật chất, các photon sẽ xuyên qua, tán xạ hoặc bị hấp thụ.. Hấp thụ quang điện Trong hiệu ứng quang điện, các photon va chạm không đàn hồi vớ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN

TP Hồ Chí Minh – Năm 2012

Thị Hồng Loan, người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn Thầy Thái Mỹ Phê và bệnh viện Nhi Đồng I đã tạo điều kiện thuận lợi cho em tham quan và thu thập số liệu

Xin chân thành cảm ơn cán bộ phản biện Thầy TS Huỳnh Trúc Phương, những

ý kiến đóng góp của thầy là vô cùng hữu ích giúp cho khóa luận của em thêm hoàn chỉnh

Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Vật lý- Vật lý Kỹ thuật, hơn hết là bộ môn Vật lý Hạt nhân đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt bốn năm học tập Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu khóa luận mà còn là hành trang quí báu để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin

Cảm ơn các bạn, những người bạn luôn động viên và giúp đỡ mình

Và cảm ơn gia đình luôn bên cạnh, động viên, khuyến khích và tạo mọi điều kiện cho con trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng, em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và luôn thành công trong sự nghiệp cao quý

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2012

Nguyễn Thị Trúc Linh

MỤC LỤC

Trang LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC BẢNG VẼ iii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Đại cương về tia X 2

1.1.1 Bản chất và đặc tính của tia X 2

1.1.2 Tương tác của tia X với vật chất 4

1.2 Máy X quang thường qui 12

1.2.1 Cấu tạo ống phát tia X 13

1.2.2 Nguyên lý hoạt động của ống phát tia X 18

1.2.3 Các thông số kỹ thuật 19

1.3 Vật liệu che chắn phòng X quang chẩn đoán 20

1.3.1 Tấm chì 20

1.3.2 Bê tông 22

1.3.3 Thạch cao 24

1.3.4 Barit 26

Chương 2 AN TOÀN CHE CHẮN PHÒNG X QUANG CHẨN ĐOÁN 2.1 Nhu cầu che chắn phòng X quang 28

2.2 An toàn che chắn 29

2.3 Mục đích và ý nghĩa của việc che chắn 33

Chương 3 MÔ PHỎNG VẬT LIỆU CHE CHẮN PHÒNG X QUANG CHẨN ĐOÁN BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP-4C2

3.1 Chương trình MCNP-4C2 34

3.1.1 Phương pháp Monte Carlo 34

3.1.2 Chương trình MCNP-4C2 34

3.1.2.1 Giới thiệu chương trình MCNP 34

3.1.2.2 File input trong MCNP 35

3.1.2.3 File output trong MCNP 40

3.2 Mô phỏng phòng X quang chẩn đoán thông thường 40

3.2.1 Mô tả phòng máy X quang tại bệnh viện Nhi đồng I 40

3.2.2 Thông số và cấu trúc hình học máy X quang 43

3.2.3 Tally đánh giá 44

3.3 Kết quả và thảo luận 44

3.3.1 Thực nghiệm 44

3.3.2 Mô phỏng phân bố suất liều trong và ngoài phòng X quang 44

3.3.2.1 Khảo sát phân bố suất liều trong và ngoài phòng X quang 44 3.3.2.2 Trường hợp cửa đóng không kín 50

3.3.3 Khảo sát tính che chắn của các vật liệu khác nhau 51

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

PHỤ LỤC 57

PHỤ LỤC A 57

PHỤ LỤC B 63

PHỤ LỤC C 65

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Giới hạn liều qua các thời kỳ của ICRP 32

Bảng 3.2 Các Tally dùng để tính toán 39

Bảng 3.3 Kết quả đo suất liều theo khoảng cách 44

Bảng 3.4 Kết quả tính toán suất liều tại các điểm khảo sát 65

Bảng 3.5 Kết quả tính toán suất liều bên ngoài phòng đối với trường hợp mở cửa tối đa và mở 1cm 73

Bảng 3.6 Kết quả tính toán suất liều ngoài phòng với tường chắn là bê tông 74

Bảng 3.7 Bảng so sánh sự suy giảm suất liều sau khi đi qua rào cản bê tông-chì và thạch cao- chì 76

Bảng 3.8 Kết quả tính toán thể hiện sự suy giảm suất liều sau khi đi qua rào cản barit 79

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Phổ sóng điện từ 2

Hình 1.2 Tán xạ Rayleigh 5

Hình 1.3 Tán xạ Compton 6

Hình 1.4 Hấp thụ quang điện 7

Hình 1.5 Quá trình tạo cặp 9

Hình 1.6 Hệ số hấp thụ khối đối với mô mềm 11

Hình 1.7 Sự suy giảm năng lượng bức xạ khi truyền qua các lớp hấp thụ một nửa 12

Hình 1.8 Cấu tạo ống phát tia X 13

Hình 1.9 Cấu tạo cathode trong ống phát tia X 14

Hình 1.10 Diện tích bao phủ của vùng tia X và diện tích vùng tiêu điểm hiệu dụng thay đổi theo góc vát 16

Hình 1.11 Mối quan hệ giữa dòng nung, nguồn cao thế ống phát và dòng của ống 19

Hình 2.1 Mô hình phòng X quang 30

Hình 2.2 Mặt cắt ngang mô hình phòng X quang 31

Hình 3.1 Mô hình phòng X quang tại bệnh viện Nhi đồng I 41

Hình 3.2 Mặt cắt ngang của phòng X quang 42

Hình 3.3 Mặt cắt dọc của phòng X quang 42

Hình 3.4 Mô tả mặt các dọc của anode, tấm lọc nhôm và collimator 43

Hình 3.5 Vị trí các điểm khảo sát trong và ngoài phòng X quang tại độ cao 145,2cm 45

