Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

II-P-1.14
KHẢO SÁT PHÂN BỐ SUẤT LIỀU XUNG QUANH MÁY CHỤP X QUANG CHẨN ĐOÁN
QUY ƯỚC TẠI BỆNH VIỆN NGUYỄN TRÃI BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5
Trương Thị Hồng Loan1,2, Văn Thành Trọng3, Trần Ái Khanh4,
Nguyễn Thị Trúc Linh2, Lương Tuấn Anh1
Khoa Vật lý - Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG- HCM
Phịng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG- HCM
3
Đại học Cần Thơ, 4Đại học Tiền Giang
1

2

TĨM TẮT
Trong cơng trình này, phân bố suất liều xung quanh máy X quang chẩn đoán quy ướccủa bệnh
viện Nguyễn Trãi tại TP.HCM được khảo sát bằng chương trình mơ phỏng MCNP5 với mơ hình với
kích thước phịng thực tế (5,4m x 4,2m x 3,5m) và kích thước phịng giảm đến giá trị tối thiểu (3m x
3m x 3m). Suất liều được đo ở khoảng cách khác nhau so với tâm phát đối với chùm sơ cấp ở chế độ
chụp cột sống nghiêng (86kV, 32mAs, 160ms). Suất liều mô phỏng được đánh giá trong cùng điều
kiện với đo đạc và được chuẩn theo giá trị đo đạc tại khoảng cách 100cm so với nguồn phát. Với mơ
hình xây dựng được, phân bố suất liều xung quanh ống phát được đánh giá. Sự an toàn che chắn tại
phòng chụp cũng được khảo sát. Kết quả cho thấy suất liều mà bệnh nhân bị phơi chiếu trong mỗi ca
chụp có thể đạt đến giá trị 6353,7489µSv/s đối với phịng X quang thực tế và 6367,89µSv/s đối với
phịng X quang kích thước tối thiểu. Suất liều bên ngồi phịng có giá trị bằng phơng mơi trường từ
0,08µSv/s đến 0,52µSv/s. Các che chắn xung quanh máy phát tia X như trần, sàn, tường hiện có đều
rất hiệu quả, đảm bảo an toàn bức xạ ngay cả trong trường hợp kích thước phịng chụp giảm cịn (3m
x 3m x 3m).
Từ khóa: Máy X quang, suất liều giới hạn, phân bố suất liều, an toàn bức xạ.
GIỚI THIỆU

