TCVN12532:2018

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12532:2018 (ISO/ASTM 51649:2015) về Thực hành đo liều áp dụng cho thiết bị chiếu xạ chùm điện tử ở năng lượng từ 300 keV đến 25 MeV TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 12532:2018 ISO/ASTM 51649:2015 THỰC HÀNH ĐO LIỀU ÁP DỤNG CHO THIẾT BỊ CHIẾU XẠ CHÙM ĐIỆN TỬ Ở NĂNG LƯỢNG TỪ 300 KEV ĐẾN 25 MEV Standard practice for dosimetry in an electron beam facility for radiation processing at energies between 300 keV and 25 MeV Lời nói đầu TCVN 12532:2018 hoàn toàn tương đương với ISO/ASTM 51649:2015; TCVN 12532:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F5 Vệ sinh thực phẩm và chiếu xạ biên soạn, T ổ ng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Lời giới thiệu TCVN 12532:2018 hoàn toàn tương đương với ISO/ASTM 51649:2015, có những thay đổi về biên tập cho phép như sau: ISO/ASTM 51649:2015 TCVN 12532:2018 Phụ lục A1 Phụ lục A Phụ lục A2 Phụ lục B Phụ lục A3 Phụ lục C Phụ lục A4 Phụ lục D Phụ lục A5 Phụ lục E Phụ lục A6 Phụ lục F Phụ lục A7 Phụ lục G Phụ lục A8 Phụ lục H Phụ lục A9 Phụ lục I Phụ lục A10 Phụ lục J Phụ lục A11 Phụ lục K THỰC HÀNH ĐO LIỀU ÁP DỤNG CHO THIẾT BỊ CHIẾU XẠ CHÙM ĐIỆN TỬ Ở NĂNG LƯỢNG TỪ 300 KEV ĐẾN 25 MEV Standard practice for dosimetry in an electron beam facility for radiation processing at energies between 300 keV and 25 MeV 1 Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn này đưa ra các quy trình đo liều đ ể đánh giá chất lượng lắp đặt (IQ), đánh giá chất lượng vận hành (OQ), đánh gi á hiệu quả (PQ) và các quá trình xử lý thường xuyên ở các thiết bị chiếu xạ chùm điện tử. 1.2 Dải năng lượng chùm điện t ử nêu trong tiêu chuẩn này từ 25 keV đến 300 keV, mặc dù có một số thảo luận về các nguồn năng lượng khác. 1.3 Đo liều ch ỉ là một phần của chương trình bảo đảm chất lượng tổng thể đ ể tuân thủ các thực hành sản xuất tốt được sử dụng trong các ứng dụng xử lý bằng bức xạ. Các phép đo khác ngoài đo liều có thể được yêu cầu cho các ứ ng dụng cụ thể như tiệt trùng các vật phẩm chăm sóc sức khỏe và bảo quản thực phẩm. 1.4 Hiện đã có các tiêu chuẩn cụ thể dùng trong tiệt trùng các vật phẩm chăm sóc sức khỏe bằng bức xạ và chiếu xạ thực phẩm. Đ ố i với biện pháp tiệt trùng các vật phẩm y tế bằng bức xạ, xem TCVN 7393-1 (ISO 11137-1) (Yêu cầu) và TCVN 7393-3 (ISO 11137-3) (Hướng dẫn về các vấn đề đo liều). Đối với chiếu xạ thực phẩm, xem TCVN 12076 (ISO 14470). Các đối tượng nằm trong phạm vi áp dụng của các tiêu chuẩn này, th ì ưu tiên sử dụng chúng. Thông tin về hiệu quả hoặc giới hạn liều quy đ ị nh đ ối với các sản phẩm thực phẩm không nằm trong phạm vi của tiêu chuẩn này [xem TCVN 7511 (ASTM F 1355) và TCVN 7413 (ASTM F1356), TCVN 12079 (ASTM F1736) và TCVN 7415 (ASTM F 1885)). 