Hình 3.6 Vị trí các điểm khảo sát trong phòng X quang tại độ cao 1cm 46

Hình 3.7 Vị trí các điểm khảo sát trong phòng X quang tại độ cao 354cm 63

Hình 3.8 Vị trí các điểm khảo sát trong phòng X quang tại độ cao 380cm 64

từ 1 đến 15 (bên trong) và từ 53 đến 60 (bên ngoài phòng) 47

Hình 3.10 Sự suy giảm của chùm bức xạ sau khi đi qua rào cản đối với các điểm

từ 15 đến 27 (bên trong) và từ 61 đến 67 (bên ngoài phòng) 48

Hình 3.11 Sự suy giảm của chùm bức xạ sau khi đi qua rào cản đối với các điểm

từ 27 đến 41 (bên trong) và từ 124 đến 131 (bên ngoài phòng) 49

Hình 3.12 Sự suy giảm của chùm bức xạ sau khi đi qua rào cản đối với các điểm

từ 96 đến 108 (bên dưới trần phòng) và từ 132 đến 144 (bên trên trần

phòng) 49

Hình 3.13 Sự suy giảm của chùm bức xạ sau khi đi qua rào cản đối với các điểm

từ 109 đến 123 (bên dưới trần phòng) và từ 145 đến 158 (bên trên trần phòng) 50

MỞ ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển ngày càng cao của khoa học kỹ thuật nói chung và thiết bị y tế nói riêng, thiết bị X quang được đưa vào sử dụng rộng rãi Không chỉ do nền kinh tế phát triển, giá thành máy ngày càng rẻ mà chủ yếu do nhu cầu sử dụng của người dân tăng lên Thiết bị X quang không còn là thiết bị đặc thù chỉ giới hạn trong các bệnh viện như trước kia mà ngay cả các cơ sở y tế tư nhân cũng có thể trang bị thiết bị này Chính việc sử dụng rộng rãi đó đã đặt ra một vấn đề không nhỏ là đảm bảo

an toàn khi xây dựng phòng chụp X quang Vấn đề cần giải quyết là tính toán bề dày che chắn sao cho đảm bảo an toàn, đạt hiệu quả, cũng như tiết kiệm diện tích và chi phí

Các trường hợp thực tế không đáp ứng đủ các điều kiện để thực hiện một thí nghiệm thì mô phỏng trở thành một phương pháp hữu dụng Mô phỏng giúp giải quyết các bài toán một cách đơn giản hơn và đưa ra các kết quả khá tin cậy

Trong khóa luận này, chúng tôi sử dụng chương trình mô phỏng Monte Carlo MCNP-4C2 bước đầu mô phỏng các vật liệu che chắn trong phòng X quang chẩn đoán Mục đích của khóa luận này là khảo sát khả năng che chắn của các vật liệu xây dựng phòng X quang Từ đó xác định các bề dày che chắn an toàn ứng với từng vật liệu Khóa luận gồm 3 chương:

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: An toàn che chắn phòng X quang chẩn đoán

- Chương 3: Mô phỏng vật liệu che chắn phòng X quang chẩn đoán bằng chương trình MCNP-4C2

Chương 1

TỔNG QUAN 1.1 Đại cương về tia X

1.1.1 Bản chất và đặc tính của tia X

Tia X hay tia Roentgen, là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 0,01

Một số đặc tính của tia X [10]:

- Tia X có bản chất là sóng điện từ như ánh sáng nhưng có bước sóng nhỏ hơn nhiều so với bước sóng ánh sáng Ta có thể so sánh bước sóng tia X trong dãy sóng điện từ sau đây:

Hình 1.1 Phổ sóng điện từ

- Tính truyền thẳng và đâm xuyên: tia X truyền thẳng theo mọi hướng và có khả năng xuyên qua vật chất, qua cơ thể người Sự đâm xuyên này càng dễ dàng khi năng lượng tia càng tăng

- Tính bị hấp thụ: sau khi xuyên qua vật chất thì cường độ chùm tia X bị suy giảm

do một phần năng lượng bị hấp thu Đây là cơ sở của các phương pháp chuẩn đoán X quang và liệu pháp X quang Sự hấp thu này tỉ lệ thuận với:

 Thể tích của vật chất bị chiếu xạ: vật càng lớn thì tia X bị hấp thụ càng nhiều

 Bước sóng của chùm tia X: bước sóng càng dài tức là tia X càng mềm thì

- Tính chất hóa học: tính chất hóa học quan trọng nhất của tia X là tác dụng lên muối Bromua bạc trên phim và giấy ảnh làm cho nó biến thành bạc khi chịu tác

dụng của các chất khử trong thuốc hiện hình Nhờ tính chất này mà nó cho phép ghi hình X quang của các bộ phận trong cơ thể lên phim và giấy ảnh

- Tác dụng sinh học: khi truyền qua cơ thể, tia X có những tác dụng sinh học Tác dụng này được sử dụng trong điều trị đồng thời nó cũng gây nên những biến đổi

có hại cho cơ thể

1.1.2 Tương tác của tia X với vật chất

Khi đi qua vật chất, các photon sẽ xuyên qua, tán xạ hoặc bị hấp thụ Có ba loại tương tác chính của tia X với vật chất là tán xạ (gồm có tán xạ Rayleigh và tán xạ Compton), hấp thụ quang điện và tạo cặp Trong đó tán xạ Rayleigh, tán xạ Compton

và hấp thụ quang điện đóng vai trò quan trọng trong X quang chẩn đoán và y học hạt nhân

a Tán xạ Rayleigh

Trong tán xạ Rayleigh (hay tán xạ đàn hồi), các photon tới tương tác và kích thích nguyên tử, trái ngược với các electron riêng lẻ trong tán xạ Compton hay hiệu ứng quang điện Trong tương tác này, photon tán xạ có cùng năng lượng với photon tới, electron không được phát ra do đó không xảy ra quá trình ion hóa và góc tán xạ tăng khi năng lượng tia X giảm

Tán xạ Rayleigh xảy ra chủ yếu với tia X chẩn đoán năng lượng thấp như trong chụp nhũ ảnh (15keV đến 30keV) Trong chẩn đoán hình ảnh, tia X tán xạ sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng hình ảnh Tuy nhiên, tương tác này xảy ra với xác suất thấp trong vùng năng lượng chẩn đoán Trong mô mềm, tán xạ Rayleigh chiếm ít hơn 5% tương tác tia X trên 70keV và hầu hết chỉ chiếm 12% tương tác tia X ở khoảng 30keV

xạ với năng lượng suy giảm

Như tất cả các tương tác khác, năng lượng và động lượng phải được bảo toàn

Vì năng lượng liên kết của các điện tử rất nhỏ nên có thể bỏ qua, do đó năng lượng của

ra Ee-.

