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x线防护装置的设计说明

发布时间:2024-01-22 22:42:43

Ⅰ x射线的发生装置(球管)包括哪几个结构

X射线是怎么产生。简单讲,X射线一般都是通过在真空中使用高压加速电子撞击靶面产生的(同步辐射除外)。高速电子撞击靶面产生X射线的主要成因为受激辐射和轫致辐射两种。受激辐射主要是高速电子撞击靶面激发原子的k层电子,其他高能级的电子跃迁到k层而产生X射线,该效应产生的辐射我们一般叫特征辐射。而轫致辐射是指高速电子撞击原子核导致强烈减速,减速过程损失的能量以X射线方式释放出来,该效应有时候我们也叫做刹车辐射(电子强烈刹车)。归根到底,主要还是把电子的动能转化为X射线。我们知道原子其实是很空的,实际上真正能起作用产生X射线的电子很少,一般在百分之一左右,大部分的能量都转化为热量了。

好了,说了这么多我们怎么设计一个用灯泡产生X射线的实验?我们先了解医用的X射线设备产生X射线的核心装置球管,也叫X线管。图1图2为球管管芯,是不是跟一个白炽灯灯泡也很相近,都同样有灯丝与玻璃罩。但球管的管芯多了一个靶面,大功率的球管还有旋转阳极,图1图2 就是大功率球管的管芯。一些小功率的球管是没有旋转阳极跟定子等的,就只有一个固定的靶面。

铺垫了这么多,那么既然我们知道白炽灯与球管管芯的差别在于少了一个靶面,那我们人为给白炽灯加一个靶面,那不就是一个产生x射线的管芯了吗?是这个么一个道理,但是还有些地方要注意的,其一,X射线管的管芯一般都是高度真空的,因为如果管芯内部有气体,在给管芯加上高压后,会容易导致球管释放电弧打火,尤其在高电压大电流的情况下更严重,严重的会损坏管芯导致球管报废。我们日常所接触到的白炽灯,据网上消息说,40w以上的一般会填充有气体,40w以下的,才有可能是真空的。当然,一般的白炽灯灯泡的真空度也是远达不到球管管芯的真空度的,但是我们在低点功率的情况下实验,理论上不一定会有打火现象的发生,但是电子在灯泡内加速的过程,可能会撞击到气体分子,导致产生X射线的效率降低。其二,灯泡是没有靶面的。医用球管的靶面一般为金属钨或者钨铼合金,有些低kv的球管如乳腺机球管等则会用到钼靶或者铑靶。由图3 可知道铬、铁、钴、镍、铜等的k层电子特征辐射波长比较大,意味着要激发k层电子产生X射线所需的能量比较低,相对来说在低kv的条件下用这些材料作为靶面产生X射线的效率要高一些。我们这次采用铜片作为靶面。

是我们本次用白炽灯产生X射线的基本原理图,原理图很简单。一个电源给白炽灯灯丝供电,使得钨丝温度升高后电子在高温钨丝周围形成电子云,电子更容易挣脱钨丝束缚被高压加速撞向铜靶面。另一个电源给高压模块供电,高压模块大约能产生50kv的电压。本次实验的所有材料包括:

1、白炽灯灯泡 6v 20w

2、高压模块 50kv 18w

3、一节18650电池、一个实验电源、铜片、一个辐射检测仪等为本次所有实验的最终接好灯泡、电源、高压模块的图片。灯泡由一节18650电池供电,一直通着电。高压模块由实验电源供电。高压模块输出负极接灯丝,正极接铜片并放在灯泡玻璃的正前面。因为灯丝比较粗,这里为了实验效果好一点,我加了一片铜箔接着高压模块的负极并包在灯泡的底座,使灯丝电子的聚焦。接下来我们一起看实验吧。

从实验过程看,接上高压后,环境辐射从我房间的0.16uSv/h增加到最高8.90左右,超出了默认的0.5的安全范围,辐射更是达到了环境本地辐射的55倍左右,辐射检测仪一直在bb响。理论上,应该是很大可能产生了x射线。

至于辐射剂量,因为我所采用的高压模块功率最高就18W,电压为50kv,而且时间也很短,比起大型医疗设备动辄几十kw的功率,辐射应该还是会在安全范围,短期做实验是不会有什么辐射安全问题的。

Ⅱ 如何设置x线机房,在什么样位置好

1
、土建要求

从地理位置上放射科建在远离病房和人员集中的地方,与门诊楼连体时在一层
或一层一端。框架结构或普通实心砖墙。实心墙体厚度
23cm

37cm
,混凝土
墙体厚度
≥20cm
。多层建筑时,楼板用混凝土灌注并有一定承重,因为大型机器
机体较重,而且频繁运动产生震动,因此有些大型机器要求楼板承重
1000kg/

