DIN 6875-20-2016 Special radiotherapy equipments - Part 20 Proton therapy - Rules for construction of structural radiation protection《专用放射治疗设备 第20部分 质子治疗 结构辐射保护的建设规则》.pdf

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1、August 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 13DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 11.040.50; 13.280!%S7“2482056www.din.deDIN 6875-20Spezielle Bestrahlungseinrichtungen

2、 Teil 20: Protonentherapie Regeln fr die Auslegung des baulichen StrahlenschutzesSpecial radiotherapy equipments Part 20: Proton therapy Rules for construction of structural radiation protectionInstallations dirradiation spciales Partie 20: Protonthrapie Rgles pour la conception structurelle de la r

3、adioprotectionAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frPAS 1078:2008-01www.beuth.deGesamtumfang 25 SeitenDDIN-Normenausschuss Radiologie (NAR)DIN 6875-20:2016-08 2 Inhalt Seite Vorwort 4 1 Anwendungsbereich . 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begriffe 5 4 Symbole und Abk

4、rzungen 6 5 Hchstwerte fr die Dosis hinter Abschirmungen 7 6 Anforderungen an die Rume . 7 7 Angaben des Herstellers und des Strahlenschutzverantwortlichen 8 7.1 Angaben des Herstellers . 8 7.2 Angaben des Strahlenschutzverantwortlichen 8 8 Betriebsdaten 9 8.1 Strahlungsenergie . 9 8.2 Protonenstrom

5、strke 9 8.3 Bemessungszeitspanne . 9 8.4 Richtungsfaktor 10 8.5 Aufenthaltsfaktor 10 9 Hchste zugelassene Ortsdosis. 10 10 Bemessung des baulichen Strahlenschutzes . 11 10.1 Physikalische Grundlagen 11 10.1.1 Voraussetzungen . 11 10.1.2 Quellterme fr Neutronen 11 10.2 Allgemeines Berechnungsschema .

6、 13 10.3 Transmission von Neutronen durch Wanddurchfhrungen . 14 10.3.1 Allgemeines . 14 10.3.2 Bewertung von Wanddurchfhrungen 15 10.4 Labyrinthberechnungen . 16 11 Bauliche Strahlenschutzvorkehrungen gegen radioaktive Stoffe, die durch Neutronen induziert werden . 17 Anhang A (informativ) Berechnu

7、ngsbeispiel 18 Anhang B (informativ) Beispiel fr die Bewertung von Wanddurchfhrungen 21 Anhang C (informativ) Beispiel fr eine Labyrinthberechnung. 22 Literaturhinweise . 23 Stichwortverzeichnis. 24 DIN 6875-20:2016-08 3 Bilder Bild 1 Darstellung einer exemplarischen Durchfhrungsgeometrie 15 Bild 2

8、Beispiel eines Labyrinthzugangs mit 3 Schenkeln (n = 3) . 16 Bild A.1 Beispielgeometrie 19 Tabellen Tabelle 1 Zehntelwertdicken verschiedener Abschirmmaterialien bei exemplarischen Dichten 14 Tabelle B.1 Beispielwerte fr den nach Gleichung (8) berechneten Transmissionsgrad TGrech. 21 DIN 6875-20:201

9、6-08 4 Vorwort Diese Norm wurde vom DIN - Normenausschuss Radiologie (NAR) in Arbeitsgemeinschaft mit der Deutschen Rntgengesellschaft und in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft fr Medizinische Physik, der Deutschen Gesellschaft fr Nuklearmedizin sowie der Deutschen Gesellschaft fr Radioon

10、kologie erarbeitet. Auer den Regeln dieser Norm sind die geltenden gesetzlichen Vorschriften und behrdlichen Richtlinien zu beachten. Strahlentherapeutisch nutzbare Protonenenergien werden nach mehreren Vorbeschleunigungsstufen erst durch den Einsatz von Ringbeschleunigern (Zyklotron oder Synchrotro

11、n) erreicht. Bei solchen Energien fhren die unvermeidbar auftretenden Strahlverluste in der Umgebung der Strahlverlustpunkte zu einer sehr durchdringungsfhigen Sekundrstrahlung (im Wesentlichen hochenergetische Neutronen), die mit einem verhltnismig hohen Aufwand an baulichen Manahmen (z. B. meterdi

12、cke Betonwnde) abgeschirmt werden muss. Die Auslegung dieser Abschirmungen ist, ausgehend von den physikalischen Grundlagen, auch fr den Fachmann wegen des hohen zeitlichen und rechnerischen Aufwandes schwierig. Eine Norm, wie sie bereits fr ELEKTRONENBESCHLEUNIGER und fr PET-Zyklotrons vorliegt, is

13、t dabei fr die im STRAHLENSCHUTZ auf diesem Gebiet Ttigen, Projektanten als auch Aufsichtsbehrden, von groem Nutzen. Die Festlegung von Regeln fr eine einheitliche rechnerische Ermittlung der Abschirmdicken fr verschiedene bautechnisch verwendbare Materialien nach vorgegebenen Gleichungen, Tabellen

14、und Diagrammen ist Inhalt dieser Norm. In bereinstimmung mit dem Verfahren in Publikationen der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) sind Benennungen von Begriffen auer in berschriften von Abschnitten und in den Benennungen der Begriffe in Abschnitt 3 Begriffe“ in KAPITLCHEN gedruckt.