Ngày nay, việc sử dụng chẩn đốn hình ảnh X quang trong y tế được phát triển rộng rãi và mang lại hiệu
quả cao. Bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại, các nhà khoa học và kỹ sư cũng lo ngại liều bức xạ từ các thiết
bị X quang phát ra có thể ảnh hưởng lên bệnh nhân và những người xung quanh. Trong nhiều năm qua, các tổ
chức an toàn bức xạ trên thế giới như ICRP [4] hay NCRP [6,7] đã đưa ra nhiều báo cáo, hướng dẫn cho việc
đảm bảo cơng tác an tồn bức xạ trong y tế, đặc biệt là trong chẩn đoán X quang.
Nguyên lý của việc tính tốn che chắn an tồn cho X quang chẩn đoán được đưa ra trong báo cáo của
NCRP 49 [6] và được cập nhật thường xuyên. Tuy nhiên nhiều tác giả khác cũng đã đề nghị những mơ hình che
chắn khác thích hợp có thể tính tốn bằng chương trình trên máy tính, có độ chính xác cao hơn và giảm bớt tính
cứng nhắc vốn có của NCRP 49 [6].Ví dụ như Archer và cộng sự [3] đã chứng minh việc đưa vào cứng nhắc này
dẫn tới mức liều chiếu hằng tuần của các nhân viên giảm hơn giá trị yêu cầu theo giới hạn liều cực đại cho phép
đã thiết lập. Để cải tiến phương pháp luận trong NCRP, B.R.Archer [3] đã đưa ra phương pháp xác định bề dày
thứ cấp chính xác cần cho việc đáp ứng các tiêu chí thiết kế. Điều này nhằm giảm thiểu che chắn quá lớn của
NCRP 49 [6]. Mc Guire [5] minh họa phương pháp tính tốn che chắn với nhiều nguồn trong phịng chẩn đốn
hoạt động ở cùng một giá trị cao áp (kVp). Mơ hình được xây dựng tổng qt để cho phép tính tốn các che chắn
phụ thêm. Trong khi đó Simpkin [9,10] đề nghị phương pháp tính tốn đối với phịng chẩn đốn có nhiều máy tia
X hoạt động ở các cao áp khác nhau.
I. A. Tsalafoutas, E. YaKoumakis, P. Sandilos [11] đã xây dựng mơ hình mới để tính tốn che chắn trong
X quang chẩn đốn dựa trên sự kết hợp và bổ sung của các mơ hình và khái niệm của các tác giả trước đó như
Simpkin [9,10], Petrantonaki [8] để tính tốn các u cầu che chắn trong X quang chẩn đốn. Trong mơ hình
này, các nguồn bức xạ đa năng hoạt động ở các cao áp khác nhau, sự suy giảm dòng rò được nghiên cứu khi ống
tia X hoạt động ở các cao áp nhỏ hơn giá trị cực đại. Sự suy giảm bức xạ sơ cấp sử dụng các hệ số đối với che
chắn sơ cấp được tiếp tục triển khai trong mơ hình mới này. Trong cơng trình này nhằm nghiên cứu ảnh hưởng
của kích thước phịng X quang lên chất lượng hình ảnh và an tồn bức xạ, chương trình mơ phỏng Monte Carlo
MCNP5 [13] được sử dụng để mơ phỏng phịng máy X quang hiện đang được sử dụng tại Bệnh viện Nguyễn
Trãi Tp.HCM. Phân bố suất liều mặt (x,y) (x,z), (y,z) được mô phỏng và đánh giá trong trường hợp kích thước
phịng thực tế và kích thước phịng tối thiểu. Từ đó đánh giá ảnh hưởng của kích thước phịng lên phân bố suất
liều, và đồng thời đánh giá khả năng che chắn an toàn của vật liệu hiện có trong phịng.

ISBN: 978-604-82-1375-6


181


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Đối tượng nghiên cứu chính trong đề tài này là ống phát tia X, tường che chắn xung quanh. Đại lượng vật
lý quan tâm là suất liều ở bên trong và xung quanh phòng chụp X quang chẩn đốn thơng thường của bệnh viện
Nguyễn Trãi TP HCM. Phương pháp được sử dụng là mô phỏng Monte Carlo sử dụng chương trình MCNP5.
Trong cơng trình này, để đánh giá an tồn che chắn đối với phịng chụp X quang chẩn đốn thơng thường
của bệnh viện Nguyễn Trãi TP HCM bằng chương trình MCNP5 chúng tơi đã nghiên cứu tài liệu, văn bản liên
quan đến tiêu chuẩn an toàn bức xạ, kích thước phịng và quy cách che chắn tại phịng chụp X quang chẩn đốn
thơng thường của thế giới và Việt Nam, để mô phỏng phân bố suất liều xung quanh máy X quang chúng tơi tìm
hiểu thu thập thơng tin chi tiết về phịng chụp X quang chẩn đốn thơng thường của bệnh viện Nguyễn Trãi TP
HCM, cấu tạo của ống phát tia X mode E7884FX của hãng Toshiba và các tham số của máy chụp, cấu trúc xây
dựng của phòng chụp.
Phòng chụp X quang:
- Phòng chụp có kích thước: 5,4m x 4,2m x 3,5m;diện tích: 22,68m2.
- Tường dày: 10cm (gồm chì 2mm và gạch).
- Cửa chính: 219cm x 160cm x 4cm, lót chì 2mm.
- Cửa phụ: 221cm x 93cm x 4cm, lót chì 2mm.
- Kính chì: 40cm x 30cm x 1cm, cách nền 130,7cm.