1.5 Tiêu chuẩn này nằm trong bộ các tiêu chuẩn đưa ra khuyến cáo về việc thực hiện và sử dụng đúng phép đo liều trong xử lý bằng bức x ạ . Tiêu chuẩn n à y thường được sử dụng kết hợp với TCVN 12303 (ISO/ASTM 52628). CHÚ THÍCH 1: Đối với hướng d ẫ n hiệu chu ẩ n các hệ đo liều t hường xuyên, xem TCVN 12019 (ISO/ASTM 51261). Để được hướng dẫn th ê m về việc sử dụng các h ệ đo liều cụ th ể , xem các tiêu chuẩn có liên quan. Để xem liều bức xạ đối với b ứ c xạ dạng xung, xem Báo cáo s ố 34 c ủ a ICRU. 1.6 Tiêu chu ẩ n này không đề cập đến t ấ t cả các vấn đề liên quan đến an toàn. Trách nhiệm của người sử dụng tiêu chuẩn này là phải tự xác lập các tiêu chuẩn thích hợp về thực hành an toàn và sức khỏe v à xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chu ẩ n này. Đối với các t à i liệu viện dẫn ghi năm công b ố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố th ì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). 2.1 Các tiêu chuẩn ASTM TCVN 7413 (ASTM F 1356), Hướng dẫn chiếu xạ thịt gia súc và gia cầm tươi, đông lạnh hoặc chế biến đ ể kiểm soát các vi sinh vật g â y bệnh và các vi sinh vật khác. TCVN 7415 (ASTM F 1885) Tiêu chuẩn hướng dẫn chiếu xạ gia vị, thảo mộc, rau thơm dạng khô để kiểm soát vi sinh vật g â y bệnh và các vi sinh vật khác. TCVN 7511 (ASTM F 1355), Tiêu chuẩn hướng dẫn chiếu xạ n ô ng s ả n tươi như một biện pháp xử lý kiểm dịch thực vật. TCVN 12079 (ASTM F 1736) Hướng dẫn chiếu xạ để kiểm soát v i sinh vật gây bệnh và vi sinh vật gây hư hỏng trên cá và động vật không xương sống dùng làm thực phẩm. TCVN 12534 (ASTM E 2232), Hướng dẫn lựa chọn và sử dụng phương pháp toán học để t í nh liều hấp thụ trong c á c ứng dụng xử lý bằng bức xạ. ASTM E 170, Terminology Relating to Radiation Measurements and Dosimetry (Thuật ngữ liên quan đến các phép đo bức xạ và đo liều). 2.2 Các tiêu chuẩn ISO/ASTM TCVN 7910 (ISO/ASTM 51275), Bảo vệ bức xạ - Thực hành sử dụng hệ đo liều phim nhuộm màu bức xạ. TCVN 8230 (ISO/ASTM 51539), Hướng dẫn sử dụng dụng cụ ch ỉ thị nhạy bức xạ. TCVN 8234 (ISO/ASTM 51702), Thực hành đ o liều áp dụng cho thiết bị chiếu xạ gamma. TCVN 8769 (ISO/ASTM 51818) Thực hành đo liều á p dụng cho thiết bị chùm điện tử để x ử lý chiếu xạ ở n ă ng lượng từ 80 keV đến 300 keV. TCVN 12019 (ISO/ASTM 51261), Bảo vệ bức xạ - Thực hành hiệu chuẩn hệ đo liều thường quy cho xử lý bức xạ. TCVN 12020 (ISO/ASTM 51608), Bảo vệ bức xạ - Thực hành đo liều trong một cơ sở xử lý bức xạ bằng tia X (bức xạ hãm) với năng lượng trong khoảng từ 50 keV đến 7,5 MeV. TCVN 12021 (ISO/ASTM 51707), Bảo vệ bức xạ - Hướng dẫn đánh giá độ không đảm bảo đo trong đo liều x ử lý bức xạ. TCVN 12303 (ISO/ASTM 52628), Bảo vệ bức xạ - Thực hành đo liều trong xử lý bằng bức xạ. TCVN 12533 (ISO/ASTM 52303), Hướng dẫn lập bản đồ liều hấp thụ trong thiết bị chiếu xạ. ISO/ASTM 52701, Guide for performance characterization of dosimeters and dosimetry systems for use in radiation processing (Hướng dẫn đặc tính hiệu năng của liều kế và hệ đo liều để dùng trong xử lý bằng bức xạ). 