15、 Dadurch soll es dem Anwender der Norm erleichtert werden, die Zusammenhnge zwischen den Begriffen zu erkennen und zu nutzen. Ein Stichwortverzeichnis am Ende der Norm enthlt alle verwendeten definierten Begriffe einschlielich Quellenangabe und englischer bersetzung. Es wird auf die Mglichkeit hinge

16、wiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 6875, Spezielle Bestrahlungseinrichtungen, besteht aus: Teil 1: Perkutane stereotaktische Bestrahlung, Kennmerkmale und

17、 besondere Prfmethoden Teil 2: Perkutane stereotaktische Bestrahlung Konstanzprfungen Teil 3: Fluenzmodulierte Strahlentherapie Kennmerkmale, Prfmethoden und Regeln fr den klinischen Einsatz Teil 4: Fluenzmodulierte Strahlentherapie Konstanzprfungen Teil 20: Protonentherapie Regeln fr die Auslegung

18、des baulichen Strahlenschutzes (z. Z. Entwurf) nderungen Gegenber PAS 1078:2008-01 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Bercksichtigung schrger Strahlwege durch eine Abschirmschicht; b) redaktionelle berarbeitung. Frhere Ausgaben PAS 1078: 2008-01 DIN 6875-20:2016-08 5 1 Anwendungsbereich Diese

19、 Norm gilt fr die Errichtung von PROTONENBESCHLEUNIGER-ANLAGEN zur Anwendung von Protonen-strahlung mit Energien bis 300 MeV bei der medizinischen Strahlenbehandlung. Die Norm legt Regeln fr die rechnerische Ermittlung von Abschirmdicken bautechnisch verwendbarer Materialien fest. 2 Normative Verwei

20、sungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokum

21、ents (einschlielich aller nderungen). DIN 25400, Zeichen fr ionisierende Strahlung Richtlinie zur Verordnung ber den Schutz vor Schden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung StrlSchV) vom 1. November 2011 (Richtlinie Strahlenschutz, GMBl. 2011, S. 867), gendert durch Rundschreiben vom

22、 11. Juli 2014 (GMBl. 2014, S. 1020)1)Verordnung ber den Schutz vor Schden durch ionisierende Strahlen (Strahlenschutzverordnung StrlSchV) vom 20. Juli 2001 (BGBl. Teil I S. 1714 ber. I 2002 S. 1459), zuletzt gendert durch Artikel 5 der Verordnung vom 11. Dezember 2014 (BGBl. I S. 2010)1)3 Begriffe

23、Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe im Stichwortverzeichnis sowie die folgenden Begriffe. 3.1 Protonenbeschleuniger Teilchenbeschleuniger, mit dem Protonen auf fr die Anwendung in der STRAHLENTHERAPIE bentigte End-energien beschleunigt werden Anmerkung 1 zum Begriff: In der Praxis

24、werden hierfr Ringbeschleuniger (Zyklotron oder Synchrotron) eingesetzt. 3.2 Protonenbeschleuniger-Anlage Gesamtheit aus Vorbeschleunigern, PROTONENBESCHLEUNIGER, Strahlfhrungselementen, Installationen, Ver-sorgungseinrichtungen und zugehrigen baulichen Mitteln Anmerkung 1 zum Begriff: Zu baulichen

25、Mitteln zhlen z. B. Strahlenschutzwnde. 3.3 Transmissionsgrad TG Verhltnis aus der Dosisleistung des durch die Streuung geschwchten Neutronenfeldes und der Dosisleistung des ungeschwchten Neutronenfeldes 1)Nachgewiesen in der DITR-Datenbank der DIN-Software GmbH, zu beziehen bei: Beuth Verlag GmbH,

26、10772 Berlin DIN 6875-20:2016-08 6 BEISPIEL Der TRANSMISSIONSGRAD TG nimmt den Wert 1 an, wenn keine Schwchung erzielt wird, und wird umso kleiner, je effektiver die Schwchung ausfllt. Zum Beispiel fhrt TG = 0,1 zu einer Schwchung, die einer ZEHNTEL-WERTDICKE entspricht. Anmerkung 1 zum Begriff: Der