Hình 1. Kích thước phịng chụp X quang chẩn đốn thơng thường của
bệnh viện Nguyễn Trãi TP HCM
Máy phát tia X: có Model: E7884FX, số serial: 09C487. Hãng/nuớc SX: Toshiba/Nhật. Năm SX: 2009.
Max Voltage: 150kV. Kích thước collimator: 30 x 20 x 17,5cm [12].
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Liều giới hạn cho mỗi ca chụp
Tham khảo tài liệu NCRP 147 [3], suất liều nhận được tại vị trí khảo sát trong một năm có thể được tính
bởi:


K  50 N  U  T  Knorm  tm

(1)

Trong đó, 50 là số tuần làm việc trong một năm, N: số lần chụp X quang /1 tuần, U: hệ số sử dụng,T: hệ số
chiếm cứ, K: suất liều nhận được tại vị trí khảo sát trong 1 năm, Knorm: là suất liều sau khi qua tường che chắn tại
vị trí khảo sát cho mỗi ca chụp, tm: thời gian 1 lần chụp (s).
Suất liều tối đa đối với kỹ thuật viên trong một năm là K=20mSv/năm [2]. Vì vậy, yêu cầu suất liều sau khi
qua tường che chắn tại vị trí khảo sát Knorm phải nhỏ hơn:

ISBN: 978-604-82-1375-6

182


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

K norm 

K
20

 5.103  mSv / s 
3
50.N.U.T.t m 50.500.1.1.160.10

(2)

K norm  5  Sv / s 


Còn đối với dân thường thì suất liều tối đa trong một năm là K=1mSv/năm [2]. Vì vậy, yêu cầu suất liều
sau khi qua tường che chắn tại vị trí khảo sát Knorm phải nhỏ hơn:

K norm 

K
1

 0, 25.103  mSv / s 
3
50.N.U.T.t m 50.500.1.1.160.10

(3)

K norm  0, 25  Sv / s 

Như vậy, ứng với chế độ chụp cao nhất là chế độ chụp cột sống nghiêng (86kV; 32mAs; 160ms) và tần
suất chụp (500 ca/tuần và 1 năm làm việc 50 tuần) thì giá trị suất liều giới hạn sau khi qua tường che chắn mà
người KTV chịu phải nhỏ hơn 5.10-3 (mSv/s), cịn đối với dân thường thì phải nhỏ hơn 0,25.10-3 (mSv/s).
Kích thước tối thiểu của phịng chụp X quang chẩn đốn thơng thường
Khơng gian làm việc tối thiểu của phịng chụp X quang thơng thường là không gian tối thiểu cần thiết để
cho người kỹ thuật viên và bệnh nhân thao tác trong quá trình tiến hành chụp X quang. Qua thống kê của 20 cơ
sở X quang đã khảo sát của nhóm tác giả, kích thước tối thiểu của phịng chụp X quang chẩn đốn thông thường
đủ để bệnh nhân thao tác chụp là (3m x 3m x 3m).
Như vậy, trong đề tài này ngoài việc khảo sát phân bố suất liều trong và xung quanh phịng chụp X quang
chẩn đốn thơng thường của bệnh viện Nguyễn Trãi TP HCM với kích thước thực tế (5,4m x 4,2m x 3,5m)
chúng tơi cịn khảo sát với trường hợp kích thước phịng giảm cịn tối thiểu là (3m x 3m x 3m) với tường che
chắn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN:6561 [2] và đánh giá an toàn bức xạ theo liều giới hạn cho mỗi ca chụp
theo NCRP 147 [ 4].

Phổ tia X phát ra từ ống phát tia X
Để đánh giá được mơ hình mơ phỏng, chúng tôi đã sử dụng tally F2 trong MCNP5 để ghi nhận phổ đặc
trưng của tia X tại mặt 79 ứng với nguồn electron bay từ anode đến cathode mang năng lượng 86keV và tích số I
 t là 32mAs. Hình 2 mơ tả phổ tia X của Vonfram thu được với giá trị điện áp 86kV. Dạng phổ có các đỉnh đặc
trưng tương tự như dự đoán trên lý thuyết.

Hình 2. Phổ tia X của Vonfram thu được từ mơ hình ứng với giá trị điện áp 86kV
Khảo sát phịng X quang kích thước thực tế
Đánh giá suất liều sơ cấp theo khoảng cách
Chúng tôi đã sử dụng máy đo chức năng Piranha để tiến hành đo suất liều của chùm sơ cấp ở các vị trí khác
nhau so với nguồn phát tia X với chế độ chụp cột sống nghiêng. Sau đó dùng chương trình MCNP5 để mơ phỏng
suất liều tại các vị trí tương ứng như đã đo trong thực nghiệm cùng với các thơng số phịng chụp, máy chụp và