2.3 Tiêu chuẩn ISO TCVN 7393-1 (ISO 11137-1), Tiệt khuẩn các s ả n ph ẩ m chăm sóc sức khỏe - Bức xạ - Phần 1: Yêu cầu triển khai, xác nhận giá trị sử dụng và kiểm soát thường quy quá trình tiệt khuẩn đối với thiết bị y tế. TCVN 7393-3 (ISO 11137-3), Tiệt khu ẩ n các sản ph ẩ m chăm sóc sức khỏe - Bức xạ - Phần 3: Hướng dẫn các vấn đề về đo liều. TCVN 12076 (ISO 14470), Chi ế u xạ thực phẩm - Yêu cầu đối với việc xây dựng, xác nhận giá trị và ki ể m soát thư ờ ng xuyên đối với qu á trình chiếu xạ bằng bức xạ ion hóa để xử lý thực phẩm. TCVN ISO 10012:2007, Hệ thống quản lý đo lường - Yêu cầu đối với quá trình đo và thiết bị đo. TCVN ISO/IEC 17025:2007 (ISO/IEC 17025:2005), Yêu cầu chung về năng lực của phòng th ử nghiệm và hiệu chuẩn. 2.4 Báo cáo của Ủy ban Quốc tế về đơn vị và các phép đo bức xạ (ICRU) Báo cáo số 34 của ICRU, The Dosimetry of Pulsed Radiation (Đo liều bức xạ dạng xung). Báo cáo số 35 của ICRU, Radiation Dosimetry: Electron Beams with Energies Between 1 and 50 MeV (Đo liều bức xạ: Chùm điện t ử có năng lượng từ 1 MeV đến 50 MeV). Báo cáo số 37 của ICRU, S topping Powers for Electrons and Positrons (Năng lượng hãm đối với electron và positron). Báo cáo số 80 của ICRU, Dosimetry Systems for Use in Radiation Processing (Hệ đo liều dùng trong xử lý bằng bức xạ). Báo cáo số 85a của ICRU, Fundamental units and quantites for ionizing radiation (Đơn vị và đại lượng cơ bản trong bức xạ i on hóa). 2.5 Báo cáo của Ủy ban phối hợp về hướng dẫn đo lường (JCGM) JCGM 100 :2008 1) , Evaluation of measurement data - Guide to the expression of uncertainty in measurement (Đánh giá dữ liệu đo lường - Hướng dẫn tr ì nh bày độ không đảm b ả o đ o) 3 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 3.1 Định nghĩa 3.1.1 Liều hấp thụ (D) [absorbed dose (D) ] Lượng năng lượng bức xạ ion h óa truyền cho một đơn vị khối lượng v ậ t chất xác đị nh. 3.1.1.1 Gi ả i thích : (1) Đơn vị đo liều hấp thụ trong đơn vị đo quốc tế SI là gray (Gy). 1 Gy tương đương với sự hấp thụ 1 Jun trên 1 kilogam vật ch ấ t xác định (1 Gy = 1 J/kg). Biểu thức toán học là tỷ số giữa và dm, trong đó l à năng lượng hấp thụ trung bình mà bức xạ ion h óa truyền cho khối vật chất có khối lượng là dm . (Xem Báo cáo số 85a của ICRU). 3.1.1.2 Giải thích : (2) liều hấp thụ đ ô i khi còn được gọi là liều. 3.1.2 Phòng th ử nghiệm được công nhận (approved laboratory) Phòng thử nghiệm được cơ quan c ó thẩm quyền công nhận theo TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025) hoặc có hệ thống chất lượng phù hợp với các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025). 3.1.2.1 Giải thích : sử dụng phòng thử nghiệm được cơ quan có thẩm quyền công nhận hoặc phòng th ử nghiệm hiệu chuẩn khác được công nhận theo TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/1EC 17025) hoặc theo các tiêu chuẩn tương đương để đảm bảo liên kết chuẩn quốc gia hoặc chuẩn quốc tế. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn được cung cấp b ở i phòng thử nghiệm không có chứng nhận hoặc công nhận chính thức sẽ không được xem l à có liên kết chuẩn quốc gia hoặc chuẩn quốc tế. 3.1.3 Cường độ chùm trung bình (average beam current) Cường độ chùm điện t ử phát ra trung b ì nh theo thời gian; đ ố i với máy gia tốc xung, giá trị trung b ì nh này được lấy trên một lượng lớn các xung (xem Hình 1). 3.1.4 Độ dài chùm (beam length) Kích thước của vùng chiếu xạ dọc theo hướng chuyển động của s ả n phẩm tại khoảng cách quy định từ cửa sổ máy gia tốc (xem H ì nh 2). 