TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN

NGUYỄN KHẮC SƠN

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KIỂM TRA LIỀU LƯỢNG HÀNG NGÀY
CỦA MÁY XẠ TRỊ GIA TỐC PRECISE ELEKTA
TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ HẠT NHÂN

TP HỒ CHÍ MINH, 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN

NGUYỄN KHẮC SƠN - 1510406

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KIỂM TRA LIỀU LƯỢNG HANGF NGÀY
CỦA MÁY XẠ TRỊ GIA TỐC PRECISE ELEKTA
TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1: PGS TS NGUYỄN AN SƠN
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 2: KỸ SƯ NGÔ TRUNG NGHĨA

KHÓA 2015-2020

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….....


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
………………………………………………………………………........


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp
đỡ tận tình chỉ bảo của các thầy cô trường Đại học Đà Lạt và các anh chị tại Bệnh viện
Ung Bướu Tp Hồ Chí Minh.
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn An
Sơn và Kỹ sư Ngô Trung Nghĩa, những người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và truyền
đạt những kiến thức quý báu để giúp tôi thực hiện khóa luận.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Kỹ sư Nguyễn Trung Hiếu và toàn bộ các
anh chị Kỹ sư Vật lý tại khoa Kỹ thuật Phóng xạ thuộc bệnh viện Ung Bướu Tp Hồ Chí
Minh đã luôn giúp đỡ,tạo mọi điều kiện cho tôi có thể tiếp cận những thiết bị hiện đại và
kỹ thuật tiên tiến để thực hiện khóa luận.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Đà Lạt, đặc biệt là quý
thầy cô khoa Kỹ thuật Hạt nhân đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi có một
nền tảng kiến thức vững chắc để thực hiện đề tài này.
Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình đã luôn ở bên, tạo mọi điều kiện tốt
nhất cho tôi. Tôi cũng cảm ơn các bạn lớp Kỹ thuật Hạt nhân khóa 39 đã đồng hành cùng
tôi trong những năm học đã qua, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Chân thành cảm ơn
NGUYỄN KHẮC SƠN


MỤC LỤC



BẢNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT


DANH MỤC CÁC BẢNG


DANH MỤC CÁC HÌNH


MỞ ĐẦU
Ngày nay, ung thư là một căn bệnh cực kỳ nguy hiểm. Theo
tổ chức Ung thư Mỹ công bố vào năm 2007 thì có khoảng 7,6
triệu người chết vì ung thư. Ngoài ra có 12 triệu người mang căn
bệnh Ung thư trên toàn thế giới. Tại Việt Nam, theo nghiên cứu
của Giáo sư Nguyễn Bá Đức thì ung thư vẫn là nguyên nhân hàng
đầu gây tử vong. Mỗi năm có khoảng 150 000 người mắc bệnh
ung thư mới và khoảng 75 000 người tử vong.
Các phương pháp điều trị ung thư thường dùng là phẫu
thuật, hóa trị, xạ trị,… hoặc kết hợp ít nhất 2 phương pháp trên
với nhau. Trong xạ trị, tế bào ung thư bị tiêu diệt bởi các chùm
bức xạ mang năng lượng cao như chùm photon hay electron. Để
tạo tạo ra các chùm tia này, máy gia tốc tuyến tính được sử dụng
rất phổ biến. Một trong số những máy gia tốc tuyến tính thông
dụng nhất tại Việt Nam là máy gia tốc Precise Elekta.
Để việc điều trị đạt hiệu quả cao thì liều điều trị cho bệnh
nhân phát ra từ máy xạ trị gia tốc phải được đảm bảo đúng với
liều được tính trong kế hoạch điều trị. Nếu liều phát ra từ máy xạ
trị gia tốc không được kiểm soát, thì bệnh nhân sẽ phải nhận liều
cao hơn hoặc thấp hơn so với kế hoạch. Dựa trên một số nghiên
cứu[1-2] từ xác suất kiểm soát khối u (TCP) và xác suất biến