ISBN: 978-604-82-1375-6

183


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
chế độ chụp như thực tế. Bảng 1 trình bày kết quả so sánh giá trị suất liều đo đạc và mơ phỏng theo khoảng cách
tính từ nguồn phát tia X.
Bảng 1. So sánh giá trị suất liều đo đạc và mơ phỏng theo khoảng cách tính từ nguồn phát tia X
Khoảng cách
(cm)
50
60
75
90
100


Suất liều đo đạc(mR/s)
4073
2787
1783
1251
994

Suất liều mô phỏng
(mR/s)
4004
2755
1736
1191
956

Tỉ số giữa suất liều
đo đạc và mô phỏng
1,02
1,01
1,03
1,05
1,04

Từ kết quả thu được như trên, ta thấy tỉ số giữa suất liều thực tế và suất liều mơ phỏng trung bình là 1,03
đối với chế độ chụp cột sống nghiêng. Kết quả này cho thấy sự sai lệch giữa thực tế và mô phỏng là khơng đáng
kể. Điều đó chứng tỏ mơ hình xây dựng được có độ tin cậy cao có thể sử dụng để tính tốn phân bố liều xung
quanh ống phát tia X.
Bốn vị trí (0;0); (0;50); (0;100); (0;150) thuộc mặt z=75cm (ứng với các vị trí nằm dọc theo giường bệnh
nhân) được khảo sát để đánh giá suất liều mà bệnh nhân phải chịu trong ca chụp. Kết quả thu được như sau:
Bảng 2. Giá trị suất liều mô phỏng tại các vị trí dọc theo giường bệnh nhân khi kích thước phịng chụp

đúng thực tế
Tọa độ (cm)
Suất liều

(  Sv / s)

(0;0;75)

(0;50;75)

(0;100;75)

(0;150;75)

8,06

16,19

6353,74

2,34

Suất liều ở vị trí (0;100;75) có giá trị cao nhất là 6354,74 (  Sv / s ) là vị trí này nằm ngay tâm trường
chiếu. Các vị trí cịn lại càng dịch chuyển xa tâm trường chiếu sẽ có suất liều giảm dần.
Trường xạ trong phòng chụp
Để khảo sát trường xạ trong phòng chụp từ mơ hình mơ phỏng, chúng tơi đã cho chạy Tally F4mesh với
nguồn thứ cấp là mặt 63 và lịch sử hạt một tỉ hạt đã tạo ra một mạng lưới các ô để xác định giá trị (liều, năng
lượng…) trong mỗi ô. Kết quả được MCNP lưu trong file meshtal. Dữ liệu này được vẽ bởi chương trình Root
và được cho trong các đồ thị.


Hình 3. Phân bố suất liều trên mặt zx với y =101,5cm (mặt phẳng chứa nguồn phát tia X) chùm tia X hướng
thẳng đứng xuống giường bệnh

ISBN: 978-604-82-1375-6

184


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

Hình 4. Phân bố suất liều trên mặt xy với z=75cm (mặt phẳng chứa giường bệnh)

Hình 5. Phân bố suất liều trên mặt xy với z=350cm (trần phòng chụp)
Đánh giá an tồn che chắn tại phịng X quang thực tế (5,4m x 4,2m x 3,5m)
Kết quả thu được phân bố suất liều qua các tường phân cách trong phòng chụp đang khảo sát và bên ngoài
trên mặt phẳng xy ứng với độ cao z =75cm như sau:
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chờ của bệnh nhân, suất liều thu được
cao nhất trong phòng sát tường có giá trị là 1,06 (  Sv / s ) , trong tường là 0,52 (  Sv / s ) và giảm về 0,08

(  Sv / s) khi ra khỏi tường. Suất liều lớn nhất khi qua khỏi tường ứng với vị trí ở sát cửa chính, so với suất
liều giới hạn đã được tính tốn theo công thức (2 và 3) của NCRP 147 đối với KTV là 5 (  Sv / s) và đối với
thường dân là 0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ hơn. Như vậy, tường ngăn cách giữa phòng chụp đang khảo sát và
phòng chờ của bệnh nhân vẫn đảm bảo an tồn che chắn. Hình 6 trình bày phân bố suất liều tại khu vực tường
ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chờ của bệnh nhân.

