回旋加速器和PET用制劑制備的職業(yè)病危害因素及防護

1、回旋加速器和PET用制劑制備的職業(yè)病危害因素及防護一、 放射診療準入管理 二、 預(yù)評價申請報告資料 2.1 項目名稱目的與內(nèi)容 （1） 項目名稱 （2） 任務(wù)來源和上級部門的批件 （3） 目的意義 （4） 必要性與可行性 2.2 加速器設(shè)備（生產(chǎn)18F）（1） 生產(chǎn)廠家、型號 （2） 離子源、獲得方式、組成、粒子的產(chǎn)生、粒子種類、能量和束流 （3） 加速器的組成、粒子加速的工作方式、加速的粒子最終能量（MeV）、束流 （4） 靶產(chǎn)物：靶材料、厚度、幾何尺寸 產(chǎn)物：核素、活度、半衰期， 日、年產(chǎn)量 不同照射時間的產(chǎn)額靶的換取方式：自動、手動， 可自動換取的數(shù)量（種類）（5） 無自屏蔽時的輻射能量

2、、劑量率和其角分布：X射線、中子 （6） 自屏蔽：是否有屏蔽？ 自屏蔽的主要組成與厚度自屏蔽外表面和距表面1m處的輻射劑量水平和等劑量曲線透過自屏蔽的輻射類型與能量和相應(yīng)的輻射劑量率份額加速器室墻內(nèi)表面不同位置的輻射劑量率自屏蔽內(nèi)腔的容積（7） 加速器冷卻水：是否閉合循環(huán)使用？流通量、總水量 是否有備用水處理設(shè)備、閉合循環(huán)的水系統(tǒng)意外破損時的水處理應(yīng)急設(shè)備與應(yīng)急處置方法 （8） 加速器的通風(fēng)（包括自屏蔽內(nèi)和自屏蔽外）通風(fēng)口截面積、通風(fēng)的位置、風(fēng)速與通風(fēng)量、廳（室）換氣速率（次/小時）通風(fēng)排出前的過濾處理措施（有無材料、過濾效率）和過濾設(shè)備的更換 通風(fēng)管線與其它室通風(fēng)管線的支干關(guān)系、排風(fēng)口的設(shè)置

3、位置 （9） 加速器廳（自屏蔽內(nèi)、外）可能產(chǎn)生的活化產(chǎn)物及其輻射水平、空氣中活化 放射性 氣體與氣溶膠的核素、活度與空氣中的濃度估計 （10） 加速器的安全聯(lián)鎖與控制設(shè)備 （11） 加速器的附屬應(yīng)急處置設(shè)備（12） 通風(fēng)和電器等穿墻管孔的防護：孔的位置、截面、孔的通路及管孔處理等 2.3 PET藥物與檢查設(shè)備 （1） 受照靶至熱室的傳輸方式、傳輸管道及其局部屏蔽 （2） 熱室的面積與體積；額定操作量；屏蔽材料與厚度（含觀察窗）（3） 熱室的通風(fēng)口截面、通風(fēng)量與換氣率；通風(fēng)排出的過濾處理措施（4） 熱室中制備PET用放射性制劑的制備工藝與制備設(shè)備、制備模板距熱室前面外表面的距離 （5） 制取的制

4、劑輸往處、制劑屏蔽容器的材料、厚度、及容器外部的輻射劑量水平 （6） PET用制劑質(zhì)量保證措施與制劑活度檢測的操作量、檢測設(shè)備與方法以及檢測時的局部屏蔽 （7） 制劑制取模板用后的更換與廢棄方法、模板及其它固體放射性廢物（如廢制劑注射針眼按壓棉簽等）的數(shù)量、活度及處置方式 （8） PET檢查設(shè)備的主要技術(shù)指標 （9） PET質(zhì)量檢驗用校驗源的校驗應(yīng)用與源的存放、更換等 （10） PET的質(zhì)量檢查質(zhì)控設(shè)備 （11） PET檢查室的面積室屏蔽觀察窗墻頂門材料與厚度 2.4 放射性同位素用量與核醫(yī)學(xué)檢查工作量及放射性三廢處置 （1） 操作的核素、日、年用量與操作方式 （2） 主要核素的年/周/日最大

5、工作量檢查病人數(shù)和一般每個受檢者用量 （3） 是否有131I治療（其要求見另篇）（4） 固體放射性廢物量（體積、活度范圍）及處置方式 （5） 液體放射性廢物量（體積、活度范圍）及處置方式 （6） 放射性廢液處理池設(shè)施及其細節(jié)（位置、容積、分室、可處置量、排入排出方式、屏蔽等）（7） 核醫(yī)學(xué)檢查設(shè)備及檢查質(zhì)量控制設(shè)備（活度計、模體、校準源等）2.5 相關(guān)功能室操作及其防護設(shè)施（PET、SPECT、18F、99mTc及其他）（1） 由PET制劑熱室制備到患者PET檢查的相關(guān)功能室設(shè)置及其平面布局（包括：活度測定、制劑質(zhì)量檢驗、制劑分裝與活度檢測、注射、注射前和注射后患者候診室以及衛(wèi)生間等設(shè)置）（2