chứng mô lành (NTCP) đã kết luận rằng sự sai lệch về liều từ 7 %
đến 10 % có thể dẫn đến hiệu ứng lâm sàng trên các khối u và
mô lành[3]. Theo khuyến cáo của Hiệp hội Vật lý Y khoa Hoa Kỳ
(AAPM) ngưỡng sai lệch giới hạn là 3 % [4]. Do đó, việc đo liều
cho máy xạ trị gia tốc là một quy trình quan trọng mà các kỹ sư
vật lý y khoa luôn phải thực hiện đều đặn mỗi ngày trước khi sử
dụng máy điều trị cho bệnh nhân. Công việc này sẽ đảm bảo liều
phát ra từ máy luôn nằm trong khoảng sai số cho phép. Nếu liều


lượng vượt quá ngưỡng sai số này thì máy sẽ không được phép sử
dụng để điều trị cho đến khi nó được hiệu chỉnh lại.
Khóa luận này sẽ tìm hiểu về quy trình đo đạc liều lượng
hằng ngày cho máy gia tốc Precise Elekta tại Bệnh viện Ung bướu
Thành phố Hồ Chí Minh. Trên cơ sở đó, khóa luận sẽ tiến hành đánh
giá kết quả việc kiểm tra liều lượng mỗi sáng của máy xạ trị gia tốc Precise Elekta
tại bệnh viện Ung Bướu thành phố Hồ Chí Minh.
Trước hết để đánh giá được kết quả việc kiểm tra liều lượng mỗi sáng của
máy xạ trị gia tốc Precise Elekta cần phải tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của máy gia tốc Precise Elekta, các lý thuyết đo liều cũng như thiết bị đo liều
Daily QA3. Sau đó sẽ tìm hiểu quy trình đo liều mỗi sáng với thiết bị Daily QA3
cho máy gia tốc Precise Elekta, tìm hiểu hướng khắc phục khi sai lệch liều vượt
quá giới hạn cho phép, ghi chép số liệu thực nghiệm. Cuối cùng là đánh giá đánh
giá kết quả liều lượng, đưa ra nhận xét.
Với mục đích nêu trên, nội dung khóa luận được bố cục như sau:
Chương 1: Tổng quan về máy xạ trị gia tốc Precise Elekta
Chương 2: Thiết bị Daily QA3 và phương pháp đo liều
Chương 3: Kết quả, đánh giá
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong thời gian thực hiện khóa luận nhưng
không thể tránh được những sai sót. Kính mong nhận được ý kiến đóng góp của

các thầy cô để bài khóa luận được hoàn thiện hơn.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY XẠ TRỊ GIA TỐC PRECISE ELEKTA
Xạ trị là sử dụng các chùm tia bức xạ để tiêu diệt các tế bào ung thư và hạn chế
ảnh hưởng của chùm tia đến các cơ quan lành xung quanh. Để có thể tạo ra các chùm tia
bức xạ có ý nghĩa trong xạ trị này, máy gia tốc sẽ được sử dụng.
Máy xạ trị gia tốc Presice Elekta sử dụng 2 loại bức xạ để điều trị là chùm electron
và chùm photon:
- Chùm photon có 1 mức năng lượng 6 MV để điều trị các khối u nằm sâu trong
cơ thể. Chùm photon thường được sử dụng kết hợp nhiều trường chiếu để đạt
hiệu quả tối ưu nhất.
- Chùm electron có 4 mức năng lượng 6, 9, 12, 15 MeV để điều trị các khối u
nông gần bề mặt da cơ thể hay kết hợp với chùm photon để điều trị. Ví dụ như
trong xạ bổ túc đầu cổ ( Khi liều xạ cần thiết là 70 Gy, mà tủy sống chịu được
tối đa chỉ 45 Gy thì chia ra làm 2 đợt xạ. Đợt 1, xạ với chùm photon 40 Gy.
Đợt 2, Xạ 30 Gy kết hợp chùm photon phía trước và chùm electron phía sau
sao cho tủy sống không nhận thêm liều)

1.1.

Hình 1.1. Máy xạ trị gia tốc Prisice Elekta
Nguyên lý cấu tạo
Sơ đồ cấu tạo đơn giản của máy xạ trị gia tốc Precise Elekta như hình 1.2:


Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo
1.1.1. Magnetron

Magnetron là một thiết bị phát sóng cao tần (RF) được sử dụng trong máy xạ trị

gia tốc Presice Elekta. Cấu tạo gồm một cathode hình trụ ở giữa, một anode đồng tâm với
cathode có khoét các hốc cộng hưởng, một hệ nam châm nằm ở 2 đầu cathode và anode.