ISBN: 978-604-82-1375-6

185



Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

Hình 6. Phân bố suất liều qua tường ngăn cách phòng chụp và phòng chờ của bệnh nhân
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng KTV, suất liều lớn nhất thu được trong
phịng sát tường có giá trị là 1,07 (  Sv / s ) , trong tường là 0,73 (  Sv / s ) và giảm về 0,09 (  Sv / s ) khi ra
khỏi tường. Suất liều lớn nhất khi qua khỏi tường ứng với vị trí ở sát cửa phụ cửa phụ thơng giữa phịng chụp
đang khảo sát và phịng KTV, so với suất liều giới hạn đã được tính tốn theo cơng thức (2 và 3) của NCRP 147
đối với KTV là 5 (  Sv / s) và đối với thường dân là 0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ hơn. Như vậy, tường ngăn
cách giữa phòng chụp đang khảo sát và phòng của KTV vẫn đảm bảo an tồn che chắn. Hình 7 trình bày phân số
suất liều tại tường ngăn cách phòng chụp và phịng KTV.

Hình 7. Phân bố suất liều tại tường ngăn cách phòng chụp và phòng KTV
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chụp bên cạnh, suất liều thu được lớn
nhất trong phòng sát tường có giá trị là 2,71 (  Sv / s ) , trong tường là 0,80 (  Sv / s ) và giảm về 0,10

(  Sv / s) khi ra khỏi tường. Suất liều ra khỏi tường so với suất liều giới hạn đã được tính tốn theo công thức
(2 và 3) của NCRP 147 đối với KTV là 5 (  Sv / s) và đối với thường dân là 0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ
hơn. Như vậy, tường ngăn cách giữa phòng chụp đang khảo sát và phòng bên cạnh vẫn đảm bảo an tồn che
chắn. Hình 8 trình bày phân bố suất liều tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chụp
bên cạnh.

ISBN: 978-604-82-1375-6

186


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

Hình 8. Phân bố suất liều qua tường ngăn cách phòng chụp và phòng bên cạnh
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và sân của bệnh viện, suất liều thu được lớn nhất

trong phịng sát tường có giá trị là 11,49 (  Sv / s ) , trong tường là 4,20 (  Sv / s ) và giảm về 0,24 (  Sv / s )
khi ra khỏi tường. Suất liều ra khỏi tường so với suất liều giới hạn đã được tính tốn theo công thức (2 và 3) của
NCNP 147 đối với KTV là 5 (  Sv / s) và đối với thường dân là 0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ hơn. Như vậy,
tường ngăn cách giữa phịng chụp đang khảo sát và sân của bệnh viện vẫn đảm bảo an tồn che chắn bức xạ.
Hình 9 trình bày phân bố suất liều tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và sân của bệnh viện.

Hình 9. Phân bố suất liều qua tường ngăn cách phịng chụp và sân của bệnh viện
Ngồi ra để đánh giá mức độ an tồn che chắn bên ngồi phịng chụpđang khảo sát, chúng tôi đã thực hiện
mô phỏng suất liều tại các vị trí các cell 610; 620; 630; 810; 820; 830; 250; 260; 270; 710; 720; 730 cách tường
che chắn 5cm, ở độ cao 75cm so với mặt đất và đo suất liều chiếu qua các cell đó.

ISBN: 978-604-82-1375-6

187


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

Hình 10. Vị trí và giá trị suất liều

(  Sv / s) tại các cell xung quanh phòng chụp

Kết quả cho thấy mọi vị trí bên ngồi tường suất liều khảo sát đều ngang phông môi trường. Cụ thể ở vị trí
gần cửa chính thơng giữa phịng chụp đang khảo sát và phòng chờ của bệnh nhân (cell 630) cho giá trị suất liều
thấp 0,04 (  Sv / s ) . Ở vị trí gần cửa phụ thơng giữa phòng chụp đang khảo sát và phòng KTV (cell 810) cho
giá trị suất liều 0,05 (  Sv / s ) . Ở các vị trí khác khơng ghi nhận được suất liều.
Khảo sát phịng X quang kích thước giảm tối thiểu (3m x 3m x 3m)
Đánh giá suất liều sơ cấp theo khoảng cách
Thực hiện thay đổi tọa độ của một số mặt để mơ tả lại phịng chụp với kích thước tối thiểu (3m x 3m x
3m), tiến hành khảo sát lại suất liều ứng với chế độ chụp cột sống nghiêng (86kV; 32mAs; 160ms), trường chiếu

