Thiết kế máy ấp thuố để tránh nhiễm xạ ho nhân viên y tế

Nhân viên làm việc này sẽ không làm việc lâu dài đợc và nhân viên y tế khác cũng bị ảnh hởng.Vì vậy nhu cầu về máy cấp thuốc phóng xạ đã trở thành một nhu cầu cấp thiết.. Mục đích của

Bộ giáo dục và đào tạoBộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học Bách khoa Hà nội

Mục lục

Trang Trang1 1

Mở đầu 3 Chơng 1- Tác dụng sinh lí của chất phóng xạ 4

2.2- Tính chiều dày vỏ chì và độ nhiễm xạ cho nhân viên y tế 33 2.3- Cấu tạo chung của máy cấp thuốc 35

3.3- Kiểm tra phóng xạ xung quanh máy 80 Chơng 4- Thử nghiệm máy, hớng phát triển tiếp theo83

Mở đầu

Lí do chọn đề tài, mục đích, đối tợng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Chữa bệnh bằng cách uống thuốc có chứa chất phóng xạ thích hợp dã

đợc sử dụng ngày càng rộng rãi ở nớc ta và trên thế giới Hiện nay ,ở các cơ

sở điều trị bằng thuốc phóng xạ trên đất nớc ta, nhân viên y tế vẫn phải dùng kẹp để gắp thuốc phóng xạ để cấp cho ngời bệnh Cách làm này có nguy cơ gây nhiễm phóng xạ cho nhân viên y tế và còn gây ra nhiễm phóng xạ vùng xung quanh Nhân viên làm việc này sẽ không làm việc lâu dài đợc và nhân viên y tế khác cũng bị ảnh hởng.Vì vậy nhu cầu về máy cấp thuốc phóng xạ

đã trở thành một nhu cầu cấp thiết Xuất phát từ thực tế đó, tôi chọn đề tài thiết kế máy cấp thuốc để tránh nhiễm phóng xạ cho nhân viên y tế Mục đích của đề tài này là thiết kế một loại máy cấp thuốc chuyên dùng nhằm bảo đảm an toàn cho nhân viên y tế và tránh gây nhiễm phóng xạ cho mô i trờng xung quanh Yêu cầu quan trọng đối với máy này là: Làm việc tin cậy, giá thành hạ, dễ chế tạo và dễ sử dụng Đây là loại máy chuyên dùng nhng có thể thay đổi, điều chỉnh để cấp những loại thuốc khác nhau trong phạm vi rộng, và có thể làm một số công việc khác Khi thiết

kế máy này, tôi cố gắng đơn giản hoá kết cấu máy, sử dụng các mạch điện tử

đơn giản đợc lắp từ các linh kiện điện tử thông dụng Hiện nay ở các cơ sở y

tế của nớc ta cha có máy cấp thuốc này, và cũng cha có thông tin về loại máy này của thế giới nên tôi phải thiết kế hoàn toàn mới Chắc chắn trên thế giới đã có các loại máy cấp thuốc phóng xạ, tuy vậy giá thờng rất đắt nên khó có thể phù hợp với các cơ sở y tế ở nớc ta hiện nay Vì vậy việc tự thiết

kế và chế tạo máy cấp thuốc này là rất cần thiết

Thông qua thiết kế máy này mà có thể rèn luyện khả năng thiết kế máy cả về phần cơ khí và điện, điện tử Điều này rất cần thiết với cán bộ kĩ thuật cơ khí hiện nay

UChơng I :U Tác dụng sinh lí của chất phóng xạ

Chất phóng xạ là chất có chứa các nguyên tố phóng xạ Các nguyên tố

này luôn tự phân rã để tạo thành các nguyên tố mới đồng thời phát ra các tia

phóng xạ Các tia này có ảnh hởng lớn đến cơ thể sống mà nó chiếu vào

Việc nghiên cứu ảnh hởng này là rất cần thiết khi thiết kế máy làm việc với

chất phóng xạ, tính toán độ an toàn về phóng xạ cho ngời và cho môi trờng

1.1 Các loại tia phóng xạ :

Các loại tia phóng xạ bao gồm: Tia an pha, tia bê ta, tia gam ma, tia nơ

tơ rôn Cụ thể về các tia này nh sau:

1.1.1 Tia an pha ααα :

Tia α gồm các hạt bay với tốc độ từ 10.000 đến 25.000 km/s Hạt α α

chính là hạt nhân của nguyên tử Hê li Nó có khối lợng là 4 đơn vị khối

lợng nguyên tử đvklnt ) và có điện tích dơng với trị số bằng hai lần trị số (

điện tích của điện tử Tuỳ chất phóng xạ mà bức xạ α của chúng có năng

lợng khác nhau, thờng từ 3 MeV đến 11 MeV

năng lợng 3MeV thì vận tốc là 1,2.10P

4

Pkm/s, với năng lợng 5MeV thì vận

tốc là 1,5.10P

4

Pkm/s, với năng lợng 11 MeV thì vận tốc là 2,3.10P

4

P

km/s Đối với các hạt mang điện thì đây cũng không phải là tốc độ lớn

−

511 , 0

511 , 0 1

β

2

P (km/s)

90

Pphát ra bức xạ β có năng lợng cực đại

là 1,5 MeV, có vận tốc là 291.000 km/s

1.1.3 Tia gam ma γ γγγγ :

Tia gam ma γ có bản chất là sóng điện từ có tần số rất cao tức là có

bớc sóng rất ngắn, ngắn hơn bớc sóng của tia Rơn ghen Phô tôn đợc γ phát ra bởi các nguồn sau:

- Từ hạt nhân: ở trạng thái kích thích, hạt nhân phát bức xạ gam ma γ để trở

về trạng thái cơ bản hay trạng thái kích thích thấp hơn

- Bức xạ gam ma γ do phản ứng huỷ cặp: Phản ứng huỷ cặp êlectrôn – pôditrôn sinh ra hai bức xạ gam ma, có năng lợng mỗi bức xạ là 0,51 MeV

Bức xạ γ của phần lớn các đồng vị phóng xạ có năng lợng khoảng 0,1 – 7 MeV Ngời ta chia bức xạ γ thành hai loại: Bức xạ γ cứng có năng lợng lớn hơn 1 MeV, bức xạ γ mềm có năng lợng nhỏ hơn hoặc bằng 1 MeV Quan hệ giữa năng lợng bức xạ và bớc sóng của chúng thể hiện qua γ công thức sau:

λ =

γ E

12 10 24 ,

1.2 - Tơng tác của tia phóng xạ với vật chất :

Các bức xạ phóng xạ (tia phóng xạ) tơng tác với tất cả mọi vật chất có trên đờng đi của chúng quá trình tơng tác có thể xảy ra ở lớp vỏ điện tử hay trực tiếp với hạt nhân tuỳ theo bản chất của bức xạ và vật chất bị tác dụng Các hạt mang điện nh βP

+

PR R, β- P P, prôtôn p, hạt thì phần lớn tơng tác với lớp α

vỏ điện tử của nguyên tử, ít khi tơng tác với hạt nhân Có điều đó là do có sự tơng tác Culông rất mạnh giữa lớp vỏ điện tử với hạt mang điện, kết quả là hạt mang điện bị lệch hớng chuyển động, mất năng lợng rất nhanh và không còn đủ khả năng đi tới hạt nhân Do đó để tơng tác đợc với hạt nhân thì các bức xạ mang điện cần có năng lợng rất lớn