6、） 各功能室的輻射源項 （3） 各功能室的輻射屏蔽，包括建筑屏蔽、可移式屏蔽和可搭接的屏蔽 （4） 可能有輻射污染的功能室的防污染設(shè)施（熱室、通風(fēng)櫥、手套箱、注射臺等裝置以及各室墻、地、工作臺表面等）（5） 通風(fēng)設(shè)施 ：各功能室的通風(fēng)設(shè)施和在整體通風(fēng)系統(tǒng)中的支、干路關(guān)系，支干排風(fēng)量，系統(tǒng)總排風(fēng)及通風(fēng)過濾等 （6） 輻射安全措施 2.6 操作、個人防護、劑量監(jiān)測與管理 （1） 涉及放射性制劑各操作環(huán)節(jié)的制劑屏蔽、操作方式、操作量與操作條件、操作的局部屏蔽設(shè)施與措施等 （2） 操作者的個人防護設(shè)施（手套、工作服、局部屏蔽設(shè)施、個人劑量監(jiān)測等）（3） 劑量儀、表面污染儀等監(jiān)測儀表的配置與使用 （4）

7、 安全操作規(guī)程 （5） 防護與安全相關(guān)的管理規(guī)定（含核醫(yī)學(xué)檢查的質(zhì)量控制管理）三、 項目的選址與布局 3.1 選址 u 單位目前和規(guī)劃中周圍人員相對少的位置 u 單層建筑或多層建筑的底層的一端 u 鄰近核醫(yī)學(xué)科PET檢查工作區(qū) u 醫(yī)院的核醫(yī)學(xué)科相應(yīng)工作區(qū)相對集中 3.2 布局 3.2.1 回旋加速器: u 迷路:無自屏蔽的回旋加速器室必須設(shè)迷路 有自屏蔽的回旋加速器室可以不設(shè)迷路 u 控制室和入口避開粒子束打靶的方向；打靶方向的局部屏蔽 u 控制室和入口設(shè)于制藥室區(qū)外 u 氣瓶室設(shè)于加速器室外鄰近入口區(qū)，并設(shè)防爆設(shè)施 u 通道和入口考慮設(shè)備的引入；設(shè)備引入“天井”；引入墻洞梯形洞口 3.2.

8、2 制劑制備區(qū): u 制備熱室（厚壁制備箱）、制藥室、質(zhì)控室和放化實驗室按GMP要求分別應(yīng)達到百級、萬級、十萬級和三十萬級凈化。 u 熱室為制藥室的主要設(shè)備，貼近加速器室墻。 u 進入制藥室設(shè)衛(wèi)生通道（“一更”“二更”“風(fēng)淋”）。 u 藥物運出：短通道，便于與PET受檢者注射的銜接，便于向外運藥車輛的轉(zhuǎn)送。 四、放射性職業(yè)病危害因素及控制標準 4.1 危害因素 u 貫穿輻射外照射：加速粒子產(chǎn)生的中子和X射線 粒子轟擊靶的產(chǎn)物和熱室制取的PET檢查用藥物 u 活化產(chǎn)物：離子源、靶和粒子經(jīng)往的加速器部件（被活化）的外照射和放射性污染；空氣活化的放射性氣體與氣溶膠的吸入內(nèi)照射。u 藥物的制取和操作中

9、的放射性氣體、氣溶膠及表面污染致人體吸入、食入內(nèi)照射。 u 放射性廢物（靶、藥物制取裝置等固體廢物及少量液體廢物）及其轉(zhuǎn)移致人員照射。 u 輻射與空氣作用所產(chǎn)生的O3和NOx有害物質(zhì)。 u 按照建設(shè)項目職業(yè)病危害分類管理辦法，職業(yè)病危害分為“輕微”、“一般”和“嚴重”三類，回旋加速器屬于“嚴重危害”類別，核醫(yī)學(xué)診療（體內(nèi)）屬于“一般危害”類別，體外放免分析屬于“輕微危害”類別。 4.2 控制標準 u GB18871的輻射防護基本原則：實踐正當性；劑量限制和潛在照射危險限制；防護與安全的最優(yōu)化；劑量約束和潛在照射約束；醫(yī)療照射指導(dǎo)水平。 u 劑量限值：劑量限值（GB18871-2002）放射工作