-0 sc e

Hình 1.3 Tán xạ Compton

Tán xạ Compton dẫn đến sự ion hóa của nguyên tử và sự phân chia năng lượng photon tới giữa photon tán xạ và electron phát ra Electron phát ra sẽ mất động năng của nó qua việc kích thích và ion hóa các nguyên tử trong môi trường vật chất xung quanh Photon tán xạ có thể đi trong môi trường mà không xảy ra tương tác hoặc có thể tiếp tục trải qua các tương tác như tán xạ Compton, tán xạ Rayleigh và hiệu ứng quang điện

và góc của photon tán xạ θ:

0 sc

0

E

E =

E1+ (1-cosθ)511keV

(1.2)

c Hấp thụ quang điện

Trong hiệu ứng quang điện, các photon va chạm không đàn hồi với các nguyên

tử và trao toàn bộ năng lượng của mình cho electron liên kết của nguyên tử

tử từ lớp vỏ ngoài đến lớp vỏ trong xuất hiện Sự khác biệt trong năng lượng liên kết là giải phóng cả bức xạ tia X đặc trưng và điện tử Auger

Xác suất phát xạ tia X giảm khi số khối của chất hấp thụ giảm và do đó không thường xuyên xảy ra đối với tương tác photon năng lượng chẩn đoán trong các mô mềm

là số nguyên tử và E là năng lượng của photon tới Quá trình quang điện chiếm ưu thế khi photon năng lượng thấp tương tác với vật liệu có Z lớn

Lợi ích của sự hấp thụ quang điện trong hình ảnh X quang là không có photon thứ cấp bổ sung làm giảm chất lượng hình ảnh Thực tế, xác suất của sự hấp thụ quang điện tỉ lệ thuận với 1/E3

, một phần do độ tương phản hình ảnh giảm khi năng lượng tia

X cao được sử dụng trong quá trình chụp ảnh

d Quá trình tạo cặp

Quá trình tạo cặp chỉ xảy ra khi năng lượng tia X vượt quá 1,022 MeV Trong quá trình tạo cặp, một tia X tương tác với điện trường của hạt nhân của nguyên tử Năng lượng của photon được truyền sang cặp elelctron và positron Electron và positron di chuyển và mất động năng thông qua quá trình kích thích và ion hóa

Quá trình tạo cặp ít xuất hiện trong chẩn đoán hình ảnh vì nó cần năng lượng cực lớn để xảy ra Trong thực tế, quá trình tạo cặp không đáng kể nếu năng lượng photon tới không vượt quá 1,022 MeV

Hình 1.5 Quá trình tạo cặp

e Hệ số hấp thụ tuyến tính

Xét một chùm tia X đơn sắc, chuẩn trực có cường độ I0, khi đi qua một lớp vật chất có bề dày x(cm), sự suy giảm cường độ của chùm tia sau khi đi qua vật chất I tuân theo định luật suy giảm:

Ý nghĩa: hệ số hấp thụ tuyến tính mô tả sự dịch chuyển của bức xạ photon qua môi trường khi không chú ý đến các photon tán xạ, nó phụ thuộc vào tính chất của môi trường và năng lượng của lượng tử gamma

f Hệ số hấp thụ khối

Hệ số hấp thụ tuyến tính tỉ lệ với mật độ ρ của môi trường vật chất Nghĩa là hệ

số hấp thụ tuyến tính đối với cùng một vật liệu khác nhau nếu mật độ môi trường khác nhau Để tránh sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ tuyến tính vào mật độ vật chất, người ta

I=I e (1.4)

Đơn vị tính của hệ số hấp thụ khối là cm2/g Bề dày lớp vật chất hấp thụ được tính bằng đơn vị g/cm2

Nếu vật chất chịu tương tác là một hỗn hợp gồm nhiều chất thì hệ số hấp thụ khối toàn phần µ/ρ phải là một tổ hợp của các hệ số hấp thụ khối của các thành phần hỗn hợp đó:

Trong đó ω1,ω2 ,ω3là tỉ lệ phần trăm theo trọng lượng của các chất trong hỗn hợp

Hình 1.6 minh họa sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ khối theo năng lượng đối với

mô mềm

Hình 1.6 Hệ số hấp thụ khối đối với mô mềm

Ý nghĩa: Hệ số hấp thụ khối là tỉ lệ của hệ số hấp thụ tuyến tính với mật độ vật chất ρ Đây là đại lượng cơ bản hơn hệ số hấp thụ tuyến tính vì có thể áp dụng cho bất

kỳ dạng nào của chất hấp thụ: rắn, lỏng, khí

g Bề dày hấp thụ một nửa

Bề dày hấp thụ một nửa (HVL) là bề dày của vật liệu bất kỳ mà khi bức xạ tới truyền qua cường độ của nó bị giảm đi một nửa Bề dày một nửa của chùm tia là một phép đo gián tiếp năng lượng của chùm photon trong điều kiện hình học của chùm tia hẹp Bề dày hấp thụ một nửa được thể hiện trong đơn vị khoảng cách

Giống như các hệ số hấp thụ, nó phụ thuộc vào năng lượng photon Khi năng lượng của chùm photon tới tăng thì bề dày một nửa của vật liệu cũng tăng

Bề dày hấp thụ một nửa tỉ lệ nghịch với hệ số suy giảm:

0.693HVL=

Giá trị bề dày hấp thụ một nửa thường được sử dụng trong chụp X quang vì dễ dàng để nhớ các giá trị và thực hiện các phép tính đơn giản Trong việc tính toán che chắn, có thể thấy rằng khi biết bề dày hấp thụ một nửa (HVL) ta có thể nhanh chóng xác định được bao nhiêu vật liệu là cần thiết để giảm cường độ bức xạ xuống dưới 1% Tuy nhiên, việc tính toán che chắn còn phụ thuộc vào khoảng cách từ ống phát tia X đến vị trí rào cản Còn phương pháp này chỉ chính xác khi biết cường độ bức xạ ngay phía trước và sau rào cản Hình 1.7 minh họa sự suy giảm năng lượng bức xạ khi truyền qua các lớp hấp thụ một nửa

Hình 1.7 Sự suy giảm năng lượng bức xạ khi truyền qua các lớp hấp thụ một nửa 1.2 Máy X quang thường qui

Trong máy X quang, bộ phận quan trọng nhất là bộ phận phát ra tia X, được gọi

là ống phát tia X Ống phát tia X tạo ra tia X thông qua cơ chế bức xạ hãm và bức xạ đặc trưng Ống phát tia X hiện đại được cấu thành từ hai bộ phận chính là âm cực (cathode), dương cực (anode) và các bộ phận phụ trợ như rotor, stator, vỏ ống,

1.2.1 Cấu tạo của ống phát tia X [4]

a Âm cực-Cathode

Cathode là nguồn cung cấp electron để tạo ra chùm tia X Cathode gồm cuộn dây tóc được bao quanh bởi chén hội tụ Dòng điện tử phát xạ từ tim đèn sợi đốt trong cuộn dây tóc, được định hướng bởi chén hội tụ và gia tốc đến đúng bia dương cực để sinh ra tia X