3.1.4.1 Giải thích : Độ dài chùm vuông góc với độ rộng chùm và với các trục của chùm điện tử. Trong trường hợp sản phẩm đứng yên trong quá trình chiếu xạ, độ dài “chùm" và “độ rộng chùm” có thể hoán đ ổ i nhau. Hình 1 - V í dụ minh họa cường độ chùm dạng xung ( l pu i se ) , cường độ chùm trung bình ( l avg ), độ rộng xung ( W ) và tốc độ lặp lại ( f ) đối với máy gia tốc xung 3.1.5 Độ rộng chùm (beam width) Kích thước của vùng chiếu xạ vuông góc với hướng chuyển động của sản phẩm tại khoảng cách quy định từ cửa sổ máy gia tốc (xem Hình 2). 3.1.5.1 Giải thích : Đối với thiết b ị chi ế u xạ có hệ băng chuyền, độ rộng chùm thường vuông góc với hướng chuy ể n động của băng chuyền (xem Hình 2). Độ rộng chùm được xác định là khoảng cách giữa hai điểm dọc theo mặt cắt liều, tại mức xác định từ vùng liều cực đại trong mặt cắt liều (xem Hình 3). Một số kỹ thuật khác nhau để tạo ra các chùm điện tử có độ rộng đủ để bao ph ủ cả vùng sản phẩm được xử lý, v í dụ: sử dụng phương pháp quét điện t ử chùm hẹp (trong trường hợp đó độ rộng chùm cũng l à độ rộng quét), các phần tử đặt cách xa tiêu điểm, các lá tán xạ. Hình 2 - Sơ đồ biểu diễn độ dài chùm và độ rộng chùm đối với chùm dạng quét sử dụng hệ băng chuyền Hình 3 - Ví dụ về sự phân bổ liều chùm điện tử dọc theo hướng quét khi độ rộng chùm được ghi lại ở mức ph â n đoạn xác định f của liều cực đại trung bình D max 3.1.6 Vật liệu thay thế (compensating dummy) Xem sản phẩm mô phỏng. 3.1.7 Phân bố liều theo độ sâu (depth dose distribution) Sự thay đổi liều hấp thụ theo độ sâu tính từ bề mặt tới của vật liệu được chiếu xạ. 3 . 1.7.1 Giải thích : Các phân bố liều điển hình dọc theo trục của chùm trong các v ậ t liệu đ ồ ng nhất được tạo ra b ở i chùm điện t ử đơn năng tới thông thường được nêu trong Phụ lục B. 3.1.8 Tỷ số đ ồ ng đều liều (dose uniformity ratio) Tỷ s ố giữa liều cực đại và liều cực tiểu trong sản phẩm chiếu xạ. 3.1.8.1 Giải thích : Khái niệm n à y cũng được gọi l à tỷ số liều cực đại/liều cực tiểu. 3.1.9 Hệ đo liều (dosimetry system) Hệ được dùng để đo liều hấp thụ bao gồm các liều kế, các dụng cụ đo liều và các chu ẩ n tham chi ế u có liên quan cũng như các quy trình sử dụng chúng. 3.1.10 Năng lượng chùm điện t ử (electron beam energy) Động năng của điện tử được gia tốc trong chùm. Đơn vị: Jun (J). 3.1.10.1 Giải thích : Đơn vị electron v ô n (eV) thường được dùng làm đơn vị của năng lượng (chùm) điện t ử , trong đó 1 eV= 1,602 x 1 0 - 19 J. Trong xử lý bằng bức xạ, khi các chùm có phổ năng lượng điện t ử rộng thường được sử dụng, thì thuật ngữ năng lượng có thể xảy ra nh ấ t (E p ) và năng lượng trung b ì nh (E a ) là các thuật ngữ chung. Năng lượng này được liên kết với quãng chạy của chùm điện tử thực tế Rp và độ s â u một nửa giá trị R 50 theo công thức thực nghiệm (xem Hình 4 và Phụ lục D). D e : là liều tại bề mặt chùm đ i vào; R opt : là độ sâu mà tại đó liều ở phần suy giảm của đồ th ị b ằ ng D e ; R 50 : l à độ sâu mà tại đ ó liều giảm đến 50 % s o với giá tr ị cực đại; R 50e : l à độ sâu m à tại đó liều giảm đến 50 % li ề u D e ; R p : là độ sâu khi đường thẳng ngoại suy của đồ th ị suy giảm gặp trục độ sâu. Hình 4 - Sự phản bố liều theo độ sâu đi ể n hình đối với chùm điện t ử trong vật liệu đ ồ ng nhất 3.1.11 Thiết b ị chùm điện tử (electron beam facility) Thiết lập sử dụng các điện tử mang năng lượng được tạo ra b ở i các máy gia t ố c hạt để chiếu xạ sản phẩm. 3.1.12 Phổ năng lượng điện t ử (electron energy spectrum) Hàm phân bố các điện t ử theo năng lượng. 