Bức xạ X, γ khi có năng lợng nhỏ cũng tơng tác với lớp vỏ điện tử Khi có năng lợng lớn thì dễ dàng tơng tác với hạt nhân

Nơ trôn chỉ tơng tác với hạt nhân, không tơng tác trực tiếp với lớp vỏ

b)Va chạm không đàn hồi :

Va chạm không đàn hồi l những va chạm qua đó gây nên sự thay đổi à

động năng, trạng thái của các hạt va chạm nhng vẫn không làm thay đổi bản chất của chúng

P + R 6 RC14 P

S u đây sẽ xét các trờng hợp va chạm (vì phản ứng hạt nhâa n ít xảy ra )

1.2.1- Tơng tác của tia ααα :

Hạt α phải có năng lợng đủ lớn thì mới ó thể gây ra phản ứng hạt cnhân, thông thờng nó chỉ tơng tác với lớp vỏ điện tử của nguyên tử Do có khối lợng và điện tích lớn nên hạt tơng tác rất mạnh với mα ôi trờng Nó ion hoá nguyên tử trở thành ion dơng và điện tử chuyển động tự do nh một ion âm Năng lợng để tạo ra một cặp iôn trong từng loại vật chất khác nhau thì khác nhau, với không khí thì năng lợng đó là 35,5 eV/cặp Số cặp ion

đợc tạo thành ên đờng đi của hạt tr α là rất lớn

Ví dụ: Một hạt α có năng lợng 5 MeV, chuyển động trong không khí, đến khi mất hết năng lợng sẽ tạo ra số cặp ion là khoảng 1,5.105 cặp ion

Những cặp ion do hạt α tạo ra gọi là những căp ion sơ cấp Các ion sơ cấp lại ion hoá các nguyên tử của môi trờng tạo ra các cặp ion thứ cấp Số ion thứ cấp lớn hơn số ion sơ cấp rất nhiều Quãng đờng mà hạt đi đợc trong môi α trờng cho tới khi nó mất hoàn toàn năng lợng thì đợc gọi là tầm của hạt α trong môi trờng đó Ngời ta dùng khái niệm mật độ iôn hoá để biểu thị khả năng iôn hoá của các bức xạ trên tầm của chúng Mật độ iôn hoá đợc tính bằng số cặp iôn sinh ra trên một đơn vị độ dài của tầm Mật độ iôn hoá do hạt

α gây ra là rất lớn.Với hạt α có năng lợng 8,3 MeV, có tầm trong không khí

là 7,8 cm, tạo đợc 237100 cặp iôn sơ cấp Mật độ iôn hoá trung bình là:

237100: 7,8 ≈ 30.000 (cặp iôn/cm không khí)

Do iôn hoá môi trờng rất mạnh nên tầm của hạt thờng rất nhỏ α

Ví dụ : Với Eα =5MeV thì tầm của hạt α trong không khí là 3,5 cm, trong mô của cơ thể là 47àm Nh vậy hạt α chỉ ảnh hởng đến lớp mỏng bên ngoài

Sau đây là tầm của hạt α trong một số chất

Bảng 1.1 – Tầm của hạt α α αtrong một số chất (àm)

Eα

(MeV)

Không khí(cm)

Nớc, mô của cơ thể

14,3 23,5 33,9 47,5 62,5 80,8 100,4

16,0 26,3 38,1 53,3 70,2 90,7 112,8

9,4 15,5 22,4 31,4 41,2 53,3 66,3

6,5 10,6 15,4 21,6 28,3 36,6 45,6

3,2 5,2 7,6 10,6 13,9 18,0 22,4

Nh vậy tầm của hạt rất nhỏ, chỉ cần một tờ giấy mỏng, quần áo bình α thờng cũng đủ ngăn hết hạt α

có năng lợng nhỏ.Với năng lợng lớn thì cách tơng tác chủ yếu của bức xạ

β với môi trờng là phát sinh ra bức xạ hãm (tia rơn ghen); tia rơn ghen bức xạ ra có thể có năng lợng p xỉ bằng năng lợng ó thể nói: Năng lợng xấ β Cbức xạ β mất đi do ion hoá môi trờng thì nhỏ hơn rất nhiều so với năng lợng mất đi do làm phát bức xạ hãm Mật độ trung bình ion hoá của bức xạ nhỏ β hơn rất nhiều so với bức xạ α

Ví dụ: Hạt α có năng lợng 3 MeV gây ra mật độ ion hoá trung bình là 50.000 cặp ion /cm không khí Hạt β có năng lợng 3 MeV chỉ tạo ra đợc mật độ 50 cặp ion /cm không khí

Do khả năng ion hoá nhỏ nh vậy nên tầm của bức xạ lớn hơn tβ ầm của bức xạ α rất nhiều, k oảng 1000 lần.h

Sau đây là bảng tầm của bức xạ β trong một số chất ( Bảng 1.2 )

Tầm của hạt β tỉ lệ nghịch với khối lợng riêng của môi trờng nó truyền qua

Ví dụ : Với bức xạ β có năng lợng 0,9 MeV khi truyền qua chì ( khối lợngriêng 11,3 g/cmP

3

P ) thì tầm của nó là :

R = 1,3

3 , 11

7 , 2

=0,4 (mm)

ở đây 1,3mm là tầm của bức xạ có năng lợng 0,9 MeV trong nhôm ( β ρ

+

P thì tơng tác với một điện tử theo phản ứng huỷ cặp tạo thành hai phô tôn , mỗi phô tôn có năng lợng 0,51 MeV.γ

1.2 3 Tơng tác của tia γ γγγγ :

Bức xạ γ có thể tơng tác với :

- Các điện tử của vỏ điện tử

- Điện trờng của hạt nhân và điện tử

- Trờng của lực hạt nhân

Kết quả của các tơng tác này là gây ra những hiệu ứng sau: Hiệu ứng quang điện, hiệu ứng côm tơn, hiệu ứng tạo cặp

a) Hiệu ứng quang điện:

Hiệu ứng này xảy ra khi phô tôn truyền tất cả năng lợng của γ nó cho một điện tử bất kì của nguyên tử môi trờng Khi đó điện tử sẽ bật khỏi quỹ

đạo của nó với năng lựơng Ec bằng hiệu năng lợng phô tôn và năng lợng γ liên kết của điện tử trên quỹ đạo tơng ứng En

c) Hiệu ứng tạo cặp:

Phô tôn có năng lợng lớn hơn 1,02 MeV khi tác dụng với điện trờng γ hạt nhân thì có thể sinh cặp β+, β- Các hạt này sẽ ion hoá nguyên tử môi

trờng Với βP

+

P khi mất hết năng lợng thì có thể phản ứng huỷ cặp với một

điện tử nào đó tạo thàn hai phô tôn , mỗi phô tôn có nămg lợng 0,51 MeV γ

Với tính chất tơng tác nh vậy nên độ dày hấp thụ bức xạ γ rất lớn: hàng ngàn mét không khí gần mặt đất, suốt cơ thể con ngời, vài chục cm bê tông , vì vậy nghiên cứu các vật liệu hấp thụ tia trở thành vấn đề hết sức quan … γ trọng và thiết thực Sự hấp thụ của vật chất xảy ra đồng thời với các quá γ trình tơng tác nêu ở trên Gọi cờng độ bức xạ γ ban đầu là Io, khi tơng tác với vật chất đồng nhất trên quãng đờng l thì cờng độ bức xạ γ còn lại là I

