為防禦放射線的危害，需要各種禁止防護，不論是機房的建築等固有防護設施，還是工作人員、被檢者的個人防護用品，均需按一定要求對所用禁止材料的防護厚度進行計算。另外，劑量監督部門在進行防護監測中，以及使用單位在考慮防護設備是否滿足防護要求時，也需要進行必要地計算，以判斷禁止厚度是否能達到將照射量控制在允許範圍的目的。
基本介紹
- 中文名：禁止厚度
- 外文名：Shielding thickness
- 定義：禁止材料的防護厚度
- 表示方法：鉛當量、半值層和1/10值層
禁止厚度的表示方法,鉛當量,半值層(HVT)和1/10值層(TVT),確定禁止厚度的依據,當量劑量限值和最最佳化,禁止用途和距離,禁止材料的防護性能,工作負荷,居留因子,利用因子,確定禁止厚度的方法,最大允許透射量估算法,閱表法,確定禁止厚度時應注意的事項,注意圖表的適用條件,留有餘地與防護最最佳化,計算方法要因地制宜，靈活掌握,算出的禁止厚度，其安全係數均較大,
禁止厚度的表示方法
射線防護器材的禁止厚度有多種表示方法，但常用的有鉛當量、半值層和1/10值層。
鉛當量
為了便於比較不同防護器材對X或7射線的禁止性能，通常用鉛作為比較的標準，把達到與一定厚度的某禁止材料相同禁止效果的鉛層厚度，稱為該厚度禁止材料的鉛當量，單位以mmPb表示。禁止材料的鉛當量還與X或γ射線的能量、材料的厚度以及照射野大小等因素有關。單位厚度禁止材料的鉛當量稱為比鉛當量。材料的鉛當量可用實驗測量，也可從有關圖表中查得。
半值層(HVT)和1/10值層(TVT)
在禁止設計時還常運用禁止材料對射線的半值層厚度和1/10值層厚度來評價材料對射線的禁止性能和用以計算所需防護禁止的厚度。
半值層就是將入射的X或γ射線光子數衰減一半(50%)所需要的物質層厚度，用HVT表示。以此類推，1/10值層就是將入射的X或γ射線光子數衰減到1/10(10%)的物質層厚度，用TVT表示。
HVT與TVT的換算關係為：1HVT=0.301TVT；1TVT=3.320HVT。
常用防護材料的HVT和TVT列於下表：
相當程度衰減後寬束X射線的平衡1/10值層厚度和平衡半值層厚度確定禁止厚度的依據
從放射線的衰減理論來講，經禁止後的放射線劑量永遠不會變成零。因此，放射線的禁止設計，並不在於確定一個完全吸收放射線的物質層厚度，而是設法找到穿過禁止層的放射線劑量降低若干倍，並滿足劑量限值的禁止層厚度。做到既安全可靠，又經濟合理。
當量劑量限值和最最佳化
醫用射線的禁止計算，首先應根據劑量控制原則進行，丁作人員和公眾的受照劑量均不得超過規定的當量劑量限值，並按最最佳化原則處理，即在考慮了經濟和社會因素後，使輻射照射保持在可以合理做到的最低水平。
禁止用途和距離
被禁止的射線分為有用射線、散射線和漏射線。防禦有用射線的禁止為初級防護屏；防禦散、漏射線的禁止為次級防護屏。應根據禁止用途、放射線源的類型、放射線源的能量、放射線源的活度以及與放射源距離的遠近，設計防護放射線的各種防護設施和防護用品的防護厚度。
禁止材料的防護性能
由於禁止材料的種類、密度不同，它們的防護性能也不同，因此，對於同一禁止設施所需的禁止厚度也各不一樣。
工作負荷
工作負荷(工作量)W，指周工作負荷，在數值上等於每周(W-1)X射線機的曝光時間t(分鐘)與管電流I(毫安)的乘積，即W=It。單位：mA·min·W-1。W一般取數個月或1年工作量的平均值。它表征X射線機使用的頻繁程度，同時也是輸出量多少的一種標誌。若是γ射線源，是指1m處線束(有用線束和漏射線)1周的空氣吸收劑量，單位：Gy·m2·W-1(也可用Sv代替Gy)。
居留因子
在控制區外，只要有人居住、逗留，對輻射源均應設定足夠的防護屏障，以使非工作人員受到的照射控制在相應的限值以下。而人們在控制區外逗留的時間只是輻射源總的開啟時間的一個份額，這個份額稱為居留因子。
對於非職業人員來說，在工作區(如辦公室、實驗室、病房、值班室)、生活區以及附近建築有人居住的地方，屬全部居留區域，T取1；在走廊、休息室、電梯等處屬部分居留區域，丁取1/4；在候診室、衛生間、樓梯等處屬偶然居留區域，T取1/16。而職業性照射人員所在區域的T值一般認為等於1。
利用因子
人員受到的照射還與輻射束的朝向有關。在禁止設計中，把源開啟時間內，輻射束對準所關心的那個方向所占時間的分數，稱為這一方向對輻射束的利用因子。