3.1.13 Đánh g i á chất lượng lắp đặt (installation qualification) IQ Quá trình thu nhận và tập hồ sơ nhằm ch ứ ng minh thiết bị, dụng cụ được cung c ấ p và lắp đặt theo đúng quy định kỹ thuật. 3.1.14 Đánh giá chất lượng vận hành (operational qualification) OQ Quá trình thu nhận và lập hồ sơ nhằm chứng minh thiết bị, dụng cụ được lắp đ ặ t ho ạ t động trong giới hạn đã định khi sử dụng theo đúng quy tr ì nh vận hành. 3.1.15 Đánh giá hiệu quả (performance qualification) PQ Quá trình thu nhận và lập hồ sơ nhằm chứng minh rằng thiết bị, dụng cụ được lắp đặt hoạt động theo đúng quy tr ì nh vận hành, thực hiện phù hợp với tiêu ch í đã định và sản phẩm xử lý đáp ứng quy định kỹ thuật. 3.1.16 Đơn vị nạp hàng (process load) Thể tích vật liệu có cấu hình nạp hàng xác định được chiếu xạ như một đơn vị độc lập. 3.1.17 Chu trình chiếu xạ (production run) Một loạt các đơn vị nạp hàng chứa cùng một loại vật liệu hoặc sản phẩm có đặc tính hấp thu bức xạ giống nhau, được chiếu xạ liên tiếp với cùng một dải liều hấp thụ quy đị nh. 3.1.18 Vật liệu chuẩn (reference material) Vật liệu đ ồ ng nhất có các đặc tính tán xạ và h ấ p thụ bức xạ đã biết được sử dụng để thiết lập các đặc trưng của quá trình chiếu xạ, chẳng hạn như độ đ ồ ng đều quét, sự phân bố liều theo độ sâu và độ t á i lập của liều đi vào. 3.1.19 Mặt phẳng tham chiếu (reference plane) Mặt phẳng được lựa chọn nằm trong vùng bức xạ và vuông góc với trục của chùm điện tử. 3.1.20 Vị trí giám sát thường xuyên (routine monitoring position) V ị trí mà liều hấp thụ được theo dõi trong suốt quá trình xử lý thư ờ ng xuyên đ ể đảm bảo sản phẩm nhận được liều hấp thụ quy định đối với quá trình. 3.1.20.1 Giải thích : Vị tr í này có thể là vị trí liều cực tiểu hoặc cực đại trong đơn vị nạp hàng hoặc c ó thể là vị tr í thay th ế thuận tiện ở trong, trên hoặc gần đơn vị nạp hàng mà tại vị tr í này mối quan hệ của liều với liều cực tiểu và cực đại được thiết l ậ p. 3.1.21 S ả n phẩm mô ph ỏ ng (simulated product) Vật liệu có các đặc tính hấp thụ và tán xạ giống sản phẩm, vật liệu hoặc chất cần chiếu xạ. 3.1.21.1 Giải thích : Sản phẩm mô phỏng được sử dụng để thay thế cho sản phẩm, vật liệu hoặc chất cần chi ế u xa khi xác định đặc t í nh của máy chi ế u xạ. Khi được sử dụng trong các chu trình chiếu xạ thường xuyên đ ể bù vào sự thiếu hụt sản phẩm, sản phẩm mô ph ỏ ng đôi khi được gọi l à vật liệu thay thế. Khi được sử dụng để lập bản đồ liều, sản ph ẩ m mô phỏng đôi khi được gọi l à vật liệu giả. 3.1.22 Độ sâu chuẩn hóa (standardized depth) Độ dày của vật liệu hấp thụ được biểu thị bằng khối lượng trên đơn vị diện tích, bằng tích của độ sâu trong vật liệu t và mật độ ρ . 