Osłony RTG / Wiedza / Grubość osłony
Ile ołowiu potrzeba na osłonę pracowni RTG?
Grubości osłony nie da się podać „dla 200 kV” — wynika ona z krotności osłabienia, czyli z tego, ile razy trzeba zmniejszyć dawkę za przegrodą. Poniżej pełny rachunek wg PN-86/J-80001 na konkretnych liczbach, krok po kroku.
Wzór
Dla promieniowania pierwotnego (pkt 2.5.1.2 normy):
k = (D′ · I · t · y) / (D · l²)
- D′ — moc dawki lampy na 1 m przy 1 mA [mSv/(min·mA) na 1 m],
- I — prąd anodowy [mA],
- t — czas napromieniania w tygodniu [min] = czas pojedynczej ekspozycji × liczba ekspozycji,
- y — współczynnik osłabienia wiązki w badanym obiekcie,
- D — tygodniowa dawka graniczna za przegrodą [mSv],
- l — odległość ogniska od przegrody [m].
Dawka graniczna nie jest jedna: dla pracownika to 20 mSv w roku, dla osoby z ogółu ludności 1 mSv w roku (art. 14 Prawa atomowego). Do tego dochodzi współczynnik obecności T — ułamek czasu, przez który ktoś faktycznie przebywa za przegrodą.
Przykład liczbowy
Lampa 200 kV, prąd 3,7 mA (maksymalny dla tego napięcia), ekspozycja 20 s, 20 ekspozycji tygodniowo, przesłona 2 m od ogniska, T = 1 dla personelu i T = 0,25 dla ogółu ludności:
| Wielkość | Personel | Ogół ludności |
|---|---|---|
| Tygodniowy limit dawki [mSv] | 0,12 | 0,006 |
| Czas narażenia w tygodniu [min] | 6,67 | 1,67 |
| Krotność osłabienia k | 1 151 | 5 756 |
| log₁₀(k) ≈ liczba TVL | 3,06 | 3,76 |
| Pb z promieniowania pierwotnego [mm] | 2,75 | 3,75 |
| Pb z promieniowania rozproszonego [mm] | 0,50 | 1,25 |
| Wymagana grubość [mm Pb] | 2,75 | 3,75 |
Grubość projektowa z zapasem: 4,00 mm Pb. Przy 350 ekspozycjach tygodniowo zamiast 20 ta sama pracownia wymaga 4,75 mm dla personelu i 6,50 mm dla ogółu ludności — liczba ekspozycji wchodzi do rachunku liniowo, więc to ona najczęściej decyduje o grubości.
Dlaczego każda ściana wychodzi inna
Do każdej przegrody wchodzi jej własna odległość i współczynnik użytkowania wiązki U: 1 dla przegrody trafionej wiązką pierwotną, 0,25 dla pozostałych ścian, 0,05 dla stropu (pkt 2.3 normy). Dla pracowni 5 × 4 × 3 m z lampą pośrodku i wiązką skierowaną w dół:
| Przegroda | Odległość [m] | Wymagane [mm Pb] |
|---|---|---|
| Ściana 1 i 3 (bliższe) | 2,00 | 1,25 |
| Ściana 2 i 4 (dalsze) | 2,50 | 1,00 |
| Strop (U = 0,05) | 2,00 | 0,75 |
| Podłoga (wiązka w dół, U = 1) | 1,00 | 4,75 |
Podłoga wychodzi najgrubsza, bo dostaje wiązkę pierwotną z najmniejszej odległości. To typowy wynik przy prześwietlaniu w dół i najczęstszy powód, dla którego projekt trzeba zmienić: wystarczy podnieść ognisko albo skierować wiązkę w ścianę, którą łatwiej osłonić.
Czego ten rachunek nie obejmuje
- Drzwi i okna muszą spełnić wymaganie ściany, w której się znajdują — łącznie z ościeżnicą i progiem.
- Przy przegrodzie warstwowej (np. stal + ołów + beton) trzeba uwzględnić narastanie dawki od promieniowania rozproszonego i liczyć warstwy w kolejności, w jakiej stoją na drodze wiązki.
- Norma obejmuje krzywe do określonych zakresów; powyżej nich wynik jest przedłużeniem krzywej i trzeba to zaznaczyć w projekcie.
Policz swoją pracownię w kalkulatorze Zobacz demo na gotowych pracowniach
Obliczenia wspierają projekt osłon. Ostateczną ocenę, klasyfikację pracowników i zatwierdzenie projektu wykonuje kierownik jednostki organizacyjnej po konsultacji z inspektorem ochrony radiologicznej.
Częste pytania
Ile ołowiu potrzeba przy 200 kV?
To zależy od prądu lampy, czasu i liczby ekspozycji, odległości oraz tego, kto przebywa za przegrodą. Dla lampy 200 kV / 3,7 mA, 20 s na ekspozycję, 20 ekspozycji tygodniowo i przesłony 2 m od ogniska wychodzi 2,75 mm Pb dla personelu i 3,75 mm Pb dla ogółu ludności; z zapasem przyjmuje się 4,00 mm Pb. Przy 350 ekspozycjach tygodniowo ta sama pracownia wymaga już 4,75 i 6,50 mm Pb.
Jaki wzór stosuje PN-86/J-80001?
Krotność osłabienia k = (D′ · I · t · y) / (D · l²), gdzie D′ to moc dawki lampy na 1 m przy 1 mA, I prąd anodowy, t czas napromieniania w tygodniu, y współczynnik osłabienia w obiekcie, D tygodniowa dawka graniczna za przegrodą, l odległość ogniska od przegrody. Grubość ołowiu odczytuje się z krzywej osłabienia (Rys. 1 normy) dla wyliczonego k i napięcia anody.
Czy liczy się osobno promieniowanie pierwotne i rozproszone?
Tak. Promieniowanie pierwotne liczy się z krotności osłabienia k (Rys. 1), a rozproszone ze zredukowanej dawki C₁ i C₂ (Rys. 3 i 4). Dla każdej przegrody przyjmuje się większą z dwóch wymaganych grubości.
Czy grubość osłony jest taka sama dla wszystkich ścian?
Nie. Każda przegroda ma inną odległość od ogniska, inny współczynnik użytkowania wiązki (1 dla ściany trafionej wiązką i dla podłogi, 0,25 dla pozostałych ścian, 0,05 dla stropu) i inne przeznaczenie pomieszczenia za nią. W przykładowej pracowni 5 × 4 m przy wiązce skierowanej w dół wychodzi 1,25 mm Pb na ścianach bliższych, 1,00 mm na dalszych, 0,75 mm na stropie i 4,75 mm na podłodze.