Ta có :

I = Io eP

- à l

P

ở đây à à = R q R + àR c R + àR tc

à - hệ số hấp thụ dài toàn phần

àR q R- hệ số hấp thụ dài của môi trờng do hiệu ứng quang điện

àR c R - hệ số hấp thụ dài của môi trờng do hiệu ứng côm tơn

àR tc R – hệ số hấp thụ dài của môi trờng do hiệu ứng tạo cặp

Với l tính bằng cm, tính bằng cmà P

-1

P

Hệ số hấp thụ toàn phần và độ dày hấp thụ một nửa dà R 1/2 Rcủa bức xạ γtrong một số chất cho theo bảng 1 3.-

0,14 0,87 2,10 3,60 5,40 7,00 8.20 10,00 12,00 15,50

0,069 0,54 1,3 1,8 2,7 3,5 4,1 4,9 6,0 7,8

0,046 0,30 0,75 1,3 1,8 2,3 2,8 3,3 3,8 4,9

0,013 0,089 0,22 0.37 0,54 0,71 0,84 0,89 1,2 1,6

Bảng 1.3 Giá trị hệ số hấp thụ toàn phần àààà và độ dày hấp thụ một nửa (

dR1/2R) của bức xạ γ γγγγ trong một số chất

( àààà của không khí tính bằng cmP

-1

P.10P

-4

P, còn lại là cmP

7,15 9,80

0,065 0,048

10,22 14,08

0,140 0,100

5,11 7,04

12,10 14,00 17,40 20,40

0,038 0,033 0,025 0,023

17,10 19,92 24,86 28,08

0,081 0,069 0,054 0,010

8,55 9,96 12,43 14,01

d R 1/2 R (cm)

à (cmP

-1

P)

d R 1/2

(cm)

à (cmP

-1

P)

dR 1/2

(cm)

à (cmP

-1

P)

d R 1/2 R (cm)

0,228 0,166 0,137 0,117 0,094 0,084

3,04 4,17 5,50 5,90 7,40 8,25

0,66 0,47 0,38 0,33 0,28 0,26

1,05 1,47 1,82 2,10 2,48 2,66

1,72 0,79 0,58 0,51 0,47 0,46

0,40 0,88 1,19 1,35 1,48 1,50

Độ dày hấp thụ 0,9 ( tức là còn 0,1 cờng độ ban đầu ) kí hiệu là dR 0,1 R

Nơ trôn nhiệt : En =0,001eV – 0,1 eV

Nơ trôn chậm: En< 100 eV

Nơ trôn trung gian: 100 eV < En < 1 MeV

Nơ trôn nhanh: 1 MeV < En < 20 MeV

Nơ trôn cực nhanh: En > 20 MeV

Nơ trôn có thể tơng tác với vật chất theo các cách: Khuếch tán nơ trôn, tán xạ nơ trôn, bắt nơ trôn ( có thể gây ra phản ứng hạt nhân ) Nơ trôn có khả năng xuyên qua lớp vật chất rất dày ( Các loại thuốc phóng xạ thì không phát

ra nơ trôn )

1.3 Tác dụng sinh vật của bức xạ phóng xạ :

Mô và tế bào là những cơ quan cấu tạo nên mọi sinh vật Sự tơng tác của tia phóng xạ với mô và tế bào theo các hiệu ứng đã nêu ở phần trên Cơ chế hấp thụ bức xạ ở sinh vật cũng giống nh ở các vật chất khác Do bị ion hoá mà mô và tế bào có thể bị phá huỷ hoặc mất chức năng hoạt động bình thờng (khi bị chiếu xạ quá liều lợng cho phép)

Tất cả những biến đổi của các cơ thể sống dới tác dụng của bức xạ phóng xạ đợc gọi là hiệu ứng sinh vật của bức xạ Qua thực nghiệm có thể rút ra một số đặc điểm của cơ chế hiệu ứng sinh vật nh sau:

1.3.1- Tác dụng trực tiếp :

Một phần đáng kể bức xạ sẽ huỷ hoại tế bào qua sự ion hoá Qua nghiên cứu, ngời ta thấy rằng những hiệu ứng sinh vật xảy ra do tác động trực tiếp thì không phụ thuộc vào những yếu tố trung gian nh nhiệt độ, độ pH hoặc thành phần hoá học của môi trờng xung quanh

1.3.2- Tác dụng gián tiếp :

Khi nớc bị các bức xạ làm ion hoá, sẽ tạo thành các gốc ion, phản ứng với các nguyên tử và phân tử khác trong mô Vì tốc độ, hiệu suất và các sản phẩm của phản ứng này phụ thuộc vào nhiệt độ, độ pH, … do đó những yếu tố này ảnh hởng ngay đến quá trình tác dụng gián tiếp Nếu đa vào mô các

chất tác dụng với gốc ion sinh ra sau chiếu xạ thì tác hại sẽ giảm đi Đây chính là nguyên tắc chung để chế tạo thuốc dự phòn phóng xạ.g

1.3.3- Tác dụng truyền lan :

Khi một bộ phận nào đó của cơ thể bị chiếu xạ, thì những bộ phận khác tuy không bị chiếu xạ nhng cũng sinh ra một số thay đổi do ảnh hởng của phần bị chiếu xạ Điều này thể hiện cơ thể là một thể thống nhất và có ảnh hởng qua lại lẫn nhau giữa các bộ phận; mặt khác còn giải thích đợc vì sao suất liều lợng cho phép đối với một bộ phận trong cơ thể lại lớn hơn nhiều so với suất liều lợng cho phép đối với toàn bộ cơ thể

Tác hại cụ thể của từng loại tia phóng xạ nh sau:

Tia α α α:

Tia α chỉ xuyên qua lớp vật chất rất mỏng vì vậy nó chỉ gây tác hại cho lớp biểu bì rất mỏng ngay bên ngoài Lớp này có thể bị huỷ nhng ít có ảnh hởng đáng kể đến cơ thể

cho các nội tạng nhạy cảm nhất ( Tế bào sinh dục, cơ quan tạo máu, …)

Khi bị liều lợng bức xạ phóng xạ lớn hơn mức nào đó thì có thể bị các bệnh phóng xạ.Vấn đề này sẽ xét ở phần sau

1.4 Bệnh phóng xạ :

1.4 1 Khái niệm về bệnh phóng xạ :

Ngời ta chia bệnh phóng xạ thành bệnh phóng xạ cấp tính và bệnh phóng xạ mãn tính Bệnh cấp tính xảy ra khi cơ thể bị chiếu xạ toàn thân với một liều lớn hoặc nhiều liều liên tiếp.Trái lại, nếu chịu liều xạ nhỏ( nhng đủ lớn hơn mức nào đó ) trong một thời gian dài thì sẽ gây ra bệnh phóng xạ mãn tính

Bệnh phóng xạ có thể sinh ra do bị chiếu ngoài hoặc nhiễm vào trong cơ thể các chất phóng xạ, hoặc do cả hai Chiếu xạ có thể gây tác hại lên cơ thể trong thời gian chiếu và những hậu quả sau này, những hậu quả này phụ thuộc nhiều vào những tổn thơng ban đầu