3.1.22.1 Giải thích : Nếu m là khối lượng của vật liệu bên dưới diện tích A của vật liệu m à chùm đ i qua th ì : Đơn vị đo quốc tế SI của z là kg/cm 2 , tuy nhiên, thực tế thường biểu thị t bằng centimet (cm) và ρ bằng gam trên centimet kh ố i (g/cm 3 ), nên z được tính bằng gam trên centimet vuông (g/cm 2 ). Độ sâu chuẩn hóa cũng có thể được gọi là mật độ bề mặt, mật độ diện tích, độ sâu-khối lượng hoặc độ dày-kh ố i lượng. 3.2 Định nghĩa về các thuật ngữ dùng riêng trong tiêu chuẩn này 3.2.1 Công suất chùm (beam power) T í ch của năng lượng chùm điện tử trung bình và cư ờ ng độ chùm trung b ì nh. 3.2.2 Điểm chùm (beam spot) Hình dạng của chùm điện t ử chưa quét lên mặt phẳng tham chiếu. 3.2.3 Quãng chạy gần đúng giảm dần liên tục [continuous-slowing-down-approximation (CSDA) range], r 0 Chiều dài đường dịch chuyển trung b ì nh của hạt tích điện khi hạt bị làm chậm dần đến trạng thái nghỉ, đ ược t í nh bằng phương pháp gần đúng giảm dần liên tục. 3.2.3.1 Giải thích : Trong phương pháp t í nh gần đúng n à y, tỷ s ố hao hụt năng lượng tại mọi điểm dọc theo đường biên được giả định bằng t ổ ng công suất dừng. Sự biến thiên hao hụt n ă ng lượng bị b ỏ qua. Quãng CSDA thu được bằng cách tích ph â n nghịch đ ả o tổng công suất dừng đối với năng lượng. Giá trị của r 0 cho dải rộng các năng lượng điện tử và cho nhiều loại vật liệu có th ể thu được từ Báo cáo số 37 của ICRU. 3.2.4 Chu trình làm việc ( đ ối với máy gia tốc xung) [duty cycle (for a pulsred accelerator)] Khoảng thời gian chùm có hiệu quả. 3.2.4.1 Giải thích : Chu trình làm việc bằng tích của độ rộng xung ( w ), t í nh bằng giây và tốc độ xung ( f ), t í nh bằng số xung trên giây. 3.2.5 Qu ã ng chạy của chùm đ iện tử (electron beam range) Khoảng cách xuyên qua của chùm điện t ử trong vật liệu hấp thụ cụ thể dọc theo trục của chùm các điện tử tới trên v ậ t liệu. 3.2.6 Quãng chạy của chùm điện t ử ngoại suy (extrapolated electron range), R ex Độ sâu trong vật liệu đ ồ ng nhất đến điểm mà tại đó tiếp tuyến tại điểm dốc nhất (điểm uốn) trên phần giảm dần thẳng đứng của đường phân bổ liều theo độ sâu cắt trục chiều sâu (xem Hình B.6 trong Phụ lục B). 3.2.7 Độ sâu một nửa đầu vào (half-entrance depth), R 50e Độ s â u trong vật liệu đ ồ ng nhất mà t ạ i đó liều hấp thụ giảm đi 50 % giá trị liều tại bề mặt đ ầu vào của vật liệu (xem Hình 4). 3.2.8 Độ sâu một nửa giá tr ị (half-value depth), R 50 Độ sâu trong vật liệu đ ồ ng nhất mà tại đó liều hấp thụ giảm đi 50 % giá trị liều cực đ ạ i (xem Hình 4). 3.2.9 Độ dày tối ưu (optimum thickness), R opt Độ sâu trong vật liệu đ ồ ng nhất mà tại đó liều hấp thụ bằng liều hấp thụ trên bề mặt vật liệu (xem Hình 4). 3.2.10 Quãng chạy của chùm điện tử thực tế (practical electron range), Rp Độ sâu trong vật liệu đ ồ ng nh ấ t đến điểm mà t ạ i đó tiếp tuyến tại điểm dốc nhất (điểm uốn) trên phần giảm dần gần thẳng đứng của đường phân bố liều theo độ sâu cắt đường nền tia X (xem Hình B.6 trong Phụ lục B). 