Hình 1.3. Cấu tạo magnetron
Các xung điện áp làm nóng cathode. Các electron thoát ra khỏi cathode, bị hút về
phía anode là khối đồng tâm với cathode có khoét các lỗ cộng hưởng. Một từ trường song


song trục cathode được tạo ra làm các electron đi theo quỹ đạo cong. Khi từ trường đủ
lớn, các electron quét qua anode trước khi trở lại cathode. Khi đó, có hai điều xảy ra. Một
là, dòng điện cảm ứng được thiết lập trong các hốc anode từ đó tạo ra sóng RF. Thứ hai,
electron quay trở lại sẽ giải phóng nhiều electron hơn bởi phát xạ thứ cấp, điều này buộc
phải giảm nhiệt độ cathode. Sóng RF sẽ được trích ra qua glass dome.
1.1.2. Ống dẫn sóng

Ống dẫn sóng có chức năng truyền sóng RF từ magnetron đến ống gia tốc. Ống
được làm bằng đồng, bên trong chứa đầy chất điện môi sulfur hexafluoride để ngăn hiện
tượng phóng điện xảy ra trong ống.

Hình 1.4. Ống dẫn sóng
1.1.3. Súng electron

Súng electron có nhiệm vụ tạo ra electron để đưa vào ống gia tốc. Các electron
được tạo ra theo nguyên lý bức xạ nhiệt bằng cách đốt nóng cathode bởi một xung điện
áp. Trước khi đi vào ống gia tốc, chùm electron bị nén thành những xung rất ngắn gọi là
micropluse. Ban đầu chùm electron được tạo ra hầu như liên tục nhưng do sóng RF tác
dụng lên từng electron khác nhau tạo thành từng bó.


Hình 1.5. Súng electron

1.1.4. Ống gia tốc

Ống gia tốc sử dụng trong các máy xạ trị gia tốc Presice Elekta là ống gia tốc sóng
chạy. Nó có cấu tạo là một khối hình trụ được hút chân không, bên trong gồm các đĩa
đồng được đặt cách nhau một khoảng cách nhất định phụ thuộc vào tần số của sóng RF.
Sóng RF được đưa vào cùng vị trí với lối vào chùm electron.

Hình 1.6. Ống gia tốc sóng chạy
1.1.5. Hệ thống ống dẫn và hội tụ chùm tia

Trong quá trình gia tốc thì chùm electron bị phân kỳ do bản thân sóng RF tồn tại
độ lệch xuyên tâm và lực đẩy coloumb giữa các electron cùng điện tích. Nó có thể dẫn
đến làm giảm chùm tia và hư hỏng cấu trúc ống gia tốc. Do đó,các cuộn từ trường được
bố trí xunh quanh ống gia tốc giúp chùm electron hội tụ và ổn định suất liều lối ra.
1.1.6. Hệ thống từ trường uốn

Các electron chuyển động trong từ trường sẽ bị uốn cong theo quỹ đạo phụ thuộc
vào năng lượng của chúng. Hệ thống từ trường uốn có chức năng làm hẹp phổ năng


lượng, hội tụ và hướng chùm electron đi thẳng theo trục trung tâm do chùm electron khi
ra khỏi ống gia tốc có phổ năng lượng rộng. Máy xạ trị gia tốc Presice Elekta sử dụng hệ
từ trường uốn slalom bend như hình 1.7.

Hình 1.7. Hệ từ trường uốn slalom bend
Các electron sẽ đi qua 3 giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất làm lệch electron 45 0 và
đóng vai trò như một phổ kế. Các electron có năng lượng lớn hơn sẽ bị lệch một góc nhỏ
hơn 450, các electron có năng lượng nhỏ hơn sẽ bị lệch một góc lớn hơn 45 0, những
electron này sẽ bị lại tại cửa sổ S. Sau đó các electron sẽ được đi qua giai đoạn thứ 2 làm
lệch 450 nhưng theo hướng ngược lại. Trong quá trình này, các eleclectron bắt đầu hội tụ.

