Расчёт радиационной защиты от гамма-излучения

Если среди источников ионизирующего излучения форм-факторов больше всего у рентгеновских аппаратов, то лидерами по разнообразию применений, безусловно, являются радионуклидные источники. В медицине наибольшее применение нашло гамма-излучение, являющееся, как правило, побочным явлением радиоактивного распада. Именно от гамма-излучения требуется защищать людей, если речь идёт о радиоактивности. На самом деле, гамма-излучение радионуклидов (Tc-99m, Co-60, Ir-192 и т.д.) имеет ту же природу, что и рентгеновское излучение, но разное происхождение. Тот факт, что источник нельзя “выключить”, а также неизбежное его снижение активности со временем являются причиной определённых особенностей проектирования кабинетов с гамма-аппаратами.

Также немаловажным аспектом проекта гамма-аппарата или любого кабинета, использующего в своей работе радионуклиды является обеспечение безопасности источника ионизирующего излучения во избежание его кражи или порчи.

Итак, для чего же используются гамма-излучающие радионуклиды:

• Дистанционная гамма-терапия. Применяют, как правило, для паллиативного лечения. В голове аппарата размещена “таблетка” радионуклида, заключенная в вольфрамовую (реже — из обеднённого урана) защиту. Терапевтическое поле создаётся коллиматором с несколькими шторками. Для этой области медицины годится исключительно Co-60.
• Контактная гамма-терапия, она же брахитерапия. Используется в основном для лечения опухолей полостных органов (проктология, урология, гинекология), а также опухолей поверхностной локализации. В полости размещается и закрепляется специальный аппликатор, в котором присутствуют каналы для источника. К аппликатору присоединяют трубки, по которым из аппарата доставляется маленький источник и останавливается в заданных местах на определённое время, излучая опухолевую ткань “изнутри”. Использует преимущественно Ir-192, реже – Co-60, I-125.
• Позитронно-эмиссионная томография. Наиболее продвинутый метод функциональной диагностики опухолевых заболеваний, позволяющий, в зависимости от используемого радиофармпрепарата, визуализировать злокачественные новообразования и метастазы, корректировать стратегию химио- и лучевой терапии, проводить дифференциальную диагностику новообразований. На циклотроне, ускорителе заряженных частиц, нарабатывается радиофармпрепарат, который вводится внутривенно пациенту, распределяется по организму и концентрируется в определенных органах. Пациента обследуют на сканере и получают трёхмерную модель, на которой видно распределение РФП. Лидером по применению является F-18, но также используются C-11, N-13, O-15, Cu-64, Ga-68.
• Сцинтиграфия на гамма-камере и её более современное воплощение — однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ). Метод медицинской визуализации, имеющий широкое применение в кардиологии, онкологии, нефрологии. Для проведения требует Tc-99m, I-123, Tl-201. Кстати, благодаря сцинтиграфии и ОФЭКТ, Tc-99m является наиболее востребованным радионуклидом в медицине.
• Лучевая терапия открытыми радионуклидными источниками. Здесь выбор радионуклидов довольно большой – I-131, Sm-153, Re-186 и т.д.
• Гамма-дефектоскопия. Используется для выявления дефектов в металлических изделиях, в основном прокатных.