Hình 1.8 Cấu tạo ống phát tia X

- Cuộn dây tóc- Filament

Phần lớn trong các ống phát tia X, cuộn dây tóc là hệ hai tim đèn sợi đốt dạng lò

xo có chiều dài khác nhau nằm song song trong chén hội tụ (Hình 1.9) Cuộn dây tóc thường dài 7-15 mm, rộng 1-2 mm, dày 0,1-0,2 mm [8] Vật liệu sợi đốt thường là hợp kim Vonfram và Thorium Vonfram là kim loại chuyên sử dụng làm sợi đốt do nhiệt độ nóng chảy cao 33700C, dòng nung cỡ 10V-7A Nguyên tố Thorium thường được bổ sung vào sợi đốt Vonfram để tăng cường hiệu suất phát xạ điện tử và tăng tuổi thọ sợi đốt Dòng điện tử sinh ra được gia tốc bằng nguồn cao thế cỡ 20-80 kVp và được định hướng bởi chén hội tụ

Hình 1.9 Cấu tạo cathode trong ống phát tia X

- Chén hội tụ - Focusing cup:

Chén hội tụ được làm bằng nikel bọc bên ngoài sợi đốt có tác dụng nắn chỉnh và thu gọn dòng điện tử phát xạ

b Dương cực-Anode

Dương cực là một bia hứng điện tử bằng kim loại có cấu trúc cứng và có mật độ phân tử cao, mang điện thế dương tương ứng với điện thế âm cực Khi chùm điện tử đập vào anode, hơn 99% năng lượng của chùm điện tử được chuyển hóa thành nhiệt, chỉ dưới 1% năng lượng của chúng chuyển hóa thành tia X Vì vậy, dương cực phải có khả năng chịu nhiệt cao Tuy nhiên, dương cực cũng bị hao mòn theo thời gian và chỉ

có thể chịu được va chạm ở nhiệt độ nhất định nên cần điều chỉnh hợp lý công suất phát tia X để đảm bảo an toàn và tuổi thọ dương cực

Một số vật liệu được sử dụng làm dương cực như Vonfram (W, Z=74), Molybdenum (Mo, Z=42) hoặc Rhodinum (Rh, Z=45) Trong đó, Vonfram thường

được sử dụng làm anode vì nhiệt độ nóng chảy cao và nguyên tử khối lớn cho tỉ lệ bức

xạ hãm cao Anode Vonfram có thể xử lý nhiệt mà không làm nứt hay rỗ bề mặt Một hợp kim gồm 10% Rhenium và 90% Vonfram cung cấp thêm khả năng chống thương tổn bề mặt Trong X quang chụp nhũ ảnh, cần nhiều bức xạ tia X đặc trưng nên thích hợp hơn với dương cực làm bằng các nguyên tố có khối lượng nguyên tử nhẹ

Anode có hai cấu hình là anode tĩnh và anode quay

- Kiểu đơn giản nhất là anode tĩnh bao gồm tungsten chèn trên một khối đồng Đồng sẽ hỗ trợ và tải nhiệt từ bia tungsten Tuy nhiên, diện tích tiếp xúc bia nhỏ nên giới hạn tốc độ tản nhiệt, do đó hạn chế dòng tối đa của ống và thông lượng tia X Một

số đơn vị X quang nha khoa sử dụng ống phát tia X có anode tĩnh

- Trong cấu trúc ống phát tia X hiện đại, dương cực có cấu tạo dạng đĩa tròn và quay được với tốc độ hàng nghìn vòng mỗi phút khác với vị trí cố định của anode tĩnh Chuyển động của dương cực yêu cầu một động cơ quay dương cực bằng cảm ứng điện

từ Mặc dù cấu trúc ống phát sẽ phức tạp hơn nhưng ống phát tia X với dương cực quay vẫn được áp dụng trong hầu hết trong các thiết bị X quang chẩn đoán bởi nhiều ưu điểm: tăng tuổi thọ dương cực, tản nhiệt tốt hơn và hiệu suất bức xạ tia X tốt hơn

Dương cực được thiết kế dạng đĩa vát một góc θ có tác dụng hướng tia X ló ra phía biên của ống phát Đường phân giác của góc vát phải nằm trong vùng tia X ló Tùy vào mục đích sử dụng mà ta thiết kế và lựa chọn góc vát dương cực phù hợp Góc vát càng nhỏ thì độ phân giải không gian càng lớn nhưng lại làm giảm diện tích vùng tiêu điểm hiệu dụng và diện tích bao phủ của vùng tia X phát xạ (hình 1.10) Dương cực với góc vát nhỏ (7-90) thích hợp hơn với các thiết bị thu nhận cỡ nhỏ như máy chụp X quang động mạch, chụp dây thần kinh… Các máy X quang thường quy thông

Hình 1.10 Diện tích bao phủ của vùng tia X và diện tích vùng tiêu điểm hiệu dụng

thay đổi theo góc vát

c Động cơ quay cảm ứng điện từ

Động cơ quay cảm ứng có ba bộ phận chính bao gồm rotor, stator và vòng bi

Tổ hợp rotor, vòng bi và dương cực đặt bên trong lồng thủy tinh, stator đặt bên ngoài Chuyển động quay này được thực hiện dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Vòng bi

có tác dụng giảm ma sát và đảm bảo ổn định quá trình quay của rotor Tốc độ quay của rotor thường khoảng 3000 vòng/phút (chậm) đến 10000 vòng/phút (nhanh) Tốc độ nhanh hay chậm tùy thuộc vào tần số nguồn cấp là một pha (50-60 Hz) hay là ba pha (170-180 Hz) Ống phát tia X được thiết kế sao cho ống sẽ không phát tia cho đến khi dương cực đạt tốc độ quay cần thiết, do đó độ lệch 1-2s giữa 2 thời điểm bấm nút và phát tia

Vòng bi trong rotor và chân trung gian rotor-anode là hai bộ phận quan trọng và

dễ gây hỏng hóc cho ống phát nhất Chân trung gian rotor-anode cần đảm bảo ít truyền nhiệt nhất từ dương cực tới vòng bi Do đó, có hai yêu cầu đối với vật liệu chế tạo các

chi tiết này: môi trường làm việc là chân không; vật liệu không nhạy nhiệt, không biến dạng theo nhiệt Molybdenum là vật liệu lý tưởng nhất để làm vòng bi và chân trung gian rotor-anode do có độ cứng cao (1500 HB), hệ số giãn nở tuyến tính do nhiệt thấp (4,8E-6/0C), truyền nhiệt kém

d Vỏ ống chân không, dung dịch dầu, khoang chứa và các bộ phận khác

Vỏ ống chân không thường được làm bằng thủy tinh với rotor, anode và cathode nằm trong một môi trường gần như chân không Môi trường chân không có tác dụng làm giảm đi hầu hết các va chạm của không khí với điện tử được phát xạ và các linh kiện khác trong không gian ống, đồng thời ngăn cản quá trình oxy hóa của các linh kiện đặc biệt là dây tóc