Giai đoạn uốn cuối cùng với một góc 112.50 sẽ hoàn thành việc hội tụ năng lượng.
1.1.7. Bia tia X

Tia X được tạo ra bởi bức xạ hãm từ một chùm electron đập vào bia kim loại có số
nguyên tử cao (cường độ tương đối của bức xạ hãm phụ thuộc tương đối vào số nguyên
tử), nhiệt độ nóng chảy cao (hiệu suất của quá trình này chỉ đạt khoảng 5%, 95% còn lại
biến đổi thành nhiệt năng), thường là vonfram hoặc hợp kim vonfram-đồng. Bia kim loại
được tải bớt nhiệt bởi hệ thống làm mát bằng nước.
1.1.8. Hệ thống định dạng chùm tia ( collimator )

Chùm bức xạ phải được hạn chế theo cách nào đó để đảm bảo rằng các cơ quan
lành bị chiếu xạ không đáng kể. Collimator là thiết bị dùng để xác định trường chiếu,
kích cỡ khe hở của collimator trong máy thì rất nhỏ. Độ dày của vật liệu che chắn làm
bằng hợp kim pha chì và những kim loại khác. Mỗi collimator đều được gắn trong đầu
máy, gồm các loại như collimator đối xứng, collimator độc lập, collimator đa lá.


Hình 1.8. Hệ thống định dạng chùm tia[5]
1.1.9. Bàn điều trị

Bàn điều trị với 4 chiều có tích hợp hệ thống điều khiển cho phép:
-

Vertical: Nâng lên, hạ xuống
Lateral: Qua trái, qua phải
Long: Tiến, lùi về thân máy
Rotation: Quay tròn

Với 4 chiều này cho phép bàn di chuyển một cách linh hoạt để thuận tiện cho việc
xạ trị.

1.2.

Nguyên lý hoạt động

Ban đầu chùm electron được tạo ra từ súng electron bằng cách đốt nóng cathode
dựa trên nguyên lý bức xạ nhiệt. Các electron này được điều biến dưới dạng xung và đưa
vào ống gia tốc sao cho đồng bộ với sóng RF được tạo ra từ magnetron qua ống dẫn sóng
tới lối vào ống gia tốc.
Các electron chịu tác dụng của sóng RF trong đó thành phần điện trường chạy dọc
theo trục của ống gia tốc. Năng lượng mà chúng đạt được bằng tích eEd của điện tích e,
điện trường E và quãng chạy d dưới tác dụng điện trường. Việc gia tốc các electron đến
năng lượng rất cao là do các electron cưỡi lên sóng RF. Hệ thống ống gia tốc sẽ được hút
chân không để các electron không bị va chạm với phân tử khí. Trong ống gia tốc chùm tia
sẽ không bị phân kỳ do có hệ thống các cuộn từ trường giúp hội tụ chùm tia và ổn định
suất liều.[6]


Chùm electron ra khỏi ống gia tốc sẽ đi qua hệ từ trường uốn để chọn lựa mức
năng lượng phù hợp với mục đích điều trị và trùng khớp với trục chính của hệ định dạng
chùm tia.
Hầu hết các máy gia tốc hiện nay đều có 2 chế độ là chế độ phát electron và chế độ
phát photon. Về mặt cơ khí, máy được chế tạo linh hoạt thay đổi chế độ phát tia sao cho
phù hợp với mục đích điều trị.
Khi máy ở chế độ phát electron, chùm electron được đưa vào đầu máy điều trị.
Lúc này cường độ chùm electron tập trung cao ở tâm và có tiết diện hẹp . Để cường độ
chùm tia được đồng nhất, đồng đều thì người ta cho chùm electron đi qua một lá tán xạ sơ
cấp mỏng và bộ lọc. Hình dạng và kích thước chùm tia được định dạng bởi hệ collimator
sơ cấp và collimator thứ cấp. Buồng ion hóa giúp kiểm soát liều lượng.
Khi máy ở chế độ phát tia X thì chùm electron sau khi ra khỏi từ trường uốn sẽ
được cho đập vào bia tia X. Chùm tia X sinh ra từ bia có cường độ tập trung cao tại trục

chính của chùm tia và được đồng nhất cường độ bằng bộ lọc và bộ bù trừ. Hệ collimator
sơ cấp có tác dụng gom chùm tia và hạn chế tán xạ. Hệ collimator thứ cấp giúp định dạng
trường chiếu và buồng ion hóa dùng để kiểm soát liều lượng.
Cùng với hệ thống cơ khí chuyển động linhh hoạt, là hệ thống đảm bảo an toàn với
một chuỗi khóa liên động điện, nhiệt độ, áp suất, kiểm soát liều lượng giúp cho mục đích
điều trị hoàn hảo nhất có thể.
2.


CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ DAILY QA3 - PHƯƠNG PHÁP ĐO LIỀU – NGƯỠNG
LIỀU GIỚI HẠN
2.1.

Giới thiệu về thiết bị Daily QA3

Daily QA3 là một thiết bị kiểm soát thông số đầu ra của máy gia
tốc của hãng Sun Nuclear thuộc Hoa Kỳ. Nó có cấu tạo nhỏ gọn, không
chỉ kiểm tra về liều lượng, Daily QA3 còn có thể kiểm tra năng lượng,
độ phẳng, độ đối xứng, độ ổn định trường bức xạ. Không những vậy,
Daily QA3 cũng có thể kiểm tra cơ khí đơn giản như kích thước trường
chiếu, laser, thước chỉ thị khoảng cách quang học,… Với khả năng kiểm
tra được nhiều tiêu chí nhưng lại chỉ có cấu tạo nhỏ gọn đã tạo được
khá nhiều thuận lợi cho kỹ sư vật lý y khoa trong việc kiểm tra máy gia
tốc.
Việc kiểm tra liều lượng mỗi sáng đòi hỏi phải được thực hiện
nhanh chóng để kịp tiến độ xạ trị cho bệnh nhân, Daily QA3 đáp ứng
tốt yêu cầu này. Nó không yêu cầu warn-up trước, không yêu cầu buildup hoặc dịch chuyển vị trí, bổ chính nhiệt độ và áp suất một cách tự
động, vận hành 2 bước đơn giản là khởi động và ghi nhân. Daily QA3
còn được tích hợp cả buồng ion hóa và diode cho hiệu quả tối ưu nhất.
Thiết bị daily QA3 được mô tả trong hình 2.1 và bao gồm một số bộ phận sau:

- Bảng đầu dò, đây được xem là bộ phận quan trọng nhất của thiết bị, nó được
tích hợp 13 buồng ion hóa bao gồm 1 buồng đo trung tâm, 4 buồng đo
electron, 4 buồng đo tia X, 4 buồng đo sơ cấp và 12 diode kiểm tra trường
sáng. Các đầu dò được phân bố như trong hình 2.2.
- Bộ nguồn cung cấp năng lượng,
- Hệ thống trạm cơ sở không dây hoặc kết nối trực tiếp bằng dây cáp,
- Bộ truyền dữ liệu nguồn,
- Dây cáp kết nối,
- Máy tính chuyên dụng.


Hình 2.1. Hệ thiết bị Daily QA3

Hình 2.2. Phân bố hệ thống detector
Kết quả thu nhận được là các dữ liệu về liều lượng, năng lượng, độ phẳng,
độ đối xứng,… được hiển thị qua:
− Results: hiển thị các kết quả cuối cùng của phép đo.
− Baseline: Kết quả đo lần đầu tiên được dùng làm dữ liệu cơ sở, dùng để so sánh

với các lần đo tiếp theo.


−
−
−
−
−
−
−
−

−
−

Diff: hiển thị giá trị khác biệt giữa kết quả đo vừa thực hiện với dữ liệu cơ sở.
Warn: hiển thị ngưỡng cảnh báo đã thiết lập cho kế hoạch tiêu chuẩn.
Fail: hiển thị giá trị khác biệt tối đa đã thiết lập cho kế hoạch tiêu chuẩn.
Dose: liều lượng tại buồng ion hóa trung tâm.
AxSym: phần trăm đối xứng dọc.
TrSym: phần trăm đối xứng ngang.
QAFlat: độ phẳng.
e-Energy: phần trăm năng lương electron thay đổi.
X-Energy: phần trăm năng lương photon thay đổi.
Xsize, Xshit, Ysize, Yshit: Sự phù hợp trường sáng.

Hình 2.3. Hiển thị kết quả đo
Các thông số kỹ thuật của thiết bị được cho trong phụ lục 3[7].
Về mặt liều lượng, Daily QA3 hoạt động theo nguyên tắc thu nhận tín hiệu điện
tích. Vì vậy để bắt đầu làm việc với Daily QA3 chúng ta cần phải hiệu chuẩn thiết bị để
nó có thể chuyển đổi từ tín hiệu điện tích sang liều lượng.Để thực hiện viêc hiệu chuẩn
này cần có bộ dữ liệu được thu thập từ việc đo liều hấp thụ trong nước theo chuẩn
TRS398 của IAEA. Quy trình này sẽ được trình bày trong mục 2.2 và 2.3.
2.2.