利用因子只是在源的朝向有變化時，對工作負荷進行修正的一個因子，朝向不能改變的輻射源和非直接從源發出的輻射則無需考慮此項修正。一般按禁止點被有用射線照射的情況可取地板為1，牆壁為1/4，天花板為1/16。
確定禁止厚度的方法
確定禁止厚度的方法很多，但常用的方法有兩種：即最大允許透射量估算法和閱表法。
最大允許透射量估算法
此法是根據醫用X射線的劑量控制原則，對禁止防護設計按平均周劑量限值加以控制，並綜合考慮各有關因素後，先用公式計算出最大允許透射量，然後從查閱有關禁止材料的透射曲線來確定禁止厚度的方法。周劑量限值國家標準是1mGy(也可用1mSv)。
（1）主防護屏厚度的計算
對有用射線束進行防護的屏障稱主防護屏，其最大允許透射量可用下式計算。
確定禁止厚度的程式：①首先利用上式算出主防護屏最大允許透射量B；②從有關禁止材料的透射曲線(如下圖)中查出相應管電壓所要求的禁止厚度。下圖是是鉛和混凝土的透射曲線。縱坐標為最大允許透射量(即計算出的B值)，橫坐標為禁止材料的厚度，不同曲線代表不同管電壓。估算時首先在縱坐標中查到對應B值的點，然後找到對應管電壓的曲線，兩者水平方向的交點對應橫坐標上的數值，即為所求的禁止厚度。
寬束X射線穿過密度為11350kg/m3鉛時的穿透曲線
寬束X射線穿過密度為2350kg/m3的混凝土時的穿透曲線（2）副防護屏厚度的計算
對散、漏射線的防護屏障稱副防護屏。副防護厚度的計算比較複雜，因為要分別考慮散射線和漏射線對防護的要求。對散射線的防護要考慮有用射線的照射面積、散射角、到散射體的距離等多種因素；漏射線因為經過管套防護層的強衰減，能譜變窄，線質變硬，防護厚度的計算方法不同於散射線。因此，在實際防護工作中一般不用計算法，而常用閱表法來確定主、副防護禁止體的厚度。
閱表法
下表是在符合防護標準周劑量限值的前提下，經過理論計算和實際測量，而得出的不同條件下主防護和副防護，在以鉛或混凝土材料做防護屏障時，所需要的厚度。若採用其它禁止材料，可從表中先查出所需鉛層厚度(即鉛當量)，然後再從對應表中查出對應其它禁止材料的厚度；另外，還可由混凝土厚度利用公式換算成其它低原子序數禁止材料的防護厚度。
確定禁止厚度時應注意的事項
注意圖表的適用條件
在查用有關圖表時，應注意圖表的適用條件(如整流方式、管電壓、過濾厚度、半價層、源屏距等)，若不符合，應進行必要的修正。例如，若將三相發生器的輸出量用於半波發生器時，應減半；若距離不相符時，應按平方反比法則校正。假若圖表中查不到完全一致的數據，從安全考慮可以選用相近但安全係數稍大的數據。
留有餘地與防護最最佳化
在設計禁止厚度時，應本著留有餘地和防護水平最最佳化原則，適當增大安全係數，以滿足設備更新、增添設備、加大工作量或人員停留情況發生改變時的防護要求。從合理降低受照劑量出發，應適當增加禁止厚度。
計算方法要因地制宜，靈活掌握
對同一個防護設計，由於計算方法不同，結果往往不同。這是由於獲得圖表中實驗數據的裝置、選用條件、測試儀器的不同而造成數據上的差異。計算方法要因地制宜、靈活掌握，並將用不同方法計算的結果進行比較，擇優選用。
算出的禁止厚度，其安全係數均較大
不論採用哪種計算方法，最後求出的禁止厚度，其安全係數均較大，這是由以下因素造成的。
1．從安全考慮，在設計時通常取U=T=1。但實際上兩者都小於1，這是因為X射線不會永遠射向一個方向，考查點也不會始終被人占據。
2．設計時，X射線機本身的防護未予考慮禁止設計中，根本沒有考慮X射線設備本身的防護情況。例如，透視時，螢光屏的鉛玻璃已將有用射線減弱到相當安全的水平；拍片時，受檢者身體、照像暗盒以及濾線器等都已不同程度地將射線衰減。有用線束直接照射主防護屏的機會是很少的。因此，實際所需防護物的厚度就比算得的厚度數值小得多，即安全係數增大。
3．以機器的最高使用條件為設計成據一台X射線機使用最高條件滿負荷工作的情況極少，但在禁止設計時則以此為依據，這也是安全係數增大的因素之一。
4．按平均周劑量限值計算 設計時，對X射線工作者和公眾的年劑量限值，平均按周劑量限值來控制，而且是按整個工作負荷期間始終停留在某處的周累計劑量不超過周劑量限值為依據，這個要求很高。實際上每個人在輻射場內某點停留的時間有限，因此，使防護的安全係數增大。
綜上所述，不管是計算法還是閱表法，其算出的禁止防護厚度都有較大的安全係數。嚴格按禁止設計製作的防護設旋，應該說是安全的、可靠的。