Khối ống phát được đặt trong khoang chứa kim loại với dung dịch dầu Hộp chứa được tiếp mát với đất để ngăn điện tử chuyển động trong không gian chứa dầu Dầu vừa có tác dụng cách ly hộp chứa với nguồn cao thế vừa giải nhiệt sinh ra do quá trình phát tia X Buồng chứa dầu được bổ sung một hệ co giãn đảm bảo áp suất dầu không tăng khi dầu nở vì nhiệt

Một số bộ phận khác được bổ sung trong cấu trúc tổ hợp ống phát nhằm phục vụ một số nhiệm vụ riêng khác: cảm biến nhiệt được dùng để dừng hoạt động của ống phát khi nhiệt độ dầu và buồng chứa vượt ngưỡng cho phép; lớp chì bọc ngoài khoang chứa nhằm hấp thụ tia ló bất thường bao gồm tia X chệch hướng từ dương cực và tia X sinh ra khi điện tử thứ cấp va chạm với các linh kiện kim loại khác trong ống phát; cửa

ló tia có thêm lớp lọc tia X mềm bằng nhôm độ dày phổ biến cỡ 1mm mặc dù bản thân các vật liệu trên phương của tia ló như thủy tinh, dầu đã có tác dụng tương đương lớp lọc nhôm 0,5-1 mm; hai lối vào độc lập của hai nguồn cao áp cho âm cực và dương cực

1.2.2 Nguyên lý hoạt động của ống phát tia X

Tia X được sinh ra từ sự thay đổi quỹ đạo của điện tử khi nó đang chuyển động

có gia tốc đến gần hạt nhân, khi quỹ đạo của điện tử thay đổi một phần động năng của electron sẽ bị mất đi và chính phần năng lượng này chuyển thành bức xạ điện từ phát

ra tia X

Âm cực mang điện thế âm phát ra điện tử tự do dựa trên nguyên lý phát xạ nhiệt.Khi dòng nung qua sợi đốt, điện tử được phát xạ từ bề mặt sợi đốt Dòng nung ảnh hưởng đến nhiệt độ và tốc độ phát xạ điện tử Khi không có hiệu điện thế nào giữa

âm cực và dương cực, một đám mây điện tử tích tụ xung quanh sợi đốt Cấp nguồn cao thế cho cả âm cực và dương cực, âm cực cần một hiệu điện thế đủ lớn (khoảng 10 kV) để gia tốc đám mây điện tử và dương cực cần một hiệu điện thế tương tự để hút các điện tử Chùm điện tử chuyển động từ âm cực về dương cực tạo ra một dòng điện dịch, gọi là dòng của ống

Đám mây điện tử thường chỉ tồn tại khi điện thế nguồn thấp hơn 40 kV, khi đó chỉ có một phần nhỏ lượng điện tử trên ngay lập tức được gia tốc đến dương cực Lượng điện tử đến dương cực tùy thuộc vào một giới hạn điện tích không gian nhất định Điều đó có nghĩa là dòng của ống đã đạt đến tới hạn, sẽ không tăng khi ta tiếp tục tăng dòng nung Với nguồn cao thế cho ống phát lớn hơn 40 kV gần như toàn bộ điện tử sẽ được gia tốc đến dương cực và không còn tồn tại giới hạn điện tích không gian và dòng ống tiếp tục tăng khi tăng nguồn cao thế Như thế, với cùng một nguồn cao thế xác định (lớn hơn 40 kV), dòng ống biến thiên phụ thuộc vào dòng nung theo một hàm xác định Mối liên hệ giữa dòng nung, nguồn cao thế ống phát và dòng của ống được minh họa bởi đồ thị dưới đây:

Hình 1.11 Mối quan hệ giữa dòng nung, nguồn cao thế ống phát và dòng của ống

Ngoài ra, dòng điện tử phát xạ cần được định hình và định hướng chính xác đến dương cực Khi đó, chén hội tụ với có hiệu điện thế khoảng 100V được bọc bên ngoài sợi đốt có tác dụng nắn chỉnh, thu gọn dòng điện tử khi phát xạ, xác định mức độ tập trung và kích thước của vùng tiêu điểm Mỗi âm cực thường có hai sợi đốt có kích thước và dòng khác nhau để lựa chọn vùng tiêu điểm lớn hoặc nhỏ Bề rộng của rãnh chén hội tụ sẽ xác định bề rộng của tiêu điểm và chiều dài của dây tóc sẽ xác định chiều dài của tiêu điểm

1.2.3 Các thông số kỹ thuật

a Kilovolt (kVp)

Thông số kilovolt là điện áp cao thế giữa anode và cathode, đặc trưng cho khả năng xuyên thấu của tia X (hay còn gọi là độ cứng của tia X) Điện áp càng cao thì khả năng xuyên thấu càng lớn, tia X dễ dàng đi qua vật thể dày, tia X sinh ra được gọi là tia X cứng Ngược lại, điện áp thấp, tia X sinh ra là tia X mềm chỉ có thể đi qua các vật thể

có độ dày mỏng Ứng dụng tính chất này, khi chụp những bộ phận trong cơ thể có

chiều dày khác nhau cần thay đổi kVp Giá trị kVp được thay đổi tùy theo yêu cầu sử dụng

b Milliamperes (mA)

Milliamperes là dòng điện qua anode và cathode, đặc trưng cho lượng tia phát

ra, milliamperes càng cao thì lượng tia phát ra càng nhiều và ngược lại

c Seconds (s)

Seconds là thời gian phát tia, thời gian càng dài thì lượng tia X đến vật thể càng nhiều và ngược lại

d Milliamperes seconds (mAs)

Milliamperes seconds đặc trưng cho mật độ tia tại vị trí vật thể Tác dụng của tia

X lên vật thể là không đổi khi tích số cường độ dòng điện và thời gian qua bóng là một hằng số

Chì có tính chất vật lý chung của kim loại, nó dẫn điện và nhiệt, là một kim loại

g/cm3.