(48,5cm x 48,5cm). Kết quả suất liều thu được như sau:
Tại các vị trí cách tâm nguồn phát tia X 50cm, 60cm, 75cm, 90cm, 100cm và trường xạ ứng với độ cao
75cm so với mặt đất.
Bảng 3. Giá trị suất liều mô phỏng tại các vị trí cách nguồn phát tia X khi kích thước phịng chụp tối thiểu
Khoảng cách
(cm)

Suất liều
 10-14 (rem/h)

50
60
75
90
100

632,69
435,33
274,40
188,03
150,98

Sai số
tỉ đối
suất liều
0,003
0,004
0,005
0,005
0,006


Sai số tuyệt đối
suất liều  10-16

Suất liều  103
(mR/s)

Suất liều  104
(  Sv / s )

1,89
1,57
1,23
1,02
0,90

4,003
2,754
1,736
1,190
0,955

3,511
2,416
1,523
1,044
0,838

Kết quả: Suất liều thu được tại các vị trí 50cm, 60cm, 75cm, 90cm, 100cm cách tâm nguồn phát tia X thu
được khơng có sai lệch nhiều so với khi chưa giảm kích thước phịng, điều này có thể hiểu, vì ở các vị trí trên chỉ

chịu tác dụng của các chùm tia trực tiếp và rất ít chịu ảnh hưởng của chùm tia phản xạ.
Tương tự, suất liều tại bốn vị trí (0;0); (0;50); (0;100); (0;150) thuộc mặt z=75cm (ứng với các vị trí nằm
dọc theo giường bệnh nhân) cũng được khảo sát. Kết quả thu được như sau:
Bảng 4. Giá trị suất liều mô phỏng tại các vị trí nằm dọc theo giường bệnh nhân với kích thước phòng tối thiểu
Tọa độ (cm)
Suất liều (  Sv / s )

(0;0;75)
8,59

(0;50;75)
17,38

(0;100;75)
6367,89

(0;150;75)
2,82

Suất liều ở vị trí (0;100;75) vẫn có giá trị cao nhất là 6367,90 µSv/s vì ngay tâm trường chiếu, các vị trí
càng dịch chuyển xa tâm trường chiếu sẽ có suất liều giảm dần.
Đánh giá an tồn che chắn tại phịng X quang kích thước giảm tối thiểu (3m x 3m x 3m)
Kết quả, phân bố suất liều qua các tường phân cách trong phòng chụp đang khảo sát và bên ngoài trong
mặt phẳng xy ứng với độ cao z = 75cm như sau:
ISBN: 978-604-82-1375-6

188


Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chờ của bệnh nhân: Suất liều lớn nhất
thu được trong phịng sát tường có giá trị là 1,65(µSv/s), trong tường là 0,95 (µSv/s) và giảm về 0,15 (µSv/s) khi
ra khỏi tường. Suất liều lớn nhất khi qua khỏi tường ứng với vị trí ở sát cửa chính, so với suất liều giới hạn đã
được tính tốn theo cơng thức (2 và 3) của NCNP 147 đối với KTV là 5 (  Sv / s) và đối với dân thường là

0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ hơn. Như vậy, tường ngăn cách giữa phòng chụp đang khảo sát và phòng chờ của
bệnh nhân vẫn đảm bảo an tồn che chắn. Hình 11 trình bày phân số suất liều tại khu vực tường ngăn cách phịng
chụp đang khảo sát và phịng chờ của bệnh nhân.

Hình 11. Phân số suất liều tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chờ của bệnh nhân.
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng KTV: Suất liều lớn nhất thu được trong
phịng sát tường có giá trị là 5,16 (  Sv / s ) , trong tường là 3,01 (  Sv / s ) và giảm về 0,1 (  Sv / s ) khi ra
khỏi tường. Suất liều lớn nhất khi qua khỏi tường ứng với vị trí sát cửa phụ thơng giữa phịng chụp đang khảo sát
và phòng KTV, so với suất liều giới hạn đã được tính tốn theo cơng thức (2 và 3) của NCNP 147 đối với KTV
là 5 (  Sv / s) và đối với dân thường là 0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ hơn. Như vậy, tường ngăn cách giữa
phòng chụp đang khảo sát và phòng của KTV vẫn đảm bảo an tồn che chắn. Hình 12 trình bày phân số suất liều
tại tường ngăn cách phịng chụp và phịng KTV.