10、人員公眾關(guān)鍵人群組成員連續(xù)五年的年平均有效劑量20mSv 且任何一年有效劑量50mSv年有效劑量1mSv；但連續(xù)五年的年平均值不超過1mSv時，某一單一年可為5mSv眼晶體的當量劑量150mSv/a 四肢或皮膚的當量劑量500mSv/a眼晶體的當量劑量15mSv/a 皮膚的當量劑量50mSv/au 管理目標：職業(yè)人員5mSv/a；其中建筑屏蔽外的部分1mSv/a；公眾0.1mSv/a。 u 空氣污染：以ALI控制。 u 表面污染 ：五、輻射屏蔽 5.1 加速器輻射源基本參數(shù) u 加速的粒子：質(zhì)子（p）、氘（d）粒子能量：8-19MeV ；束流：30-60A u 靶材料和靶產(chǎn)物及產(chǎn)額 5.2 回

11、旋加速器主要屏蔽的輻射與參數(shù) u 中子：最大能量；能譜；中子發(fā)射（生成）率和角分布；11MeV和16MeV質(zhì)子（p，n）反應(yīng)的中子能量u 中子的角分布：0°（單位立體角）1/2 其它方向（單位立體角）1/10 u 屏蔽參數(shù)：中子注量與當量劑量的轉(zhuǎn)換因子：中子/cm2Sv 在屏蔽物質(zhì)（砼）中的什值層 u 數(shù)據(jù)的獲取：裝置生產(chǎn)廠家提供 利用反應(yīng)截面計算 由靶產(chǎn)物反推：Y=A/(1-e-0.693t/T) Y為:10111012n/s u 無自屏蔽的回旋加速器機房砼屏蔽厚度可達2.0m 5.3 某些屏蔽細節(jié) u 電器、通風(fēng)管線孔的曲路和位置。 u 靶產(chǎn)物向制藥室制備箱的傳送管道的地溝上表面

12、加鉛屏蔽。 u 加速器室頂需考慮頂上方和周圍的條件以及天空散射和側(cè)散射。 u 迷路中的反散射中子，中子俘獲輻射和入口門的屏蔽材料與厚度。 5.4 帶有自屏蔽的加速器室 u 優(yōu)點：減小了機房屏蔽墻的厚度； 自屏蔽內(nèi)的空氣空間體積小，空氣活化量?。?便于自屏蔽外部的維修。 不利面：裝置費高； 可開發(fā)研究的靶及產(chǎn)物范圍小。 u 自屏蔽指標與機房屏蔽1) 由生產(chǎn)廠家給出自屏蔽外部的中子和射線劑量率和能量；2) 通常室內(nèi)表面劑量率小于20Sv/h（中子占1/4 ，射線占3/4）；注意自屏蔽頂部的劑量率可能不同于各側(cè)面。3) 室外表面劑量率通?？刂浦?.5Sv/h； 門位于人員少駐留側(cè)，門外劑量率可按5-

13、10Sv/h控制。 4) 有的廠家給出自屏蔽外的中子和射線的能量分別為5MeV和8MeV；相應(yīng)的TVL值 ：射線：鉛5cm，砼45cm；中子：砼43cm，聚乙烯24cm。 5) 自屏蔽機房砼墻屏蔽：50cm時墻外劑量率小于2.5Sv/h ；80 cm時墻外劑量率小于0.5Sv/h。 6) 機房門：有迷路時為一般安全門；無迷路時，聚乙烯8cm ，鉛1.5cm；7) 可設(shè)攝像觀察代替觀察窗；5.5 藥物制備箱（熱室）和制藥室屏蔽 u 熱室屏蔽：1) 設(shè)熱室中自動制取18F 3.7×1010 Bq（1Ci）；2) 18F湮滅輻射能量0.511MeV，Kr常數(shù)為138Gy/（h·G

14、Bq）；材料鉛鐵砼鉛玻璃TVL（cm）1.4 4.2146.33) 距箱外表面20cm（距18F50cm）處的劑量率 無屏蔽：2.04×104Sv/h 5cm鉛：5.5Sv/h 6cm鉛：1.06Sv/h u 制藥室屏蔽 1) 設(shè)操作18F3.7×108Bq 2) 距制劑1m和3m處的劑量率為51和5.7Sv/h 3) 3m處14cm和20cm砼墻外的劑量率為0.57和0.21Sv/h 4) 0.5cmPb僅為18F的射線的1個半值層，3m處門的劑量率為2.8Sv/h，應(yīng)據(jù)門外的人流條件，合理選用鉛防護門。 六、放射污染和放射性廢物處置與管理 6.1 加速器室的空氣活化 （