Chì có màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉ nhanh trong không khí tạo ra màu tối Nó là kim loại màu trắng xanh, rất mềm, dễ uốn và nặng, có tính dẫn điện kém so với các kim loại khác Chì có tính chống ăn mòn cao vì vậy nó thường được sử dụng để chứa các chất ăn mòn (như axit sulfurit) Do tính dễ dát mỏng và tính chống ăn mòn nó cũng được sử dụng trong các công trình xây dựng Chì có thể làm cứng bằng cách thêm vào một lượng nhỏ antimony hoặc một lượng nhỏ kim loại khác như canxi

Chì dạng bột cháy cho ngọn lửa màu trắng xanh Giống như nhiều kim loại, bột chì rất mịn, có khả năng tự cháy trong không khí Khói độc phát ra khi chì cháy

Chì bị hòa tan nhanh bởi axit nitric và axit axetic Chì kim loại chỉ bị oxi hóa ở

bề ngoài trong không khí tạo thành một lớp chì oxit mỏng, chính lớp oxit này lại là lớp bảo vệ chì không bị oxi hóa tiếp

Tính độc hại: Chì và hợp chất của chì đều độc, càng dễ hòa tan độc tính càng cao Khi tiếp xúc ở một mức độ nhất định, chì là chất độc đối với động vật cũng như con người Nó gây tổn thương cho hệ thần kinh và gây rối loạn não Tiếp xúc ở mức cao gây ra rối loạn máu ở động vật Giống như thủy ngân, chì là chất độc thần kinh tích

tụ trong mô mềm và xương Nếu hít phải nồng độ hơi chì trong không khí vượt quá 0,15mg/m3 thì con người có thể bị nhiễm độc, nếu ăn phải 1g bụi chì thì có thể bị chết Hằng ngày, một người hấp thụ 1mg chì, sau nhiều ngày xuất hiện nhiễm độc mãn tính, liều 1mg này chỉ gấp 3 lần lượng chì vào cơ thể hằng ngày qua ăn uống

b Đặc tính của chì trong việc che chắn tia X

Chì có khối lượng riêng là 11,3 g/cm3, do có mật độ lớn hơn một số kim loại khác nên một photon dễ dàng tương tác với một điện tử quỹ đạo và có thể bị hấp thụ

Khối lượng riêng tăng khi số hiệu nguyên tử tăng Kim loại có khối lượng riêng lớn thì khả năng hấp thụ photon càng cao

Chì được sử dụng trong che chắn vì có khả năng hấp thụ photon lớn, giá thành tương đối rẻ, phổ biến, dễ tạo thành thỏi hoặc dát thành tấm chì Tuy nhiên, cần lưu ý rằng tấm chắn chì dày thì khả năng photon bị tán xạ càng lớn Vì vậy, lá chắn chì phải được thiết kế phù hợp để hầu hết các photon đều bị hấp thụ và tránh hiện tượng photon

bị tán xạ

1.3.2 Bê tông

Bê tông là một loại đá nhân tạo được hình thành bởi việc nhào trộn các thành phần: cốt liệu thô (đá, sỏi…đôi khi sử dụng vật liệu tổng hợp trong bê tông nhẹ), cốt liệu mịn (thường là cát, đá mạt, đá xay…) và chất kết dính (xi măng + nước, nhựa đường, phụ gia…) theo một tỉ lệ nhất định, hỗn hợp keo được tạo thành biến đổi qua các quá trình lý hóa khá phức tạp và đông kết tạo thành bê tông

Có các loại bê tông phổ biến là: bê tông tươi, bê tông nhựa, bê tông Asphalt, bê tông Polime và các loại bê tông đặc biệt khác Trong xây dựng các công trình, cốt thép được đưa vào trong bê tông đóng vai trò là bộ khung chịu lực nhằm cải thiện khả năng chịu kéo của bê tông, được gọi là bê tông cốt thép

a Tính chất

Bê tông là vật liệu giòn, tính đồng nhất kém và dị hướng Trong bê tông, chất kết dính liên kết các cốt liệu thô và cốt liệu mịn, khi đóng rắn làm cho tất cả thành một khối cứng như đá Ba đặc tính quan trọng của bê tông là: tính lưu động, độ bền thích hợp và chi phí tối thiều Điều chỉnh nó bằng việc thay đổi tỉ lệ xi măng/nước, tỷ lệ xi măng/cốt liệu, cỡ cốt liệu, tỷ lệ cốt liệu mịn/cốt liệu thô, loại xi măng

Bê tông có cường độ chịu nén cao và bền trong môi trường Cường độ chịu nén của bê tông chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố: cường độ xi măng, độ đặc chắc và cấu trúc của bê tông, chất lượng và tính chất bề mặt của cốt liệu, điều kiện môi trường dưỡng hộ Độ bền bị ảnh hưởng lớn bởi tỷ lệ nước/xi măng Trong quá trình chịu lực,

độ bền bị ảnh hưởng bởi các tác dụng tải trọng (dài, ngắn hạn), ảnh hưởng của môi trường (khô, ẩm) Mặc dù chịu nén tốt nhưng bê tông chịu kéo rất kém Do đó, cốt thép được dùng trong bê tông nhằm tăng khả năng chịu kéo của bê tông

Tính dẫn nhiệt là tính chất vật lý quan trọng của bê tông, nó liên quan mật thiết với cấu tạo bê tông và cấu trúc các vật liệu thành phần Tính dẫn nhiệt phụ thuộc vào trạng thái ẩm và nhiệt độ, mật độ bê tông Với bê tông cốt thép, bê tông có hệ số giãn

nở nhiệt xấp xỉ so với thép và do đó mối liên kết của chúng không bị phá hoại khi nhiệt

độ thay đổi

Tuy nhiên, bê tông có các lỗ rổng chứa khí hoặc nước, chúng ảnh hưởng rất lớn đến độ bền và khả năng chịu lực của bê tông

b Đặc tính của bê tông trong che chắn tia X

Bê tông là một trong các vật liệu xây dựng cơ bản Từ khi công nghệ hạt nhân bắt đầu thì bê tông đã được sử dụng như một vật liệu che chắn bức xạ Bê tông có độ đồng đều và mật độ vật chất không cao vì vậy khả năng che chắn bức xạ chỉ tương đối

