Les appareils radiographiques en diagnostic médical Partie A : Techniques de sécurité recommandées pour l'installation et l'utilisation - Code de sécurité 20A

ANNEXE II - Guides de blindage pour installations de radiographie diagnostique

Pour déterminer la protection

nécessaire dans les installations de radiodiagnostic, il est nécessaire de posséder certains renseignements préliminaires. L'épaisseur de blindage requise peut être calculée à l'aide de la formule faisant l'objet des Figures 1 à 3 de la présente annexe.

1. Quelle est la distance entre le point le plus rapproché de la zone à protéger et la position moyenne d'opération du tube radio-gène?
2. La zone doit-elle être désignée contrôlée ou non contrôlée, c'est-à-dire la zone doit-elle être occupée par des professionnels des travaux sous radiations (sujets à la limite de 20 mSv par année) ou des personnes exposées occasionnellement aux rayon-nements (sujets à la limite de 1 mSv par année)?
3. Quel sera ou quel est le coefficient d'occupation (T) de la zone? Le coefficient d'occupation est défini en fonction du temps d'occupation normale de la zone, exprimée en fraction de la semaine de travail (s'il n'est pas connu, se servir du Tableau 1).
4. L'écran placé entre le tube radiogène et la zone occupée sert-il de protection primaire ou secondaire, c'est-à-dire l'écran doit-il servir à atténuer le faisceau direct utile ou seulement le rayonne-ment parasite (de fuite et diffusé)?
5. Quel sera le coefficient d'utilisation (U) de l'écran protecteur requis? Le coefficient d'utilisation est défini à titre de fraction du temps d'opération durant lequel le faisceau utile est dirigé sur le blindage ou la zone considérée (s'il n'est pas connu, consulter le Tableau 2).
6. Quel sera le volume ou la charge de travail (W) de la salle de radiographie? Le volume de travail désigne le temps d'opération d'un appareil radiographique, exprimé en milliampères-minute par semaine.
7. Quels seront la tension et le rendement maximaux et moyens du tube radiogène?

*Note : Le coefficient d'utilisation pour le calcul des blindages de protection secondaire est toujours 1.

Note :

1. La densité du plomb laminé offert dans le commerce est de 11,36 g.cm^-3
2. Les limites de tolérance sont de ± 0,005 po pour les épaisseurs jusqu'à7/128^e et de ± 1/32^e pour les épaisseurs au-delà.
3. Les feuilles d'une épaisseur inférieure à 1/32^e posont souvent plus coûteuses que celles d'épaisseur plus forte tant dans le prix du matériau que dans le coût de l'installation.

Figure 1. Attenuation par le plomb des rayons X produits de 50 à 300 kV (crête)

Figure 1. Attenuation par le plomb des rayons X produits de 50 à 300 kV (crête) (suite)

Figure 2. Atténuation par le béton des rayons X produits de 50 à 300 kVp (crête)

Formules de calcul des besoins en blindage

L'épaisseur des écrans de protection nécessaires peut être calculée selon les formules ci-dessous. Cette méthode exige la connaissance du volume de travail W, exprimé en mA-min/semaine, du coefficient d'utilisation U, du coefficient d'occupation T et de la distance d, exprimée en mètres, de la source à la zone occupée. Les valeurs typiques de T, U et W sont fournies aux Tableaux 1 et 3 respectivement.

Cette méthode comporte le calcul de la valeur moyenne d'exposition par unité de volume de travail à l'unité de distance K, (en R/mA-min à 1 mètre) et ensuite l'emploi des courbes des Figures 1 et 2 en vue de déterminer l'épaisseur de plomb ou de béton nécessaire pour réduire le taux de rayonnement aux valeurs requises.

1. Écrans de protection primaires

Pour les écrans de protection primaires, la valeur de K peut être calculée d'après l'équation suivante :

où :

• P = le maximum d'exposition hebdomadaire permis exprimée en R/semaine. Pour les zones contrôlées, P = 0,04 R/semaine; pour les zones non surveillées, P = 0,002 R/semaine.
• d = la distance en mètres de la cible à l'écran de protection primaire;
• W = le volume de travail en mA-min/semaine;
• U = le coefficient d'utilisation;
• T = le coefficient d'occupation;
• K = l'exposition par charge d'appareil à la distance de l'appareil, en R/mA-min à 1 mètre.

Exemple: Déterminer l'épaisseur de l'écran de protection primaire nécessaire pour protéger une zone contrôlée située à 3 mètres de la cible d'un appareil diagnostique de 150 kVp dont le volume de travail hebdomadaire est de 2000 mA-min. Le mur possède un coefficient d'utilisation de 1 et le coefficient d'occupation de la zone au-delà du mur est de 1.

Dans ce cas,

• P = 0,1 R
• d = 3 m
• W = 2000 mA-min
• U = 1
• T = 1

D'après l'équation (1),

Les courbes de 150 kVp des Figures 1 et 2 respectivement montrent que l'épaisseur nécessaire de l'écran est de 2,3 mm de plomb ou 20,5 cm de béton.