1.4.2 Bệnh phóng xạ cấp tính :

Những triệu chứng của bệnh phóng xạ cấp tính gồm những triệu chứng xảy ra ngay từ đầu cùng với những biểu hiện xảy ra dần dần.Mức độ nặng của bệnh tuỳ liều hấp thụ và tình trạng cơ thể ( tuổi, sức khoẻ, thể lực, dinh dỡng ,…)

Có thể chia bệnh phóng xạ cấp tính thành 4 giai đoạn :

- Giai đoạn 1: Những triệu chứng đầu tiên, chủ yếu là tăng hoạt động của hệ

thần kinh trung ơng

- Giai đoạn 2: Giai đoạn ẩn: Bệnh tiến triển mà không biểu hiện các triệu chứng gì

- Giai đoạn 3: Những triệu chứng lâm sàng: Rối loạn chức năng ruột, tạo

máu, đông máu, miễn dịch,…

- Giai đoạn 4 : Giai đoạn hồi phục ( nếu bệnh không nặng quá ): Có thể hồi

phục hoàn toàn hoặc chỉ một phần

1.4.2 - 1 Giai đoạn 1 :

Bệnh nhân khó chịu do bị kích thích thần kinh Hệ thần kinh bị kích thích nhng nếu tổn thơng nặng hơn thì có thể chuyển sang ức chế trên ngỡng Bệnh nhân cảm thấy khó chịu, mất khẩu vị, buồn nôn, khát, khô miệng, đau đầu Đôi khi có hiện tợng giống nh hạ huyết áp động mạch Nếu

bị liều cao thì có thể bị tổn thơng ruột dẫn đến tiêu chảy Có thể rối loạn tri thức, rối loạn nhịp tim, sốt và có thể phù do tăng tính thấm Đôi khi có triệu chứng viêm màng não nhẹ Thờng gặp dấu hiệu tăng bạch cầu đa nhân trung tính, giảm lim phô,…,có những hạt nhiễm độc trong bạch cầu Giai đoạn 1 thờng kéo dài không quá 3 ngày

1.4.2.2 Giai đoạn 2 :

Đây là giai đoạn ẩn ở giai đoạn này nhiệt độ trở lại bình thờng, hết

đau đầu, hết nôn, tỉnh táo, chỉ đôi khi mất ngủ, khó chịu vùng tim Các triệu chứng giảm là do ức chế thần kinh sau kích thích Giai đoạn 2 kéo dài khác nhau và không phụ thuộc trực tiếp vào liều hấp thụ Nếu nặng thì không có giai đoạn 2 ở giai đoạn này thì chất lợng máu giảm Tuỷ xơng giảm sản sinh tế bào máu, nhất là hồng cầu

Sốt có thể do nhiễm khuẩn ,nhiễm độc huyết; có thể loạn nhịp tim,…

Rối loạn vị tràng là triệu chứng nặng: Buồn nôn, mửa, tiêu chảy (có máu hoặc không ), liệt ruột

Tình trạng xuất huyết thì rất hay gặp do tổn thơng thành mạch, giảm sản xuất các yếu tố đông máu, giảm tiểu cầu

Các chức năng nội tạng: gan, thận, sinh dục bị rối loạn Máu bị giảm bạch cầu Tuỷ xơng không sản xuất tế bào máu Có triệu chứng màng não: giảm phản xạ, rối loạn động tác,…

Bệnh nhân có thể tử vong trong giai đoạn này

1.4.2 - 4 Giai đoạn 4 :

ở những đối tợng bị chiếu xạ dới liều tử vong thì có thể xuất hiện quá trình phục hồi một phần hoặc hoàn toàn các rối loạn chức năng, trờng hợp tốt thì sau thời gian nào đó có thể phục hồi hoàn toàn.Tuy nhiên ở một số bệnh nhân vẫn còn các rối loạn chức năng và hình thái Bệnh nhân bị yếu sức hoặc mệt mỏi kéo dài hàng tháng, hàng năm Có thể bị thiếu máu kéo dài Một số bệnh nhân bị máu trắng và các khối u Một số bị vô sinh, phụ nữ có thai có thể bị sảy thai hoặc sinh quái thai Hậu quả muộn còn có thể là đục nhân mắt ( có khi sau 3,4 năm mới xuất hiện )

1.4.3 Bệnh phóng xạ mãn tính :

Triệu chứng bệnh phóng xạ mãn tính có thể xuất hiện sau một lần bị chiếu xạ với liều lớn hoặc bị chiếu xạ với liều nhỏ nhng kéo dài.Có thể chia bệnh này thành 3 giai đoạn

Bệnh nhân bị nhiễm phóng xạ có thể bị thay đổi về gien, thể nhiễm sắc,

do đó có thể sinh con quái thai hoặc cá trờng hợp không bình thờng khác c rất nguy hiểm cho thế hệ sau

Tóm lại : Bệnh phóng xạ rất nguy hiểm Ta phải dùng mọi biện pháp để giảm

mức độ phóng xạ phải chịu Trong công việc tiếp xúc với phóng xạ thì phải tuyệt đối chấp hành quy tắc an toàn, phải theo nguyên tắc giảm liều Trong y học thì không cho phép đề cập đến việc thích nghi phóng xạ đối với con ngời

Xu hớng hiện nay là tìm cách giảm liều lợng phóng xạ mà con ngời phải chịu đến mức càng thấp thì càng tốt ( điều này còn phụ thuộc vào điều kiện kinh tế cụ thể ), cũng giống nh tìm cách để điều kiện sống đợc tốt hơn

No

. ( Hạt / cmP

2

P s )

A

Π ( hạt /cmP

2

P.s )

A là độ phóng xạ, tính bằng Cu ri ( Ci ).Ngời ta thờng lấy độ phóng xạ của

1 gam ra đi nguyên chất làm đơn vị, gọi là Cu ri

10

( hạt/cmP

2

P.s ) Với nR i Rlà hàm lợng % của bức xạ i có độ phóng xạ Ai

Nếu mỗi bức xạ có năng lợng E thì cờng độ bức xạ sẽ là:

I = φ E ( MeV /cmP

2

P.s ) Ngời ta còn định nghĩa cờng độ bức xạ toàn phần bằng tích giữa độ phóng xạ A của nguồn và năng lợng mỗi bức xạ E

10 7 , 3

Π ( MeV /cmP

2

P.s ) Với nguồn điểm phát ra nhiều loại bức xạ đa năng lợng :

10

Với nR i Rlà hàm lợng % của bức xạ i có năng lợng Ei và độ phóng xạ Ai

1.5.3 Liều lợng bức xạ :

Các loại bức xạ đều tơng tác với môi trờng,gây ra sự ion hoá Liều lợng bức xạ - kí hiệu là Ll hoặc D – là đại lợng đặc trng cho tác dụng của một loại bức xạ với môi trờng, đo bằng tác dụng ion hoá của bức xạ đó trong không khí

Ll = k

m Q

k – Hệ số phụ thuộc vào đơn vị dùng

Q - Tổng điện tích sinh ra trong khối lợng m bị chiếu xạ

Đơn vị liều lợng chiếu xạ là: Cu lông / ki lô gam ( C/kg )

Đơn vị đo liều lợng bức xạ X hoặc γ là C/kg là liều lợng bức xạ X hoặc γ

trong không khí, khi mà sự phát xạ hạt kèm theo tạo ra trong 1 kg không khí những ion mang điện tích bằng 1 cu lông theo dấu âm hay dấu dơng

Đơn vị phụ nhng quen dùng là Rơn ghen (R ):