Đo liều hấp thụ trong nước theo tiêu chuẩn TRS398 của IAEA

Có 2 loại buồng ion hóa thường được sử dụng để đo liều theo tiêu chuẩn TRS398
của IAEA là buồng ion hóa phẳng và buồng ion hóa hình trụ.


Hình 2.4. Buồng ion hóa phẳng và buồng ion hóa hình trụ

2.2.1. Hệ số chuẩn buồng ion hóa[8]

Để thực hiện quy trình đo liều hấp thụ trong nước TRS 398 thì buồng ion hóa phải
được hiệu chuẩn bởi một phòng thí nghiệm sơ cấp hoặc thứ cấp. Việc này được tiến hành
với chùm tia tham chiếu từ nguồn Co60 và được thực hiện như sau:
-

Xác định giá trị liều hấp thụ trong nước của chùm tia gamma phát ra từ nguồn
Co60 trong điều kiện chuẩn với buồng ion hóa chuẩn của phòng thí nghiệm.
Đưa buồng ion hóa cần hiệu chuẩn vào trong cùng điều kiện trên để xác định
giá trị điện tích .
Hệ số hiệu chuẩn buồng ion hóa được xác định theo công thức (1):
(1)
Bảng 2.1. Điều kiện chuẩn buồng ion hóa[8]
Đại lượng ảnh hưởng

Giá trị chuẩn

Vật liệu phantom

Nước

Kích thước phantom

30cm x 30cm x 30cm

Khoảng cách từ nguồn đến buồng 100cm


ion hóa

Nhiệt độ không khí

200C

Áp suất không khí

101.3kPa

Điểm quy chiếu của buồng ion Hình trụ: Điểm quy chiếu nằm
hóa
trên trục trung tâm, tại vị trí tâm
của thể tích hốc khí.
Phẳng: Điểm quy chiếu nằm giữa
buồng ion hóa và bên trong cửa
sổ
Độ sâu tham chiếu buồng ion hóa

5g/cm2

Kích thước trường chiếu ở vị trí 10cm x 10cm
tham chiếu
Độ ẩm tương đối

50%

2.2.2. Hệ số hiệu chỉnh chất lượng chùm tia

Chùm tia tham chiếu chất lượng của nguồn Co60 tại phòng thí nghiệm hiệu chuẩn
khác với chùm tia chất lượng được sử dụng tại các cơ sở. Hệ số hiệu chỉnh chất lượng
chùm tia được xác định theo công thức (2)[8]:

(2)
Lý tưởng nhất, hệ số hiệu chỉnh chất lượng chùm tia nên được đo trực tiếp cho
mỗi loại buồng ion hóa với chất lượng tương tự chất lượng chùm tia người dùng. Thực tế,
chất lượng chùm tia người dùng không có ở phòng thí nghiệm nên không thể đo được.
Do đó hệ số được tính toán dựa vào lý thuyết Bragg – Gray theo công thức (3)[8]:
(3)
Trong đó:
- , tương ứng là tỉ số năng suất hãm giữa nước và không khí khi sử dụng chùm tia
có chất lượng Q, Qo.
- , tương ứng là năng lượng để tạo ra một cặp ion khi sử dụng chùm tia có chất
lượng , .
- tương ứng là hệ số hiệu chỉnh nhiễu loạn buồng đo.
Đối với chùm photon và electron được hiệu chuẩn bởi chùm tia tham chiếu từ
nguồn Co60 thì hệ số được ký hiệu là . Tại các cơ sở khi tiến hành đo liều cho chùm
photon và electron thì IAEA khuyến cáo xác định hệ số thông qua phép đo thực nghiệm,
cụ thể như sau:
2.2.2.1.
Đối với chùm photon


Hệ số được xác định thông qua giá trị được định nghĩa là tỷ số mô phantom hay
tỉ số liều trên trục trung tâm ở độ sâu z = 20 cm và z = 10 cm trong nước ở điều kiện
chuẩn.
Bảng 2.2. Điều kiện xác định [8]
Đại lượng ảnh hưởng