2. Écrans de protection secondaires

Les écrans de protection secondaires sont nécessaires pour fournir la protection contre le rayonnement de fuite et le rayonnement diffusé. Comme ces deux formes de rayonnement sont de qualité différente, il est nécessaire de déterminer séparément les besoins de protection contre chacun. Si l'épaisseur des écrans de protection contre le rayonnement de fuite et le rayonnement diffusé sont à peu près les mêmes, une couche de demi-atténuation doit être ajoutée à la plus forte des deux valeurs pour obtenir l'épaisseur de l'écran de protection secondaire. Si les épaisseurs des écrans de protection contre les rayonnements diffusé et de fuite diffèrent par au moins trois couches de demi-atténuation, la plus forte des deux suffit.

2.1 Écran de protection contre le rayonnement de fuite

Afin de calculer l'épaisseur nécessaire de l'écran de protection contre le rayonnement de fuite, on doit calculer le coefficient de transmission B nécessaire pour réduire l'exposition hebdomadaire à P. Pour la gaine du tube radiogène diagnostique, où la fuite maximale admissible de la gaine est de 0,1 roentgen à l'heure, le coefficient de transmission est fourni par la formule suivante :

Figure 3. Rapport entre le coefficient de transmission B et le nombre de couches de demi-atténuation N ou de déci-atténuation n.

(Coéfficient de Transmission B.)

où :

• P = le taux d'exposition maximale admissible par semaine, exprimée en R/semaine. Pour les zones con-trôlées, P = 0,04 R/semaine; pour les zones non sur-veillées, P = 0,002 R/semaine;
• d = la distance en mètres qui sépare la gaine du tube radiogène de l'écran de protection secondaire;
• I = le courant du tube radiogène exprimé en milliampères;
• W = le volume de travail en mA-min/semaine;
• T = le coefficient d'occupation.

Ayant calculé le coefficient de transmission B, l'épaisseur de l'écran, exprimée en couches de demi-atténuation, N, ou de déci-atténuation, n, peut être déterminée de la Figure 3. L'épaisseur nécessaire de l'écran en mm de plomb ou cm de béton peut être obtenue du Tableau 4 selon l'énergie appropriée.

Exemple: Déterminer l'épaisseur de l'écran nécessaire pour protéger une zone contrôlée située à 2 mètres de la gaine d'un appareil diagnostique de 200 kVp ayant un volume de travail hebdomadaire de 2000 mA-min. Assumer que le tube fonctionne à 5 mA et que la zone en question a un coefficient d'occupation de 1.

Dans ce cas,

• P = 0,1 R
• d = 2m
• W = 2000 mA-min
• T = 1
• I = 5 mA

D'après l'équation (2),

D'après la Figure 3, une transmission de 0,6 correspond à une DCA de 0,13 ou une DcA de 0,7. Selon le Tableau 4, la couche de demi-atténuation de 200 kVp est de 0,52 mm de plomb ou 2,5 cm de béton. L'épaisseur nécessaire de l'écran de protection contre le rayon-nement de fuite est donc :

• (0,7 × 0,52) = 0,36 mm de plomb
• (0,7 × 2,5) = 1,7 cm de béton

2.2 Écran de protection contre le rayonnement diffusé

Le rayonnement diffusé a un taux d'exposition beaucoup plus bas que celui du faisceau incident et est généralement d'énergie inférieure. Cependant, pour les appareils radiographiques dont la tension d'alimentation ne dépasse pas 500 kVp, on assume générale-ment que les rayons diffusés possèdent la même capacité de pénétra-tion des écrans que le faisceau primaire. Pour les rayons X produits à une tension inférieure à 500 kV, la valeur de K peut être déterminée selon la formule :

où :

• K = l'exposition par charge d'appareil à 1 mètre, exprimée en R/mA-min à 1 m;
• P = le taux d'exposition maximale admissible exprimée en R/semaine. Pour les zones contrôlées, P = 0,04 R/semaine. Pour les zones non surveillées, P = 0,002 R/semaine;
• d = la distance en mètres de la cible au diffuseur;
• D = la distance en mètres du diffuseur à l'écran de protection secondaire;
• a = le rapport entre l'exposition aux rayons diffusés et aux rayons incidents (énumérés au Tableau 6);
• W = le volume de travail en mA-min/semaine;
• T = le coefficient d'occupation;
• F = la superficie du champ en cm².

Ayant calculé K d'après la formule (3), les courbes des Figures 1 et 2 servent à déterminer l'épaisseur de plomb ou de béton nécessaire, de la même manière que pour l'écran de protection primaire.

Si l'épaisseur de l'écran de protection contre le rayonnement de fuite et celle de l'écran de protection contre le rayonnement diffusé diffèrent par au moins une couche de déci-atténuation, le plus épais des deux écrans suffit. S'ils diffèrent par moins d'une couche de déci-atténuation, ajouter une couche de demi-atténuation au plus épais des deux afin d'atteindre l'épaisseur totale nécessaire à un écran de protection secondaire.