Sự suy giảm bức xạ hiệu quả qua một rào cản bê tông phụ thuộc vào bề dày, mật độ và thành phần của bê tông Do tính vững chắc, kiên cố bê tông trở thành vật liệu không thể thiếu trong che chắn Trong các cơ sở chụp X quang, các rào cản bê tông phải đảm bảo được tính bền vững và khả năng che chắn bức xạ Có hai loại bê tông được sử dụng trong che chắn bức xạ ở các phòng chụp X quang là bê tông khối lượng chuẩn và

bê tông nhẹ

- Bê tông khối lượng chuẩn: Bê tông khối lượng chuẩn có khối lượng riêng là

- Bê tông khối lượng nhẹ: Bê tông khối lượng nhẹ có khối lượng riêng là

cháy vì các lỗ khí trong bê tông làm giảm sự tải nhiệt

1.3.3 Thạch cao

Thạch cao là khoáng vật trầm tích hay phong hóa rất mềm với thành phần muối

vôi và hầu như có mặt ở mọi vùng trên trái đất

a Tính chất

Thạch cao thường là những cục màu trắng hay hồng, gồm rất nhiều tinh thể không màu hoặc hơi vàng hoặc hơi hồng, thỉnh thoảng có những vết sắt Khối lượng riêng của thạch cao là 2,31-2,33g/cm3

Thạch cao được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sự phát triển của con người: làm thuốc trong y học, dùng làm thực phẩm… và đặc biệt trong ngành xây dựng bởi các đặc tính cách nhiệt, ngăn lửa, giảm tiếng ồn, chịu nước…tiện lợi, bền, đẹp, chi phí thấp

Thạch cao nhẹ có cấu trúc tổ ong (thạch cao tổ ong) là loại thạch cao nhẹ chứa một lượng lớn các lỗ nhân tạo ở trạng thái kín có kích thước bé (0,5-2mm) được phân

bố đều trong thể tích thạch cao Việc tạo rỗng cho thạch cao nhẹ có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cốt sợi (thường dùng sợi thủy tinh) Sự đan xen của sợi vô hướng trong thạch cao sẽ hình thành lỗ rỗng Để tăng hiệu quả tạo rỗng người ta thường sử

dụng kết hợp với chất tạo bọt Điểm mạnh của thạch cao nhẹ cốt sợi là cách nhiệt, chịu kéo uốn, chống va đập tốt, độ bền dẻo dai cao

Thạch cao có trọng lượng nhẹ nên vách thạch cao làm giảm đáng kể tính tải khi tính toán thiết kế kết cấu cho công trình, giảm kích thước tường, móng,… và tiết kiệm chi phí xây dựng cho cả công trình Đồng thời, thạch cao nhẹ cũng dễ dàng vận chuyển, không mất thời gian chờ khô, rút ngắn thời gian thi công

Thạch cao tự nhiên được khai thác từ mỏ dưới dạng các tảng đá tựa như đá vôi

Đá thạch cao được đem nung nong1trong lò giống như nung vôi nhưng ỏ đây cấu trúc canxisulfat không bị phân hủy mà chỉ có phản ứng loại bỏ nước kết tinh

CaSO4.2H2O → CaSO4.1/2H2O (thạch cao khan) + 3/2H2O Thạch cao ra lò là thạch cao nửa nước sẽ được nghiền nhỏ ở dạng bột mịn

Để sản xuất tấm thạch cao, người ta pha thạch cao bột thành một dung dịch dạng vữa và đổ vào khuôn sau đó đợi ninh kết thì nhận được vật liệu màu trắng có cường độ

và độ ổn định nhất định Vật liệu cuối cùng nhận được thường được gọi là thạch cao hay khuôn thạch cao Tấm thạch cao được đổ theo các hình dạng, kích thước, hoa văn khác nhau và được trộn với một số chất phụ gia khác để tạo ra tính năng phù hợp với mục đích sử dụng

Thạch cao ít hòa tan trong nước và hòa tan trong axit HCl

b Đặc tính của thạch cao trong che chắn tia X

Vách thạch cao được sử dụng nhiều cho cấu trúc tường trong các cơ sở y tế vách thạch cao bao gồm một lớp lõi bằng bông thủy tinh với hệ thống thanh đứng, thanh ngang làm khung, bên ngoài ốp một hoặc hai lớp thạch cao cách đều hai bên lõi

Vách thạch cao cung cấp sự suy giảm đáng kể đối với chùm tia X năng lượng thấp Do đó, vách thạch cao thường được sử dụng để che chắn trong các phòng chụp nhũ ảnh và các thiết bị có công suất thấp như máy chụp nha, loãng xương…Tuy nhiên, vách thạch cao thường có những lỗ rỗng và mật độ không đều nên cần đảm bảo an toàn khi che chắn

1.3.4 Barit

a Tính chất

Khối lượng riêng: 4,3-4,7 g/cm3

cấp bari chủ yếu cho công nghiệp hóa chất Barit nhìn chung có màu trắng hoặc không màu Barit tồn tại chủ yếu trong các mỏ và được tạo thành từ nhiều phương thức khác nhau, trong đó có quá trình sinh học, nhiệt dịch và hóa hơi Để có barit đạt tiêu chuẩn

về độ tinh khiết, kích thước hạt, màu sắc dùng cho các sản phẩm chất lượng cao, người

ta phải chế biến quặng barit tự nhiên thành barit nhân tạo qua một quá trình chuyển hóa hóa học:

4

2 4 4 2

BaSO +4C BaS+4COBaS+Na SO BaSO +Na S

Một trong những tính chất của barit là khả năng chống phóng xạ Barit có khả năng hấp thụ tia X, bê tông nặng với thành phần barit có tác dụng che chắn phóng xạ, đảm bảo an toàn Đồng thời barit là chất liệu rẻ tiền, không gây nhiễm độc và làm giảm khả năng tán xạ nên barit được sử dụng làm các rào cản che chắn bức xạ trong các cơ

sở y tế và trong xây dựng lò phản ứng hạt nhân

Chương 2

AN TOÀN CHE CHẮN PHÒNG X QUANG CHẨN ĐOÁN 2.1 Nhu cầu che chắn phòng X quang

Máy X quang trong y tế là loại thiết bị không thể thiếu được trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh, nó được sử dụng rộng rãi và phổ biến trên khắp cả nước, bất cứ bệnh viện lớn hay nhỏ, từ trung ương đến đại phương Thiết bị này có thể giúp cho bác

sĩ chẩn đoán bệnh một cách dễ dàng, chính xác và nhanh chóng

Cán bộ y tế thường xuyên tiếp xúc với môi trường bức xạ ion hóa có thể bị hấp thụ một lượng liều bức xạ lớn Bức xạ rất nguy hiểm vì nó không màu, không mùi và chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường được, những biểu hiện cụ thể từ việc ảnh hưởng bức xạ như: vô sinh, suy giảm bạch cầu, sùi tay, ung thư hoặc nhẹ thì mẫn cảm dị ứng, Đồng thời, hiểm họa X quang còn tác động lên cộng đồng dân cư rất lớn

do chính nhu cầu khám và chữa bệnh của người dân

Hiện nay, không chỉ ở các tỉnh mà ngay cả thành phố lớn như Hồ Chí Minh vẫn còn sử dụng nhiều máy X quang một pha nửa sóng kỹ thuật rất lạc hậu Chưa kể nhiều thiết bị cũ đến mức hồ sơ kỹ thuật đã mất và nhân viên bức xạ không dùng găng tay, màn chắn chì, tạp dề chì, đeo liều kế cá nhân, kính bảo vệ mắt, không được thông báo định kỳ liều chiếu đến từng người,…Ngoài ra, các hiểm họa khác vẫn luôn tồn tại như thiếu tín hiện cảnh báo hoặc hệ thống cửa ra vào không đảm bảo an toàn Nhiều phòng