Giá trị chuẩn

Vật liệu phantom


Nước

Loại buồng ion hóa

Hình trụ hoặc phẳng

Khoảng cách từ nguồn đến buồng 100cm
ion hóa
Điểm quy chiếu của buồng ion Hình trụ: Điểm quy chiếu nằm
hóa
trên trục trung tâm, tại vị trí tâm
của thể tích hốc khí.
Phẳng: Điểm quy chiếu nằm giữa
buồng ion hóa và bên trong cửa
sổ
Độ sâu tham chiếu buồng ion hóa

Tại độ sâu tham chiếu chuẩn zref

Kích thước trường chiếu ở vị trí 10cm x 10cm
tham chiếu
Độ sâu cho phép đo

10g/cm2 và 20 g/cm2

có thể được đo trực tiếp hay thông qua tính toán từ đại lượng hay theo công thức
(4) hoặc (5) [8]:
(4)
(5)
Trong đó:

-

phần trăm liều hấp thụ ở độ sâu 10 cm trong nước, kích thước trường chiếu
10cm x 10 cm ở bề mặt phantom, cách nguồn 100 cm.
: tỷ số của phần trăm liều hấp thụ ở độ sâu 20 cm và liều hấp thụ ở độ sâu 10 cm
trong nước.

Sau khi xác định được giá trị thì tùy thuộc vào loại buồng ion hóa mà hệ số cho
chùm photon sẽ có giá trị khác nhau. Bảng các giá trị xác định theo hệ số cho một số
loại buồng ion hóa thông dụng được cho trong Phụ lục 1[8].
2.2.2.2.

Đối với chùm electron


Hệ số cho chùm electron được xác định thông qua giá trị (g/cm2) được định nghĩa
là giá trị điện tích ở độ sâu mà liều hấp thụ bằng 50% giá trị liều hấp thụ cực đại ở độ
sâu . không thể đo trực tiếp mà phải xác định thông qua ,ion là giá trị điện tích thô đo
được tại khoảng cách liều hấp thụ bằng 50% liều hấp thụ cực đại ở độ sâu trong nước.
được tiến hành đo với kích thước trường chiếu 10 cm x 10 cm ở bề mặt phantom, khoảng
cách từ nguồn đến bề mặt phantom SSD là 100 cm. Khi đó liên hệ với theo công thức
(6) hoặc 7 [8]:
( với ≤ 10 g/cm2)
( với > 10 g/cm2)

(6)
(7)

Sau khi xác định được giá trị thì tùy thuộc vào loại buồng ion hóa sử dụng mà hệ
số cho chùm electron sẽ có giá trị khác nhau. Bảng các giá trị xác định theo hệ số cho

một số loại buồng ion hóa thông dụng được cho trong Phụ lục 2[8].
2.2.3. Hệ số hiệu chỉnh giá trị điện tích

Hệ số hiệu chỉnh giá trị điện tích M Q được xác định thông qua giá trị điện tích thô
Mraw trên màn hình electrometer và cần được hiệu chỉnh thông qua những đại lượng k T,P,
kpol, ks, kelec, được cho bởi công thức (8) [8]:
MQ = Mraw kT,P kpol ks kelec

(8)

Trong đó:
- kT,P là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, áp suất được cho bởi công thức (9) [8]:
(9)
•
•

T và P là nhiệt độ và áp suất của hốc khí ở thời điểm đo;
T0 và P0 là nhiệt độ và áp suất chuẩn (101,3 kPa và 200C).
kpol hệ số hiệu chỉnh sự phân cực buồng ion hóa được cho bởi công thức (10)
[8]:

-

(10)
•

M+, M- là giá trị điện tích electromter ghi khi phân cực là dương hay âm.
• M là giá trị điện tích electrometer ghi được ứng với cách phân cực thông
thường (dương hoặc âm).
- ks hệ số hiệu chỉnh sự tái hợp ion được cho bởi công thức (11) [8]:

(11)
• M1 và M2 lần lượt là giá trị điện tích tương ứng với các điện thế V 1 và V2

trong cùng một điều kiện phát tia, V 1 là điện thế được sử dụng khi đo liều, V 2 là
điện thế thấp hơn ở mức lý tưởng, sao cho V1⁄V2 ≥ 2.
• Các hệ số được cho trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Hệ số [9]
V1/V2

Bức xạ dạng xung

Bức xạ dạng xung quét