(如包含影像增强器的的大型
X
线机重量通常均值
800-1000kg
以上,甚者
1200kg
以上)

2
、水、电等要求

水是放射科不可少的

特别是暗室内,要利用水冲洗胶片(干式胶片除外)
,故
应保证水的上下通畅,
但其他机房内一般不需自来水。
当然,
随着数字化的普及,
越来越多的医院放射科已经实现数字化,
因此传统暗室洗片的方式已逐渐被人舍
弃。

电是放射科所有机器的动力
X
线机属于大功率精密设备,
供电优劣直接影响着
机器的性能发挥。
X
线机对电源的要求包括
:
电源的容量、
内阻、
频率、
电压等。

电源容量:
X
线机所需电源容量在
X
线机安装说明书中都有规定。放射科所需
电源总容量要根据设计安装机器台数和每台
X
线机所需电源容量进行计算。安
装单台
X
线机时按安装说明书要求即可
;
安装多台机器时,通常可以按每台机器
实际所需容量之和的
1/3
选择,因为多台机器不可能在同一瞬间内曝光。

电源内阻:
X
线机是瞬间大功率负载,在摄影时供电电流很大。大型
X
线机可
达几百安培电流,所以电源内阻对电源电压的影响很大,直接影响到
X
线机的
正常工作甚至造成机器电路元件的损坏。电源内阻是
X
线机设计时的重要技术
参数,每台
X
线机都根据机器容量大小规定电源内阻。我国在
X
线机系列产品
规范中要求,
使用
380V
电源电压
25kW
的高压装置时电源内阻值为
0.3Ω

50kW

0.15Ω

100kW

0.1Ω
。电源内阻是指电源变压器内阻和电源导线内阻之合
(变压器内阻和绝缘导体阻值在电工手册中能查到)
。当变压器选定之后电源内
阻主要是电源导线电阻,它取决于电源线的材料、长度、截面积,因此应尽可能
使放射科的工作场所与变压器机房距离近一些或者增加电源线导体的截面积。

电源电压、
频率、
相位:
一般
X
线机对电源电压都有明确的要求

220V

380V

且电压波动范围在
-15%

+10%

我国的供电频率为
50Hz

国产
X
线机均按
50Hz
设计,
国外
X
线机有的按
60Hz
设计,
但它内部有的电路可以调整为
50Hz
电路,
电源频率要求
±
0.5Hz
。电源相位要相对稳定,当改变相位时
X
线机三相驱动马
达的转动方向也发生改变。

地线:为了保证工作人员和患者的安全,
X
线机要有良好的接地。接地的意义有
两方面
:
工作接地和保护接地。工作接地是电路工作时需要接地,如高压次级中
心接地。保护接地是将
X
线机不带电金属外壳或金属元件外壳与接地装置进行
连接,
一旦绝缘破坏或击穿漏电则与大地连接,
起安全保护作用。
接地线用
≥4mm
2
的多股铜线与地极焊接牢固成为一体。接地电极一般用面积
>0.25m
2
、厚

>3mm
的铜板制成。埋设于离建筑物
3m
以外地下
1.5m
地槽内,周围放木炭
和食盐,保证地电极周围湿润。自来水管作地线时(小型
X
线机)
,用宽
3cm

1mm
的铜皮紧固于自来水管上。我国规定
X
线机的接地阻值应
<4Ω


避雷:
现在设备大都使用集成电路和微机控制,
对外部电源要求严格。
当雷电发
生引起外部电路电源改变,
一个大的冲击电流进入正在开机使用的设备,
可对集

成电路造成毁灭性的破坏和电子元件的不可修复故障。
因此不仅要在房屋建筑安
装避雷装置,有条件的地方还应在机器电源配电箱上安装避雷装置,以防雷击。

3
、房屋要求

一般要求:
布局要合理,
要根据用途安排房间,
要有利于工作秩序和提高工作效
率、
方便患者,
有利于
X
线机的安装维修并同时注意防护。
室内应干燥、
防尘、
防鼠
;
设有空调或者暖气。电源配电箱和穿线孔预留在合适的位置。

机房空间大小:应以保证工作安全方便为前提。按照国家防护标准规定
:
机房应
有足够的使用面积,新建机房,一般安装
100mA
以下
X
线机
≥24
㎡,
200mA