X quang, chủ yếu ở khu vực tư nhân có diện tích nhỏ hơn quy định (dưới 12 m2) do điều kiện thực tế không cho phép

Máy X quang trong chẩn đoán y khoa là loại thiết bị bức xạ mang tính nguy hiểm thấp so với nguồn phóng xạ vì mức độ ảnh hưởng chỉ mang tính cục bộ, nhất thời, dễ dàng quản lý và khắc phục nếu xảy ra sự cố về thiết bị Nhưng như vậy không

có nghĩa là liều suất bức xạ từ các phòng X quang là không nguy hiểm, vì các cơ sở y

tế cũng là những nơi tập trung đông người, đặc biệt là đối tượng sức khỏe suy giảm

Do việc khám chữa bệnh ở các cơ sở y tế hiện nay không thể thiếu máy X quang nên bắt buộc các phòng X quang phải đảm bảo an toàn che chắn cho nhân viên, bệnh nhân

và cộng đồng theo tiêu chuẩn của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường

2.2 An toàn che chắn

Khoa chẩn đoán hình ảnh phải được thiết kế và xây dựng hoàn thiện với chất lượng cao về kết cấu công trình, nội ngoại thất, sân vườn theo tiêu chuẩn chung của bệnh viện (TCVN-4470:1995) [9]:

- Nền, sàn: Nền, sàn của khoa chẩn đoán hình ảnh không được có bậc thang, không chênh cốt hoặc ngưỡng cửa, lát gạch ceramic, granit, tấm vinyl hoặc phủ sơn đặc biệt, đảm bảo phẳng, không trơn trượt, chịu được hóa chất, chống thấm, chống tĩnh điện và dễ vệ sinh Trường hợp khoa chẩn đoán hình ảnh tại các tầng trên: sàn phải đảm bảo an toàn bức xạ cho các tầng phía dưới

- Tường: Tường của khoa chẩn đoán hình ảnh phải được hoàn thiện bằng các giải pháp: trát, ốp vật liệu bền vững, sơn silicat; đảm bảo che phủ bề mặt phẳng, nhẵn, mỹ quan, chống thấm Tường bên trong các phòng chiếu, chụp phải sử dụng vật liệu cản tia xạ (như chì lá, vữa barit, cao su chì,…) Tường bên trong khu vực hành lang và các phòng có chuyển cáng, xe và giường phải gắn thanh chống va đập ở độ cao từ 0,7 đến 0,9m (tính từ sàn) Tường bên ngoài khoa chẩn đoán hình ảnh có màu sắc phù hợp chung với bệnh viện

- Trần: Trần bên trong phòng và hành lang của khoa chẩn đoán hình ảnh phải có

bề mặt phẳng, nhẵn và chống thấm cách nhiệt tốt Trần bên trong các phòng, hành lang có lắp đặt các thiết bị chiếu sáng, phòng cháy, chữa cháy, điều hòa không khí và các thiết bị kỹ thuật số Trần bên trong các phòng chụp phải trát bằng vữa barit hoặc ốp vật liệu tia cản xạ (nếu có tầng trên)

- Cửa: Cửa chắn tia bức xạ phải đảm bảo các yêu cầu: cánh cửa bọc vật liệu cản tia; có đèn hiệu, biển cảnh báo bức xạ ở ngang tầm mắt ở mặt phía bên ngoài phòng; cửa đóng mở nhẹ nhàng, đảm bảo kím không để lọt tia xạ khi chiếu, chụp Cửa sổ phải đảm bảo các yêu cầu: có khuôn, cánh cửa bằng gỗ hoặc kim loại kết hợp với kính trong hoặc mờ để chiếu ánh sáng tự nhiên và có chốt đóng

an toàn; các phòng đặt thiết bị X quang không bố trí cửa sổ để đảm bảo an toàn bức xạ, che chắn sóng điện từ

Hình 2.1 và 2.2 trình bày mô hình của phòng X quang chẩn đoán

Hình 2.1 Mô hình phòng X quang

Hình 2.2 Mặt cắt ngang mô hình phòng X quang

Phòng đặt máy X quang có kích thước tối thiểu là 4,5m x 4m x 3m tương ứng với chiều dài, rộng và cao Đồng thời cơ sở X quang phải đặt ở nơi cách biệt, đảm bảo không gần các khoa như khoa nhi, khoa phụ sản, khu vực đông người qua lại,… Các cơ

sở X quang y tế phải tuân thủ các quy định hiện hành trong tiêu chuẩn an toàn bức xạ ion hóa tại các cơ sở y tế (TCVN-6561:1999) [7]

Các tiêu chuẩn quốc gia quy định trong các luật sử dụng về an toàn phóng xạ của các nước trên thế giới hiện nay đều dựa trên các khuyến cáo của Ủy ban Quốc tế về An toàn Bức xạ ICRP (International Commission on Radiological Protection) Khuyến cáo mới nhất của ICRP được đưa ra năm 1991 Bảng 2.1 trình bày liều giới hạn do ICRP đưa ra qua các thời kì

Bảng 2.1 Giới hạn liều qua các thời kì của ICRP [1]

Theo đó, giới hạn liều trong an toàn bức xạ:

-Đối với nhân viên bức xạ: liều giới hạn là 20 mSv/năm (hay 11,2µSv/h đối với ngày làm việc 6 giờ), có thể chấp nhận liều chiếu tối đa là 50 mSv/năm ở bất kỳ một năm nào đó trong 5 năm liên tiếp nhưng liều chiếu trung bình vẫn phải đảm bảo là 20 mSv/năm

-Đối với dân chúng: liều giới hạn là 1mSv/năm Trong những trường hợp đặc biệt

có thể chấp nhận tăng liều trong một năm duy nhất trong vòng 5 năm nhưng phải đảm bảo liều trung bình là 1 mSv/năm

-Giới hạn liều tương đương đối với một số cơ quan:

50mSv/năm