1R = 2,57976 10-4 C/kg

Đơn vị R chỉ dùng đo liều lợng bức xạ của tia γ ( hoặc X ) có năng lợng thấp hơn 3 MeV

Rơn ghen là liều lợng bức xạ tia γ ( hoặc X ) tgong không khí mà sự phát xạ hạt kèm theo tạo ra trong không khí ở điều kiện tiêu chuẩn (1,293 10P

- Liều lợng bức xạ gây chết ngời: > 600R hoặc > 0,15 C/kg

- Liều lợng tối đa an toàn cho ngời làm việc với chất phóng xạ là 0,3 R hoặc 0,8.10P

- Liều lợng Ll hàng ngày mỗi ngời phải chịu do bức xạ của tia vũ trụ và chất phóng xạ tự nhiên trên trái đất là khoảng 0,0002 R hoặc 0,5.10P

-7

P C/kg ( một số nơi thì cao hơn nhiều, có khi gấp hàng chục lần giá trị này)

1.5 - 4 Liều lợng hấp thụ bức xạ :

Liều lợng hấp thụ bức xạ kí hiệu l- à LlR h Rhoặc Dh – là đại lợng đặc trng cho năng lợng mà chất bị chiếu xạ ( chất bị rọi ) hấp thụ của bức xạ

LlR h R = k

m

E

Trong đó : k – Hệ số phụ thuộc vào đơn vị dùng

E – Năng lợng hấp thụ trong khối lợng m của chất bị chiếu xạ

Đơn vị của liều lợng hấp thụ bức xạ là Jun trên ki lô gam ( J/kg )

Đơn vị phụ là rad (rd )

1rd = 0,01 J/kg

Với chất bị chiếu xạ là không khí thì 1R = 0,9 rd

1.5 - 5 Hiệu ứng sinh vật tơng đối :

Tuy năng lợng hấp thụ bằng nhau nhng tác hại của từng loại bức xạ trên sinh vật lại có thể không bằng nhau vì còn phụ thuộc vào bản chất của bức xạ.Vì vậy cần đa ra một đại lợng gọi là hiệu ứng sinh vật tơng đối RBE (relative biological effectiveness ) hoặc η

Hiệu ứng này đặc trng cho tác hại trên sinh vật của các loại bức xạ, xác định

sự tơng quan giữa các loại bức xạ trong quá trình gây tác hại trên sinh vật khi

có cùng năng lợng hấp thụ bức xạ

Khi nghiên cứu xác định hiệu ứng sinh vật tơng đối thì ngời ta dùng loại bức xạ γ có năng lợng 0,5 MeV làm chuẩn Trị số hiệu ứng sinh vật tơng đối thể hiện qua bảng sau :

Bảng 1.4 Hệ số hiệu ứng sinh vật tơng đối

Lls = η LlR h R hoặc Ds = η Dh

Đơn vị đo liều lợng tơng đơng sinh vật là rem( Từ tiếng Anh roentgen equivalent man – nghĩa là liều lợng rơn ghen tơng đơng sinh vật )

Rem là liều lợng hấp thu bức xạ của mô sinh vật bằng

η

01 ,

( J/kg ) em là

đơn vị dùng cho mọi loại bức xạ.

Ta có: Liều lợng bức xạ tính theo rem = η Liều lợng bức xạ tính theo rad

Sll = k

t

Ll

Trong đó: t – thời gian, k – hệ số phụ thuộc vào đơn vị dùng

Đơn vị chính đo suất liều lợng bức xạ là Cu lông trên ki lô gam giây( C/kg.s ) Đơn vị phụ nhng quen dùng là R/s

Suất liều lợng sinh vật – kí hiệu là Slls hoặcR RPs – là tỉ số giữa liềulợng tơng đơng sinh vật và thời gian chiếu xạ

Đơn vị đo suất liều lợng sinh vật là rem/h, rem/ph, rem/s

1.6- Xác định liều lợng bức xạ :

Xác định liều lợng bức xạ là một công việc rất cần thiết để biết rõ mức

độ nguy hiểm ở nơi có bức xạ phóng xạ ở đây sẽ trình bày cách tính liều lợng của dòng bức xạ và nguồn phóng xạ

1.6 - 1 Năng lợng hấp thụ bức xạ:

Ta xét cách tính năng lợng hấp thụ bức xạ trong một đơn vị thể tích và một đơn vị khối lợng

Đối với loại bức xạ mà đặc trng hấp thụ theo hàm mũ ( nơ trôn ,phôtôn, ) thì các đại lợng đặc trng là hệ số hấp thụ dài hoặc khối Đối với …các loại bức xạ mà đặc trng hấp thụ bởi tầm ( βP

+

P , βP

-P , p,…) thì các đại lợng

đặc trng hấp thụ là tầm dài ( đo bằng cm ) hoặc tầm khối ( đo bằng độ dày tơng đơng g/cmP

2

P )

Các loại bức xạ đều đặc trng bởi cờng độ I

Năng lợng bức xạ bị hấp thụ trong một đơn vị thể tích, trong trờng hợp hấp thụ theo hàm mũ là:

T - Thời gian chiếu xạ

Đối với một đơn vị khối lợng : =

dm

dE

= dV

là hệ số hấp thụ khối

Trong trờng hợp hấp thụ theo tầm, ta thấy rằng với tầm R sẽ có toàn bộ năng lợng ∆ E bị hấp thụ Nh vậy năng lợng bị hấp thụ trong một đơn vịthể tích sẽ là:

t

R

I V

E m

1

= dm

dE àR m RIt (rad ) Trong trờng hợp hấp thụ theo tầm:

∑

=1

1.6 - 3 Liều lợng của nguồn phóng xạ:

Đối với một nguồn phóng xạ thì liều lợng hấp thụ tại một điểm sẽ phụ thuộc khoảng các x từ điểm đó đến nguồn

Ta có :

I x=φxEx = 2

4 x

AE Π

Các nguồn β, γ có trị số hiệu ứng sinh vật η = 1 nên đối với nguồn β đơn năng lợng thì:

R x

AE t

β 4 10 4

100

1 Π

Khi đó: Liều lợng tơng đơng sinh vật ở cách nguồn 1m là:

(Lls)1m= β1m.A.ηβ.t

Khi ηβ=1; t=1h; A=1mCi thì: (Slls)1m=β1m

β1m là suất liều lợng tơng đơng sinh vật tính bằng mi li rem ( mrem ) sinh

ra trong 1h ở cách 1m từ nguồn phóng xạ có A = 1mCi

β1m tính bằng

mCi h

mrem ở 1m

Trờng hợp bức xạ γ đơn năng lợng ta có thể thiết lập công thức tính liều lợng tơng tự

(Lls)x = (Llh)x= t

x

E A

mà

ηγ γ2 4

100

1 Π

Ta đặt : G1m = Eγ 4 àm

10 4

100

1 Π

mrem

Vì cho tới Eγ = 3MeV thì 1rem ≈ 1 R nên đơn vị đo G1m còn là

mCi h

mR

Hằng số β1m, G1m cho theo bảng Sau đây là bảng tra G1m của một số đồng vị phóng xạ thờng gặp

mR

mR

1,20 1,91 0,14 1,21 1,80 1,57 1,32 1,32 0,285 1,46 1,41

0,89 1,55 0,23 1,02 1,18 0,23 0,89 0,66 0,50 4,6.10P

ở đây: Độ phóng xạ A tính bằng mCi, x tính bằng m, suất liều lợng thu đợc

là mrem /h hoặc mCi/h

1.6 - 4 Liều lợng tối đa cho phép :