27、 TRANSMISSIONSGRAD TG wird zur Beurteilung der Auswirkung einer Verminderung der Abschirmwirkung im Bereich einer Durchfhrung oder eines STRAHLENSCHUTZLABYRINTHS und der daraus resultierenden lokalen Erhhung der ORTSDOSISLEISTUNG am strahlabgewandten Ausgang der Durchfhrung eingefhrt. 3.4 Protonenst

28、romstrke Anzahl der Protonen, die im Vakuum einen bestimmten Querschnitt in einer Zeiteinheit passieren Anmerkung 1 zum Begriff: Die Einheit der PROTONENSTROMSTRKE ist der Kehrwert einer Sekunde (1/s). Anmerkung 2 zum Begriff: 1 A PROTONENSTROMSTRKE 6,25 1012Protonen/s. 4 Symbole und Abkrzungen Abkr

29、zung oder Symbol Begriff oder Messgre Einheit A Querschnittsflche der Durchfhrung m2 AiQuerschnitt des i-ten Labyrinthschenkels m2aiAbstand des zu schtzenden Platzes von der Quelle m C Konversionsfaktor zur Umrechnung der NEUTRONENFLUENZ in die QUIVA-LENTDOSIS pSv cm2 BZ Bemessungszeitspanne h/a D D

30、icke der durch die Durchfhrung unterbrochenen Abschirmungswand m 0QUIVALENTDOSISLEISTUNG fr Neutronen in 1 m Entfernung Sv/h GHchstwerte fr die ORTSDOSISLEISTUNG Sv/h iDosisleistung des ungeschwchten Neutronenfeldes an der strahlzugewand-ten Eintrittsflche der Wanddurchfhrung mSv/h aDosisleistung de

31、s geschwchten Neutronenfeldes an der strahlabgewandten Austrittsflche der Wanddurchfhrung mSv/h ADosisleistung des ungeschwchten Neutronenfeldes an der strahl-zugewandten Eintrittsflche des STRAHLENSCHUTZLABYRINTHS mSv/h BDosisleistung des geschwchten Neutronenfeldes an der strahlabgewandten Austrit

32、tsflche des STRAHLENSCHUTZLABYRINTHS mSv/h 0;1QUIVALENTDOSISLEISTUNG in Richtung des Protonenstrahls ( = 0) in 1 m Entfernung vom TARGET nach dem Berechnungsbeispiel des Anhang A (siehe Bild A.1) Sv/h 0;3QUIVALENTDOSISLEISTUNG unter einem Emissionswinkel relativ zur Richtung des Protonenstrahls von

33、= 90 in 1 m Entfernung vom TARGET nach dem Berechnungsbeispiel des Anhang A (siehe Bild A.1) Sv/h E Protonenenergie MeV f() Winkelkorrekturterm I0PROTONENSTROMSTRKE (1/s) LiLnge des i-ten Labyrinthschenkels m n Zahl der Labyrinthschenkel Q Zahl der je Proton mit der Energie E erzeugten Neutronen DIN

34、 6875-20:2016-08 7 Abkrzung oder Symbol Begriff oder Messgre Einheit S Neutronen-Streukoeffizient s Abschirmungsdicke cm T AUFENTHALTSFAKTOR TG TRANSMISSIONSGRAD TGLTRANSMISSIONSGRAD des STRAHLENSCHUTZLABYRINTHS TGWTRANSMISSIONSGRAD einer geraden Wanddurchfhrung U RICHTUNGSFAKTOR ZWD ZEHNTELWERTDICK

35、E cm Einfallwinkel zur Flchennormalen der Abschirmwand (Grad) NEUTRONENFLUENZ in 1 m vom TARGET 1/m2 Emissionswinkel der Neutronen relativ zur Richtung des Protonenstrahls (Grad) 5 Hchstwerte fr die Dosis hinter Abschirmungen Ausgehend von den folgenden Festlegungen gelten alle brigen Festlegungen d

36、ieser Norm. Hchstwerte fr die Dosis an zu schtzenden Orten hinter der Abschirmung sind abgeleitet von dem in der Richtlinie Strahlenschutz in der Medizin angegebenen Richtwert der KRPERDOSIS fr BERUF-LICH STRAHLENEXPONIERTE PERSONEN an Bedieneinrichtungen von Anlagen zur Erzeugung ionisierender Stra

37、hlen; den in der StrlSchV gesetzlich vorgeschriebenen, jeweils auf das Kalenderjahr bezogenen Werten fr die KRPERDOSEN von Personen, zu deren Schutz die baulichen Strahlenschutzvorkehrungen dienen. Daraus ergeben sich folgende Festlegungen fr Aufenthaltsorte von Personen: a) In Bedienrumen von Besch