3.2.10.1 Gi ả i thích : Độ xuyên qua có thể được đo từ sự ph â n bố liều theo độ sâu trong vật liệu đã cho b ằ ng thực nghiệm. Các dạng khác của quãng chạy của chùm điện tử được t ì m thấy trong các tài liệu đo liều, v í dụ, quãng chạy của chùm điện t ử ngoại suy thu được từ dữ liệu liều theo độ sâu và quãng chạy gần đúng giảm dần liên tục. Quãng chạy của chùm điện t ử thường được biểu thị theo khối lượng trên đơn vị diện tích (kg/m 2 ), nhưng đôi khi dưới dạng độ dày chùm (m) đối với vật liệu quy định. 3.2.11 Cường độ chùm dạng xung, đố i với máy gia tốc xung (pulse beam current, for a plused accelerator) Cường độ chùm được l ấ y trung b ì nh trên các sóng đỉnh (sai lệch) của chùm sóng dòng xung. 3.2.11.1 Giải thích : Giá trị của cường độ chùm dạng xung có th ể được tính bằng l avg / wf , trong đó l a vg là cường độ chùm trung bình, w là độ rộng xung và l l à tốc độ xung (xem Hình 5). 3.2.12 Tốc độ xung (đối với máy gia tốc xung) [pulse rate (for a pulsed accelerator)], f Tần số xung lặp lại t í nh bằng Hz hoặc số xung trên giây. 3.2.12 Giải thích : Đại lượng n à y liên quan đến tần suất lặp lai. Trục ngang: thời gian, tính bằng µs Trục đứng: Cường độ chùm dạng xung, tính bằng mA Hình 5 - Sóng dòng xung điển h ì nh phát từ máy gia tốc tuyến tính S-Band 3.2.13 Độ rộng xung (đối với máy gia tốc xung) [pulse width (for a pulsed accelerator)], w Khoảng thời gian giữa hai điểm đầu và cuối các biên của sóng dòng xung mà ở đó cường độ dòng bằng 50 % giá trị đình của nó (xem Hình 5). 3.2.14 Chùm dạng quét (scanned beam) Chùm điện tử được quét tới quét lui bằng trường điện t ừ biến đổi. 3.2.14.1 Gi ả i thích : Ph ổ biến nhất là quét một chiều (độ rộng chùm), mặt dù quét hai chiều (độ rộng và độ dài chùm) có thể được sử dụng cùng với các chùm điện t ử cường độ lớn đ ể tránh qu á nhiệt chùm thoát ra ở cửa sổ máy gia tốc hoặc sản phẩm bên dưới đầu quét. 3.2.15 T ầ n số quét (scan frequency) Số chu tr ì nh quét trong một giây. 3.2.16 Độ đ ồ ng đ ề u quét (scan uniformity) Mức độ đ ồ ng đều của liều đo được dọc theo hướng quét. 3.3 Định nghĩa về các thuật ngữ khác dùng trong tiêu chuẩn này có liên quan đến phép đo bức xạ và đo liều có thể tham khảo trong ASTM E 170. Định nghĩa trong ASTM E 170 phù hợp với Báo cáo số 85a của ICRU, do đó, Báo cáo số 85a của ICRU có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo thay thế. 4 Ý nghĩa và ứng dụng 4.1 Nhiều loại s ả n phẩm và vật liệu được chi ế u xạ thư ờ ng xuyên tại các liều đã định trong thiết bị chiếu xạ chùm điện t ử đ ể bảo quản hoặc thay đổi các đặc tính của chúng. Các yêu c ầ u về đo liều có thể khác nhau phụ thuộc vào quá trình xử lý bằng bức xạ và mục đích sử dụng cuối cùng của sản phẩm. Một số các quá trình xử lý trong đó liều có thể được sử dụng được nêu dưới đây: 4.1.1 Polyme h óa các monome và ghép các monome trên các polyme; 4.1.2 Khâu m ạ ch hoặc ph â n hủy các polyme; 4.1.3 Xử lý các nguyên liệu phức hợp; 4.1.4 Tiệt trùng các vật phẩm chăm sóc sức khỏe; 4.1.5 Khử trùng các sản phẩm tiêu dùng; 4.1.6 Chiếu xạ thực ph ẩ m (kiểm soát ký sinh trùng và vi khuẩn gây bệnh, tiêu diệt sinh vật g â y hại và k é o dài thời hạn sử dụng); 4.1.7 Kiểm soát các vi khuẩn g â