Để bảo đảm an toàn khi tiếp xúc với phóng xạ, liều lợng con ngời phải chịu không đợc vợt quá liều tối đa cho phép, kí hiệu là (Slls)cp hoặc Dcp

Theo quy định quốc tế thì Dcp = 5rem /năm hay 0,1 rem/tuần, đồng thời quy

định ngời từ 18 tuổi trở lên mới đợc làm việc ở nơi có phóng x

Độ nhạy cảm đối với phóng xạ của các cơ quan trong cơ thể thì khác nhau: Mắt, máu, cơ quan sinh dục đợc coi là nhạy cảm nhất nên ngời ta xếp vào nhóm 1; nhóm 2 gồm các cơ quan nội tạng; nhóm 3 gồm tuyến giáp trạng, xơng; nhóm 4 gồm bàn tay, cánh tay, Vì vậy liều tối đa cho phép là nhỏ …nhất với các cơ quan nhóm 1, và lớn nhất là nhóm 4

Liều lợng tối đa cho phép còn quy định với đối tợng và địa điểm làm việc nh sau:

- Đối tợng A Những ngời làm phóng xạ chuyên nghiệp, D : cp=5rem/năm

- Đối tợng B Những ngời không chuyên nghiệp nhng làm việc ở gần khu :

có phóng xạ, Dcp=1,5 rem/năm

- Đối tợng C :Dân c, chịu liều lợng phóng xạ tự nhiên Dcp=0,5 rem/năm

Về địa điểm, có quy định chia làm 3 vùng :

- Vùng có phóng xạ Là vùng làm việc của những ngời chuyên môn (Đối :

tợng A)

- Vùng ảnh hởng :Là vùng lân cận với vùng có phóng xạ (Đối tợng B)

- Vùng an toàn Là vùng còn lại (Có thể coi là vùng của đối tợng C) tuy liều :

lợng có cao hơn liều lợng phóng xạ tự nhiên nhng vẫn dới mức tối đa cho phép

Mối liên quan giữa suất liều lợng và thời gian làm việc tại nơi có suất liều lợng ấy trong các vùng trên đợc tính nh sau:( Suất liều lợng tính bằng mrem/giờ)

Ps =

t k

Dt Dt- Là liều lợng tơng đơng sinh vật trong một tuần, tính bằng mrem

Dt=100 mrem tại vùng có phóng xạ Dt = 30 mrem tại vùng ảnh hởng Dt= 10 mrem tại vùng an toàn

t- Thời gian làm việc, tính bằng giờ / tuần

k- Hệ số có liên quan tới độ nhạy cảm phóng xạ của các bộ phận cơ thể.Với các bộ phận ở nhóm 1,2 lấy k=3.Với các bộ phận ở nhóm 3,4 thì lấy k=2 Nếu thời gian làm việc dới 1 năm thì có thể lấy k=1

Thời gian làm việc ở nơi có phóng xạ đợc tính nh sau :

t=

k Ds

Dt ( giờ/tuần) Các công thức, số liệu nêu trên đây sẽ dùng khi tính toán an toàn cho ngời khi làm việc ở nơi có phóng xạ

Hiện nay có xu hớng dùng các đơn vị thuộc hệ thống quốc tế SI để thay thế cho các đơn vị đặc biệt Đó là các đơn vị sau:

- Cu lông trên kg (C/kg) là đơn vị SI của lợng chiếu thay thế cho rơn ghen

1R = 2,58.10P

-4

PC/kg không khí Do đó 1 C/kg = 3876 R

- Gray (Gy) là đơn vị SI của liều hấp thụ bức xạ, nó thay thế cho rad

1rad = 10P

-2

PJ/kg = 10P

-2

P

Gy Vậy 1Gy = 100 rad

- Becquerel (Béc cơ ren, kí hiệu là Bq) là đơn vị SI của hoạt tính, nó thay thế cho Cu ri (Ci)

- Cu lông trên ki lô gam giây (C/kg.s) là đơn vị SI của suất liều lợng chiếu

- Gray trên giây (Gy/s) là đơn vị SI của suất liều hấp thu Nó thay thế cho rad/s

- Sievert trên giây (Sv/s) là đơn vị SI của suất liều tơng đơng Nó thay thế cho rem/giây

1.7- Đặc điểm của thuốc phóng xạ thờng dùng :

Thuốc phóng xạ ở đây là thuốc uống để điều trị bệnh, không tính các

thuốc phóng xạ uống để kiểm tra hoặc chẩn đoán bệnh ( Những loại này có độ

phóng xạ rất nhỏ ) Các thuốc phóng xạ uống vào để diệt các khối u Các chất

phóng xạ ở đây cần có độ tập trung cao ở nơi cần thiết nhằm hạn chế tác hại

của chúng tới các bộ phận khác Các chất này cần có chu kì bán rã ngắn để độ

phóng xạ giảm nhanh theo thời gian

Loại thuốc dùng phổ biến hiện nay là thuốc chứa IP

131

P Nó dùng để chữa bệnh u tuyến giáp , ba dơ đô IP

131

P bức xạ βP

-P, γ Chu kì bán rã là 8,05 ngày.Sau khi vào cơ thể thì IP

131

P

sẽ tập trung chủ yếu ở tuyến giáp trạng Tia phóng xạ của nó sẽ tiêu diệt chủ yếu là các tế bào của khối u do các tế bào này hấp thụ

nhiều I hơn tế bào bình thờng Tuy vậy tia phóng xạ vẫn gây tác hại cho các

tế bào khác ở mức độ thấp hơn Nhờ chu kì bán rã ngắn nên độ phóng xạ giảm

nhanh theo thời gian Năng lợng bức xạ của IP

Năng lợng trung bình của tia γ là :

Những loại thuốc phóng xạ dùng trong chẩn đoán gồm:

P: Chu kì bán rã 66 ngày, bức xạ γ năng lợng 0,035 MeV

Ngoài ra còn nhiều loại thuốc khác Trong chẩn đoán thì chỉ dùng liều lợng phóng xạ rất nhỏ nên dễ bảo đảm an toàn phóng xạ

ở đây ta chỉ xét đến thuốc phóng xạ phổ biến nhất, chứa IP

131

P Máy cấp thuốc ở đây đợc thiết kế để cấp loại thuốc này

Với đặc điểm của tia phóng xạ do IP

131

P phát ra ngời ta thấy tia phóng xạ này không gây ra hiện tợng phóng xạ cảm ứng, tức là không biến nguyên tố không phóng xạ thành nguyên tố phóng xạ Nhờ vậy dễ chọn vật liệu chế tạo

để chế tạo máy cấp thuốc này Việc chọn vật liệu chế tạo ở đây tơng tự nh chọn vật liệu chế tạo các loại máy khác, không cần có yêu cầu gì khác

Chơng II: Thiết kế máy cấp thuốc phóng xạ U

2.1 – yêu cầu chung :

Ngoài những yêu cầu nh các máy khác nh làm việc tin cậy, dễ thao tác, gọn nhẹ, giá thành hạ, thì ở máy này phải có thêm những yêu cầu rất …quan trọng là:

- Đảm bảo mức phóng xạ thấp dới mức cho phép ở xung quanh máy.