Hình 12. Phân số suất liều tại tường ngăn cách phòng chụp và phòng KTV
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chụp bên cạnh: Suất liều lớn nhất thu
được trong phịng sát tường có giá trị là 10,66 (  Sv / s ) , trong tường là 3,75 (  Sv / s ) và giảm về 0,18

(  Sv / s) khi ra khỏi tường. So với suất liều giới hạn đã được tính tốn theo cơng thức (2 và 3) của NCNP 147
đối với KTV là 5 (  Sv / s) và đối với dân thường là 0, 25 (  Sv / s) thì vẫn nhỏ hơn. Như vậy, tường ngăn

ISBN: 978-604-82-1375-6

189



Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
cách giữa phòng chụp đang khảo sát và phòng chụp bên cạnh vẫn đảm bảo an tồn che chắn. Hình 13 trình bày
phân số suất liều tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chụp bên cạnh.

Hình 13. Phân số suất liều tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và phòng chụp bên cạnh
Tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và sân của bệnh viện: Suất liều lớn nhất thu được
trong phịng sát tường có giá trị là 15,35 (  Sv / s ) , trong tường là 10,06 (  Sv / s ) và giảm về 0,52

(  Sv / s) khi ra khỏi tường. So với suất liều giới hạn đã được tính tốn theo công thức (2 và 3) của NCNP 147
đối với KTV là 5 (  Sv / s) thì vẫn an tồn cịn đối với dân thường là 0, 25 (  Sv / s) thì giá trị suất liều lớn
hơn ngưỡng một chút, tuy nhiên khu vực này là sân bệnh viện nên hệ số chiếm cứ thấp, do đó có thể xem như an
tồn. Để vẫn đảm bảo an tồn che chắn chúng tơi đã mơ phỏng tăng bề dày lớp chì trong tường ngăn cách giữa
phịng chụp đang khảo sát và sân bệnh viện lên 2,5mm thì suất liều thu được sau khi qua khỏi tường là bằng
0 (  Sv / s) . Hình 14 trình bày phân số suất liều tại khu vực tường ngăn cách phịng chụp đang khảo sát và sân
của bệnh viện.

Hình 14. Phân số suất liều tại khu vực tường ngăn cách phòng chụp đang khảo sát và sân của bệnh viện
Khi kích thước phịng chụp giảm xuống tối thiểu thì giá trị suất liều thu được qua các cell 610; 620; 630;
810; 820; 830; 250; 260; 270; 710; 720; 730 cách tường che chắn 5cm, ở độ cao 75cm so với mặt đất (phân bố
như hình 10) thu được như sau:
- Ở cell 630 ứng với vị trí gần cửa chính thơng giữa phịng chụp đang khảo sát và phịng chờ của bệnh
nhân cho giá trị suất liều 0,095 (  Sv / s ) .
- Ở cell 810 ứng với vị trí gần cửa phụ thơng giữa phịng chụp đang khảo sát và phòng KTV cho giá trị
suất liều 0,074 (  Sv / s ) .

ISBN: 978-604-82-1375-6

190



Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
- Ở cell 820 ứng với vị trí gần kính chì giữa phòng chụp đang khảo sát và phòng KTV cho giá trị suất
liều 0,048 (  Sv / s ) .
KẾT LUẬN
Trong cơng trình này,chúng tơi đã xây dựng một phương pháp luận để đánh giá phân bố suất liều xung
quanh máy X quang chẩn đoán quy ước bằng kết hợp giữa việc sử dụng chương trình mơ phỏng MCNP5 với
thực nghiệm đo đạc. Việc khảo sát áp dụng cho mơ hình kích thước phịng hiện có (5,4m x 4,2m x 3,5m) và kích
thước phịng giảm đến giá trị tối thiểu (3m x 3m x 3m). Kết quả cho thấy suất liều mà bệnh nhân phải chịu có thể
đạt đến giá trị 6353,7489µSv/s đối với phịng X quang thực tế và 6367,89µSv/s đối với phịng X quang kích
thước tối thiểu. Suất liều bên ngồi phịng có giá trị bằng phơng mơi trường từ 0,08 µSv/s đến 0,52 µSv/s. Các
tường che chắn ở nơi khảo sát đảm bảo an toàn bức xạ ngay cả trong trường hợp kích thước phịng chụp giảm
còn (3m x 3m x 3m).