上的可
≥36
㎡,多球管
X
线机房面积可酌情扩大
;
机房高度由于机器结构不同要
求不一,一般在
2.5

3.5m
之间。

机房其他结构:我国《医用诊断
X
线防护设施标准》中规定
:
机房门、窗必须合
理设置,
同样要有适合铅当量的防护厚度,
使受检者得到相应的防护。
机房要保
持良好的通风,
安装送新风系统或换气装置。
隔室操作室与机房间的观察窗有足
够铅当量的铅玻璃。

4
、公众防护要求

放射科工作场所与其他科室的区别,
不仅是安装机器的区别,
还有一个重要的区
别在于
X
线机发出的射线辐射。这关系到工作人员、患者和周围外环境人员的
健康。因此,
X
线机房的设计要把防护放在第一位。根据我国《医用诊断
X

线机卫生防护标准》

机房中射线束朝向的墙壁应有
2mm
铅当量的防护厚度
(主
防护)

其他侧墙壁和天棚
(多层建筑)
应有
1mm
铅当量的防护厚度
(副防护)


透视机房的墙壁均有
1mm
铅当量的防护厚度。以普通砖墙为例,一般
24cm

的实心砖墙只要灰浆饱满不留缝隙即可达到
2mm
铅当量,空心砖或砖缝灰浆不
饱满时不能达到
2mm
铅当量。
除墙壁防护外,
门窗、
通风口、
穿线孔、
传片箱、
观察窗等都要有防护措施。

5
、对周围环境的要求

因为
X
线电离空气对人体有害,
《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》第
三十四条就规定:
使用射线装置的场所,
应当按照国家有关规定设置明显的放射
性标志,
(警告标志的含义是使人们注意可能发生的危险。其背景为黄色,正三
角形边框及电离辐射标志图形均为黑色,

当心电离辐射

用黑色粗等线体字。

三角形外边
a1=0.034L
,内边
a2=0.700a1

L
为观察距离)其入口处应当按照国
家有关安全和防护标准的要求,设置安全和防护设施以及必要的防护安全联锁、
报警装置或者工作信号。避免一切非工作人员在机房周围停留

Ⅲ x射线工作要准备那些防范措施

基本防护

1、X线机的固有防护:X线机的固有安全防护性能是X线防护的最重要环节。球管管套、遮光器应不漏射线,窗口装有铝滤过板,有用线束进入患者皮肤处的空气照射量率应小于6R/min。特别是用床上球管透视时,X线球管及其附件如有辐射线泄漏,工作人员及患者将受到直接辐射。

2、时间防护:尽量缩短X线的辐射时间。在介入手术前要拟订严格的操作程序,了解患者的有关资料,尽量减少不必要的曝光。术中操作的累计曝光时间不应超过30min,优化最佳投照条件,避免重复照射。

3、距离防护:利用增加术者与辐射源(即球管焦点)和散射体(即受检查)的距离,减少术者所受辐射剂量,距离每增加1倍,辐射剂量减少3/4,透视曝光时除术者及主要助手,其他人员应远离,避开X线辐射源。

4、屏蔽防护:在射线源与工作人员之间设置屏蔽,减少或消除射线的辐射,如果屏蔽(如图1-8-1)、铅衣、铅围裙、铅帽、铅眼镜、铅手套等。

工作人员防护

1、工作人员应佩带射线剂量检测器,每月报告1次个人接触的辐射剂量,介入工作人员每年接触的定量不应超过5%,为了限制X线辐射剂量,根据介入手术室设备和防护条件,可适当限制术者的手术次数。

2、工作人员应执行防护规章制度,穿铅衣、戴铅围领和防护眼镜。随时调整遮线器,尽量缩小照射野,严禁工作人员身体任何部位进入照射野。

3、定期进行防护检查,工作人员每月检查血常规1次,每年系统体检1次。

4、适当增加营养,增加室外活动,避免过于劳累。合理排班,严格休假管理。

患者防护

降低受检者受照射剂量是患者防护的关键,如工作人员技术熟练,选择最佳条件,合理使用遮光装置和滤线器、采用屏蔽防护以及体位防护、用铅制品遮盖非照射野(特别应保护生殖器及胎儿)等以减少患者射线辐射量

据了解,人体组织结构的密度可归纳为三类:属于高密度的有骨组织和钙化灶等;中等密度的有软骨、肌肉等;低密度的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等。

人体组织结构和器官形态不同,厚度也不一致。其厚与薄的部分,或分界明确,或逐渐移行。厚的部分,吸收X线多,透过的X线少,薄的部分则相反。人体各部位细胞对X射的反应程度不一,其中以性腺最为敏感。辐射能够引起生殖细胞遗传物质的变化,形成遗传效应。这种变化表现为基因突变和染色体畸变。近年来,对辐射的遗传效应有了一些新的认识,认为在小剂量范围内对遗传方面的影响不大。

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