- Việc tháo lắp nguồn phóng xạ ra khỏi máy phải thực hiện đợc một cách nhanh chóng để giảm đến mức thấp nhất mức độ nhiễm xạ cho ngời thao tác máy

- Máy phải dễ sửa chữa, khi sửa chữa máy thì không có nguồn phóng xạ trong máy

- Có thể kiểm tra hoạt động của máy ( xem đã chạy tốt cha ) bằng cách dùng loại thuốc thông thờng, đây là yêu cầu rất quan trọng

- Phải lu đợc số thuốc đã cấp trong buổi cấp thuốc ngay cả khi mất điện

đột ngột, nhằm xác định đợc ngay lợng thuốc còn trong máy

Muốn bảo đảm yêu cầu về an toàn phóng xạ thì cần có lớp bảo vệ thích hợp, chuyển động của cơ cấu cấp thuốc nên thực hiện trong lớp này Lớp bảo

vệ đối với tia phóng xạ , tốt nhất là chì Nó có khối lợng riêng lớn (11,3 β γ g/cmP

3

P

), nếu bọc toàn máy thì máy sẽ rất nặng Vì thế nên chọn cách chỉ bọc chì cho hộp thuốc mà không bọc toàn máy Khi cấp thuốc thì không đợc mở hộp Chỉ riêng viên thuốc cấp cho ngời bệnh mới ra khỏi vỏ chì Muốn vỏ chì không nặng quá thì nên bố trí nơi thao tác của nhân viên y tế ở xa hộp thuốc Máy cấp thuốc cần gồm hai phần ở xa nhau: Phần điều khiển và phần cấp thuốc Hai phần này liên hệ với nhau bằng dây dẫn( Tránh ảnh hởng của nhiễu) Nhân viên y tế thao tác máy cần ngồi ở nơi quan sát đợc dễ dàng việc ngòi bệnh nhận và uống thuốc Vì vậy khoảng cách giữa hai phần của máy không đợc lớn quá, và phải dễ bố trí vị trí tơng quan giữa hai phần của máy Các linh kiện điện tử không bố trí ở phần cấp thuốc để tránh bị hỏng vì tia

phóng xạ Cấu tạo của hộp thuốc và máy phải bảo đảm tháo lắp hộp thuốc chỉ bằng một vài động tác đơn giản Cấu tạo của máy cần thật đơn giản, không dùng các chi tiết hoặc bộ phận đặc biệt

Máy cần có nguồn điện riêng, nguồn này có công suất nhỏ và chỉ dùng cho mạch điều khiển để lu số liệu khi mất điện đột ngột

2.2- tính chiều dày vỏ chì và độ nhiễm xạ cho nhân viên y tế:

2.2.1- Tính chiều dày vỏ chì :

Vỏ chì của hộp thuốc đợc tính để độ phóng xạ bên ngoài hộp thuốc khi

có đủ thuốc(ở đây là 100 viên ) chỉ bằng độ phóng xạ của 1 viên thuốc để ngoài vỏ chì Do IP

131

P bức xạ βP

-

Pvà γ nên phải tính vỏ chì để ngăn hai loại bức xạ này để bảo đảm an toàn phóng xạ Vỏ chì này còn là chi tiết dùng để đỡ hộp nhựa chứa thuốc

131

P

có năng lợng cao nhất là 0,815 MeV Đây là loại bức xạ theo tầm Theo bảng 1.2 thì với Eβ = 0,9 MeV tầm trong nhôm( ρ = 2,7g/cmP

7 , 2

d0,01 = 2.d0,1 = 2.1,32 = 2,64 (cm)

Nh vậy chiều dày lớp vỏ chì ở đây cần là 2,64 cm để giảm cờng độ bức xạ γ đi 100 lần( ể cờng độ bức xạ ngoài hộp có 100 viên thuốc chỉ đ γbằng cờng độ bức xạ của 1 viên thuốc) Ta lấy chiều dày vỏ chì là 2,7 cm Lớp vỏ này hoàn toàn ngăn hết bức xạ β

2.2.2- Tính độ nhiễm xạ cho nhân viên y tế :

Giả sử nhân viên y tế đợc bố trí cách nguồn phóng xạ ( hộp thuốc ) một khoảng là 2,5m Khoảng cách đó đủ để quan sát ngời bệnh nhận và uống thuốc một cách thuận tiện, và tiện cho việc liên kết hai phần của máy nhờ dây dẫn Tại đấy suất liều lợng mà nhân viên y tế phải chịu đợc tính nh sau : (Slls )x = G1m 2

x

A ( mrem/h )

ở đây: A Độ phóng xạ của nguồn ( hộp thuốc ) tính bằng mCi -

– x Khoảng cách từ nguồn đến vị trí thao tác máy, ở đây x=2,5m

G1m – Hệ số, tra theo bảng 1 5 Với I- P

131

Pthì G1m = 0,23

mCi h

mrem

Nếu ngày làm việc 8 giờ, một năm làm việc 300 ngày thì số giờ làm việc trong năm là 2400 giờ Với vỏ chì nh trên thì độ phóng xạ bên ngoài hộp thuốc có 100 viên thuốc sẽ chỉ bằng độ phóng xạ của 1 viên thuốc.Ta coi độ phóng xạ của 1 viên thuốc là 10 mCi ( lấy lớn hơn thực tế ) thì ở đây A=10 mCi Khi đó:

( Slls)2,5 = 0.23 2

5 , 2

- Nhân viên y tế không ngồi liên tục 8giờ / ngày ở nơi làm việc.

- Hộp thuốc có lợng thuốc giảm dần theo quá trình cấp thuốc

- Giá trị A=10mCi là giá trị lớn hơn thực tế

Do độ phóng xạ xung quanh máy tơng đối thấp cho nên ngời không chuyên nghiệp vẫn có thể làm việc nếu khoảng cách đến máy không nhỏ quá ( không dới 2,5m) Tuy vậy nên hạn chế ngời không chuyên nghiệp vào khu vực này vì những lí do khác

Nếu lấy A= 5 mCi( giá trị thực tế ), máy có hai hộp thuốc với mỗi hộp

đều chứa 100 viên và có lớp vỏ chì nh đã tính ở trên( chiều dày vỏ chì là 27 mm) thì độ phóng xạ toàn máy là 10 mCi Nếu nhân viên y tế ngồi cách nơi chứa thuốc 1m thì suất liều phóng xạ phải chịu sẽ là:

(Slls)1m= 0,23 10 = 2,3 (mrem/giờ)

Nếu số giờ làm việc trong năm là 2400 giờ( và toàn bộ thời gian đó ngồi cấp thuốc) thì liều lợng phóng xạ phải chịu sẽ là:

2,3.2400 = 5520 ( mrem) = 5,52 rem

Tuy giá trị này lớn hơn giá trị cho phép (5 rem/năm) một chút nhng thực tế

số lợng thuốc có trong máy giảm dần theo thời gian cấp thuốc nên liều lợng thực tế mà nhân viên y tế phải chịu sẽ nhỏ hơn nhiều và ở dới mức cho phép Ngoài ra nhân viên y tế không ngồi cấp thuốc liên tục 8 giờ/ ngày Qua những tính toán trên ta có thể thấy rằng liều lợng phóng xạ mà nhân viên y tế thao tác với máy này phải chịu sẽ nhỏ hơn mức cho phép Vì vậy có thể bố trí nhân

viên cấp thuốc làm việc ở vị trí cách hộp chứa thuốc của máy là 1 mét Nh vậy rất dễ bố trí máy và vị trí làm việc ngay trong phòng nhỏ