15、1） 活化：粒子與穩(wěn)定的非放射性核素作用發(fā)生核反應(yīng)，生成放射性的核素，稱該非放射性核素被活化。 （2） 空氣活化產(chǎn)物 核素 11C13N15O41Ar半衰期20.9min9.96min2min1.8h由于11C、13N、15O半衰期短，最主要的核素為41Ar。 （3） 活化來自中子的散裂反應(yīng)和軔致輻射的（，n）反應(yīng)。 活化產(chǎn)物決定因素：中子發(fā)生率和能量；空氣的組成；核反應(yīng)截面；粒子在空氣中的行徑（自靶點至墻內(nèi)表面的距離）。 （4） 典型參數(shù)：中子2×1012/s；室體積370m3；通風(fēng)率10次/h ；41Ar（，n）反應(yīng)截面610mb 41Ar生成率1.3×107核/s；飽

16、和濃度104Bq/m3。（廠家給出值束方向有局部屏蔽時500Bq/m3）。（5） 41Ar對人體的照射： 吸入內(nèi)照射（相對很?。┏两庹丈洌ㄖ饕恼丈浞绞剑﹦┝哭D(zhuǎn)換因子：3.6×10-4（Sv·h-1）/（Bq/m3）劑量率：停機時刻 4Sv/h； 停機后10min：0.4Sv/h ；若10min/次、300次/a時，年劑量<0.1mSv。 （6） 有自屏蔽時，粒子在自屏蔽內(nèi)的行程短，空氣活化很小。 （7） 防護措施： 無自屏蔽時，在粒子束方向上加局部屏蔽，減小機房該方向的屏蔽厚度，減少空氣活化； 有自屏蔽時，聯(lián)鎖保障自屏蔽的使用； 通風(fēng)：10次/h；有自屏蔽時，自屏

17、蔽內(nèi)外分別通風(fēng)； 停機后延時進入機房，包括了對加速器部件活化和空氣活化的防護； 有自屏蔽：5-10min；無自屏蔽：>3h。 6.2 O3和NO2 （1） 粒子引出前在真空密閉體系內(nèi)，引出后經(jīng)很短距離射至靶上，產(chǎn)生的O3小。O3主要來自軔致輻射與空氣的作用，空氣中的O3低于允許濃度（0.3mg/m3）。 （2） O3在空氣中自分解有效分解時間0.83h。 （3） NO2的產(chǎn)額低于O3的產(chǎn)額。 （4） 在空氣通風(fēng)降低活化氣體濃度的同時，降低了O3和NO2濃度。 （5） 人的嗅覺可嗅出低于允許濃度的O3，可以嗅覺判斷。 6.3 加速器部件活化 （1） 粒子束引出前，在加速器系統(tǒng)內(nèi)壁和引出窗上

18、可能損失束流的3%。 （2） 主要活化產(chǎn)物 核素27Mg24Na28Al62Cu64Cu66Cu56Mn65Ni半衰期9.5min14.9min2.3min9.7min12.8h5.1min2.6h3.8min（3） 廠家資料：11MeV，33A質(zhì)子、氧靶照射43min，停機2h時： 距加速器部件外表面處 400-480Sv/h ；加速器大修時，RF線圈、碳剝離膜、離子源外表面的劑量率分別為、2-4mSv/h、2mSv/h。 （4） 防護措施：停機后延時進入機房，延時大修； 維修時跟隨個人劑量報警儀和劑量測量儀； 大修時注意活化部件可能帶有表面污染，采用手套等個人防護措施并進行必要的表面污染監(jiān)

19、測；卸下的帶有活化產(chǎn)物的部件（如離子源、靶窗等）按固體放射性物質(zhì)專門存放。 6.4 制藥箱要求 （1） 表面光潔、易除污、防滲漏；（2） 箱體封閉、內(nèi)部無菌，符合GMP百級潔凈要求 （3） 送風(fēng)、排風(fēng)均采取多重過濾（中效過濾、活性碳高效過濾等）（4） 箱壁與觀察窗屏蔽防護 （5） 箱內(nèi)維持相對負壓 （6） 箱內(nèi)：制藥設(shè)備自動制藥及監(jiān)測制藥所需條件的設(shè)備；藥物活度檢測；藥物注入鎢合金屏蔽容器 （7） 藥物容器有單獨的出入口。 6.5 放射性廢物 （1） 加速器冷卻水：循環(huán)使用，有活化產(chǎn)物15O、13N、11C不排放；意外破損和個別維修需要時：排至備用貯水池或收集筒，放置1天后排放（經(jīng)環(huán)保部門認可）（2） 其他放射性廢水：幾乎不產(chǎn)生；個別情況收集放置一天后處置 （3） 固體廢物：加速器活化部件（同前所述）；用廢了的自動制藥設(shè)備 擦拭污染物、事故污染物 處置：收集、暫存、放置衰變，環(huán)保確認后的最終處置 七、輻射安全設(shè)施、保安設(shè)施和事件與事故應(yīng)急處置