STUDY ON DOSE RATE DISTRIBUTION AROUND X-RAY TUBE USED IN MEDICAL
DIAGNOSIS IN NGUYEN TRAI HOSPITAL BY MCNP5 CODE
Truong Thi Hong Loan1,2, Van Thanh Trong3, Tran Ai Khanh4,
Nguyen Thi Truc Linh2, Luong Tuan Anh1
1

Faculty of Physics and Engineering Physics, University of Science,VNU-HCM
2
Nuclear Technique Laboratory, University of Science, VNU – HCM
3
Can Tho University
4
Tien Giang University

ABSTRACT
In this work, the dose ratedistributionaround X-ray tube used in medical diagnosis at
NguyenTraiHospitalin HCM Citywere surveyedbysimulationMCNP5 code for theactualroomsize(5.4 m

x4.2mx3.5m) andtheminimum roomsize(3m x3mx3m).The dose rate values were measured at the
different positions from the X ray source at the working mode of 86kV; 32mAs; 160ms for spine X- ray.
The simulated dose rate distribution were also done correspondingly by using MCNP5 code and
standardized by the measured value at the 100cm from the X ray source. With MCNP5 simulation
model was built, thedistributionsofthedoserate around X- ray tube were surveyed. Radiation
safetywere also evaluated for the shieldings. The results showedthat exposure from X-ray tubeto
patient can be able to reach 6353,7489µSv/s (the actural room size) and6367.89µSv/s (the minimum
room size). The calculaled dose ratevalues outsidethe roomare from0.08 Sv / s to0.52 Sv / s shows
that the shieldings here are ensuring of radiation safetyevenroom sizereduced at(3m x3mx3m).
Keywords: X-ray tube, limited dose, dose rate distribution, radiation safety.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Châu Văn Tạo (2004), An tồn bức xạ ion hóa, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP.HCM, trang 94-110.
[2]. TCVN 6561:1999 (1999), An tồn bức xạ ion hóa tại các cơ sở X quang y tế,Viện Năng lượng Hạt nhân
biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ Môi trường ban hành.
[3]. Archer B.R., Thornby J.I., Bushong S.G. (1983), Diagnostics X- ray shielding design based on an
empirical model of photon attenuation, Health Phys 1983, pp. 44: 507-17.
[4]. International Commission on Radiological Protection (1982), Protection against ionising radiation from
external sources used in medicine, ICRP Report 33.
[5]. Mc.Guire EL (1983), A revised schema for performing diagnostic X-ray shielding calculations, Health
Phys 1983, pp. 50:90-105.
[6]. National Council on Radiation Protection, Measurements (1976), Structural shielding design and
evaluation for medical use of X-rays and gamma rays of energies up to 10 MeV, NCRP Report 49.
[7]. National Council on Radiation Protection and Measurements (2005), Structural Shielding Design for
Medical use of X Rays Imaging Facilities, NCRP Report No.147.
[8]. Petrantonaki M., C. Kappas, E.P. Efstathopoulos, Y. Theodorakos, và G. Panayiotakis (1999),
Calculating shielding requirements in diagnostic X-ray departments, The Britist Journal of Radiology,
The British Institute of Radiology, pp. 179-185.
ISBN: 978-604-82-1375-6

191



Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM
[9].
[10].
[11].
[12].
[13].

Simpkin DJ. (1987), A general solution to the shielding of medical X and  rays by the NCRP report no
49 mehtods, Health Phys 1987, pp. 52:431-6.
Simpkin D.J. (1989), Shielding requirement for constant potential diagnostic X-ray beams determined
by a Monte Carlo calculation, Health Physics 1989, Vol. 56, No. 2, pp 151-164.
Tsalafoutas I.A., E. YaKoumakis, P. Sandilos (2003), A model for calculating shielding requirements in
diagnostic X-ray facilities, The Britist Journal of Radiology, 76, pp.731-737.
Toshiba (2009), Rotating Anode X-Ray Tube Assembly ROTANODE E7884X, Pulished by Toshiba
corporation, Japan.
X-5 Monte Carlo Team (2003), MCNP - A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5,
Los Alamos National Laboratory.

ISBN: 978-604-82-1375-6

192