2.3- Cấu tạo chung của máy cấp thuốc :

Máy cấp thuốc này gồm hai phần bố trí ở xa nhau (có thể đến 2,5m còngần nhất cũng không đợc dới 1m) và nối với nhau nhờ dây dẫn Hai phần

này đợc gọi là: Khối cấp thuốc và khối điều khiển Khối điều khiển nhận sự

điều khiển của nhân viên y tế sau đó phát các lệnh để điều khiển hoạt động của các cơ cấu trong khối cấp thuốc Nhân viên y tế ngồi cạnh khối điều khiển này để điều khiển máy Khi chuẩn bị cho buổi cấp thuốc thì mới lắp hộp chứa thuốc vào máy Nếu sau buổi cấp thuốc mà còn thừa thuốc (do có ngời bệnh không đến đợc) thì hộp thuốc đó cũng đợc tháo ra khỏi máy

2.3.1- Khối cấp thuốc :

Khối này gồm có bộ phận phân phối thuốc, cảm biến đếm thuốc và khay cấp thuốc Chúng đợc bố trí trên một khung, có vỏ ngoài làm bằng vật liệu thông thờng Bộ phận phân phối thuốc sẽ đa thuốc trong hộp ra theo

đúng số lợng cần thiết ( theo lệnh điều khiển ) Những viên thuốc đợc đa

ra sẽ rơi xuống cảm biến đếm thuốc, từ đây sẽ tạo ra các xung điện để đa đến khối điều khiển Tiếp đó thuốc sẽ đi vào khay cấp thuốc Khi đã đủ số lợng cần thiết thì bộ phận phân phối thuốc sẽ ngừng làm việc, khay thuốc sẽ di chuyển ra ngoài để ngời bệnh nhận thuốc Khi chuẩn bị cấp thuốc thì khay thuốc lại đi vào vị trí nhận thuốc

ở khối cấp thuốc thì không bố trí các linh kiện điện tử vì các linh kiện này nhạy cảm với tia phóng xạ đây chỉ có các linh kiện điện thông thờng ở

Hình 2.2 Bộ phận khay cấp thuốc và cảm biến đếm thuốc-

H×nh 2.1 Nguyªn lÝ bé phËn ph©n phèi thuèc-

Thực tế mỗi ngời bệnh thờng chỉ uống 1 viên thuốc mỗi lần (có thể sau

nhiều ngày thì lại uống tiếp viên thứ hai) Tuy vậy máy này đợc thiết kế cấp

đợc đến 9 viên thuốc trong mỗi lần cấp (để mở rộng khả năng của nó) Tổng

số thuốc đã cấp sẽ đợc lu lại để tiện kiểm tra (lu lại bằng số ở bộ phận điều

khiển)

2.3.1.1- Bộ phận phân phối thuốc :

Bộ phận này sẽ đa ra số viên thuốc cần thiết Nguyên lí hoạt động của

nó sẽ quyết định đến cấu tạo của các bộ phận khác

Thuốc đợc cấp từ máy này có dạng viên con nhộng, đợc để trong hộp

nhựa Hộp nhựa này có vỏ chì dày Có thể lấy thuốc từ hộp ra theo các cách

sau đây:

- Cách 1: Dùng tay máy để gắp thuốc ra

Theo cách này thì cần mở nắp hộp khi cấp thuốc Sau khi đã mở nắp

hộp thì tay máy sẽ gắp từng viên thuốc ra cho đến khi đủ số lợng yêu cầu thì

dừng lại Cách này khó bảo đảm an toàn phóng xạ vì phải mở hộp, do đó phải

bọc chì toàn máy (rất nặng) ; ngoài ra máy sẽ rất phức tạp, khó chế tạo

- Cách 2: Dùng cơ cấu gạt thuốc để gạt từng viên thuốc ra.

Theo cách này thì có thể bố trí cơ cấu gạt thuốc trong hộp thuốc, cơ cấu

này gạt dần từng viên thuốc ra ngoài Dùng cách này dễ xảy ra nguy cơ kẹt và

vỡ thuốc rất nguy hiểm, ngoài ra cơ cấu cũng rất phức tạp nhất là vì phải thực

hiện gạt thuốc trong vỏ chì

- Cách 3: Dùng cơ cấu hút chân không để hút từng viên thuốc ra

Theo cách này thì một đầu hút chân không sẽ đa qua lỗ nhỏ ở nắp hộp

vào hộp thuốc Đầu hút này sẽ hút 1 viên thuốc rồi đa ra ngoài, sau đó nhả ra

và thực hiện lần tiếp theo cho đến khi đủ thuốc Cách này cũng phức tạp, trong

máy phải có máy hút chân không, hệ thống van và đầu hút, hệ thống định vị,

… Việc hút thuốc cũng khókhăn, nhất là với viên thuốc dạng con nhộng

- Cách 4: Chứa thuốc trong hộp dốc cho thuốc tự chảy và dùng van phân

phối thuốc

Theo cách này thì thuốc đợc chứa trong hộp có độ dốc rất lớn.Thuốc

sẽ tự chảy xuống một ống nhỏ gọi là ống cấp thuốc bố trí ở đáy hộp, từ đó thuốc chuyển đến nơi nhận Việc khống chế số viên thuốc đợc cấp sẽ nhờ van phân phối dạng ống có mặt cắt ngang dạng chữ C hoặc dùng hai van phân phối dạng tấm chặn Hoạt động của các loại van đó nh sau:

Van chữ C chứa đợc một viên thuốc khi miệng van hớng vào đáy ống cấp thuốc (viên thuốc thuốc tự đi xuống van này nhờ trọng lợngcủa nó) Khi van quay nửa vòng thì viên thuốc trong van rơi xuống và van khi đó sẽ chặn để thuốc trong ống cấp không xuống nữa Khi van quay thêm nửa vòng nữa thì viên thuốc mới từ hộp sẽ đi vào van cấp thuốc để cấp cho lần sau

Khi dùng hai van dạng tấm chặn thì hai van này bố trí trên ống ở đáy hộp, khoảng cách giữa hai van đúng bằng chiều dài viên thuốc Giữa hai van

đó sẽ chứa một viên thuốc Khi mở van dới mà van trên đang đóng thì viên thuốc giữa hai van sẽ rơi xuống, sau đó phải đóng van dới và mở van trên để viên thuốc mới đi và khoảng giữa hai van Quá trình trên sẽ lặp đi lặp lại cho

đến khi cấp đủ thuốc

Cách này tuy không phức tạp nhng chỉ dùng đợc khi có ít thuốc ( không quá 20 viên con nhộng) Nếu nhiều hơn thì thuốc rất dễ kẹt lại do bị chèn nhau và rất khó khắc phục sự chèn này Nếu muốn dùng cách này với số thuốc lớn hơn thì cần thêm hộp chứa chính, thuốc từ hộp này đợc đa dần vào hộp phân phối (dạng hộp dốc) Cách này rất phức tạp, nhất là với thuốc phóng xạ (vì khi đó vỏ bảo vệ phải có kích thớc lớn để bao bọc cả hai hộp)

Nh vậy ở đây không nên dùng những cách trên mà phải dùng theo nguyên lí khác

Qua nghiên cứu và thử nghiệm có thể thấy rằng nên dùng theo cách để viên thuốc tự ra khỏi hộp và dùng van phân phối để khống chế lợng thuốc