38、leunigern wird fr die Bemessung des STRAHLENSCHUTZES der Hchstwert fr die EFFEKTIVE DOSIS durch die zustndige Behrde festgelegt. ANMERKUNG Dabei orientiert sich die Behrde in der Regel an den Empfehlungen der Richtlinie Strahlenschutz in der Medizin 13. b) An anderen Aufenthaltsorten von BERUFLICH S

39、TRAHLENEXPONIERTEN PERSONEN auerhalb des KONTROLL-BEREICHS darf fr die Bemessung des STRAHLENSCHUTZES eine EFFEKTIVE DOSIS von 6 mSv im Jahr zugrunde gelegt werden. c) An Aufenthaltsorten von EINZELPERSONEN DER BEVLKERUNG ist fr die Bemessung des STRAHLENSCHUTZES eine EFFEKTIVE DOSIS von 1 mSv im Ja

40、hr zugrunde zu legen. 6 Anforderungen an die Rume An die Rume werden folgende Anforderungen gestellt: a) Der Betrieb einer PROTONENBESCHLEUNIGER-ANLAGE macht es erforderlich, dass STRAHLENSCHUTZBEREICHE eingerichtet werden, in denen der Aufenthalt von Personen mglich ist, ohne dass die Hchstwerte de

41、r EFFEKTIVEN DOSIS nach Abschnitt 5 berschritten werden. Fr solche STRAHLENSCHUTZBEREICHE bestehen, je nachdem, wie hoch die EFFEKTIVE DOSIS von Personen in diesen Bereichen werden darf, Aufenthalts- und Zutrittsbeschrnkungen. Es sollten nur Aufenthalts- und Arbeitspltze, die unmittelbar fr den Betr

42、ieb der PROTONENBESCHLEUNIGER-ANLAGE erforderlich sind, in STRAHLENSCHUTZBEREICHEN liegen. Die Grenzen dieser STRAHLENSCHUTZBEREICHE sollten mit Raumgrenzen zusammengelegt werden. Hinsichtlich DIN 6875-20:2016-08 8 der Aufteilung der Rume in KONTROLL- und BERWACHUNGSBEREICH sind die einschlgigen Rec

43、hts-vorschriften zu beachten. b) Fr die Errichtung einer PROTONENBESCHLEUNIGER-ANLAGE ist vorauszusetzen, dass sich whrend des Strahlbetriebs im BESTRAHLUNGSRAUM nur der PATIENT und im brigen SPERRBEREICH niemand aufhalten darf. Das Verlassen dieser Rume muss jederzeit mglich sein. c) Der Zugang zum

44、 BESTRAHLUNGSRAUM muss mit einer Vorrichtung versehen sein, die durch ffnen eines Kontaktes im Sicherheitsstromkreis die STRAHLUNG abschaltet, wenn jemand den BESTRAHLUNGSRAUM whrend der Einschaltzeit betritt. Das Gleiche gilt fr den brigen SPERRBEREICH, sofern er whrend der Einschaltzeit betretbar

45、ist. d) In jedem zugnglichen Raum des SPERRBEREICHS muss mindestens ein Schalter angebracht sein, mit dem durch ffnen eines Kontaktes im Sicherheitsstromkreis die STRAHLUNG abgeschaltet und die Ein-satzbereitschaft der PROTONENBESCHLEUNIGER-ANLAGE blockiert werden kann. e) In jedem zugnglichen Raum

46、des SPERRBEREICHS muss deutlich erkennbar sein, ob die PROTONEN-BESCHLEUNIGER-ANLAGE einsatzbereit ist. Ein Warnsignal, das die Einsatzbereitschaft der PROTONEN-BESCHLEUNIGER-ANLAGE erkennen lsst, muss von allen Aufenthaltspltzen im SPERRBEREICH wahrnehmbar sein. f) An allen Zugngen zum SPERRBEREICH

47、 muss deutlich erkennbar sein, ob die STRAHLUNG eingeschaltet ist. g) Der KONTROLLBEREICH muss an den Zugngen durch ein Warnzeichen fr ionisierende STRAHLUNG nach DIN 25400 gekennzeichnet sein. Zum KONTROLLBEREICH gehrt auch der SPERRBEREICH. h) Der Bestrahlungsplatz muss vom Bedienungsplatz aus beo

48、bachtet werden knnen. Zwischen beiden Pltzen muss eine Sprechverbindung vorhanden sein. Auch bei abgeschalteter Sprechverbindung muss der PATIENT das Bedienungspersonal auf sich aufmerksam machen knnen. 7 Angaben des Herstellers und des Strahlenschutzverantwortlichen 7.1 Angaben des Herstellers Der HERSTELLER der Anlage muss dem Errichter mindestens die folgenden anlagen-technischen Informatio-nen zur Verfgung stellen: a) hchste Protonenenergie und Variationsbreite der Protonenenergie; b) hchste PROTONENSTROMSTRKE und Variationsbreite der PROTONENSTROMSTRKE; c) hchster zeitlicher