y bệnh và độc tố trong nước uống; 4.1.8 Kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh và độc t ố trong chất thải rắn hoặc lỏng; 4.1.9 Biến đổi các đặc tính của các dụng cụ bán dẫn; 4.1.10 Tạo màu cho đá quý và các vật liệu khác; và 4.1.11 Nghiên cứu các hiệu ứng bức xạ lên vật liệu. 4.2 Đo liều được sử dụng như biện pháp giám sát quá trình chi ế u xạ. CHÚ THÍCH 2: Đo li ều với liên kết chu ẩ n phép đo và độ không đảm bảo đo đ ã biết l à cần thiết cho các quá trình x ử lý bằng bức xạ quy định như tiệt t r ùng các vật ph ẩ m chăm sóc sức khỏe (xem TCVN 7393-3 (ISO 11137-1) và Tài liệu tham khảo [1-3]) v à b ả o quản thực phẩm (xem TCVN 12076 (ISO 14470) và Tài liệu tham khảo [ 4 ] ). Đo liều có thể ít quan trọng đối với các quá trình xử lý khác, như bi ế n đổi polyme, m à c ó thể được đá nh giá bằng các thay đổi về đặc t í nh vật l ý v à hóa học của vật liệu chiếu xạ. Tuy nhiên, đo l iều thường xuyên có thể được sử dụng để theo d õ i độ tái lập của quá trình x ử lý . CHÚ THÍCH 3: Liều đ ã đo thư ờ ng được mô tả là liều h ấ p th ụ trong nước. Độ hấp thụ của các vật liệu trong các vật dụng y tế d ù ng một l ầ n v à thực p hẩ m l à tương đương với độ hấp thụ bức xạ ion hóa của nước. Liều h ấ p thụ trong các vật liệu không phải l à nước có th ể được xác định b ằ ng cách sử dụng các hệ s ố chuyển đổi [ 5 , 6 ] . 4.3 Quá trình chiếu xạ thư ờ ng y ê u c ầ u liều hấp thụ cực tiểu để đạt được hiệu qu ả mong muốn. Cũng c ó thể có gi ớ i hạn liều cực đại mà sản phẩm có thể chịu được trong khi vẫn đáp ứng các thông số kỹ thuật hoặc quy định kỹ thuật. Đo liều l à cần thiết, v ì đo liều được sử dụng đ ể xác định c ả hai giới hạn liều cực tiểu và cực đại trong quá trình nghiên cứu và phát triển và cũng được sử dụng để chứng minh sản phẩm được chiếu xạ thường xuyên nằm trong các giới hạn này. 4.4 Sự phân bố liều trong sản phẩm phụ thuộc vào đặc tính của đơn vị nạp hàng, các điều kiện chiếu x ạ và các thông số vận hành. 4.5 Hệ đo liều phải được hiệu chu ẩ n bằng các liên kết chuẩn quốc gia và quốc tế và độ không đ ả m b ả o đo đã biết. 4.6 Trước khi sử dụng thiết b ị chiếu xạ, cần x á c định đặc tính của thiết b ị để xác định hiệu qu ả của nó trong việc lặp lại các liều phân phối đã biết mà có th ể kiểm soát được. Điều này liên quan đến việc ki ể m tra và hiệu chuẩn thiết bị xử lý và hệ đo liều. 4.7 Trước khi bắt đầu quá trình xử lý bằng bức xạ, thiết bị phải được đánh giá xác nhận. Điều này liên quan đến việc thực hiện các đánh giá chất lượng lắp đặt (IQ), đánh giá chất lượng vận hành (OQ) và đánh giá hiệu quả (PQ), dựa trên các thông số của quá trình đã được thiết lập đ ể đảm bảo sản phẩm được chiếu xạ trong giới hạn quy định. 4.8 Để đảm bảo sự phân phối liều l à đ ồ ng nhất và có thể lặp lại trong quá trình đã đánh giá xác nhận, việc kiểm soát quá trình xử lý thường xuyên đòi h ỏ i các quy trình đ ã được lập thành văn bản đối với các hoạt động được thực hiện trước, trong và sau chiếu xạ, chẳng hạn như để đảm bảo cấu hình nạp s ả n phẩm ph ù hợp và để giám sát các thông số vận hành quan trọng và đo liều thường xuyên. 5 Đặc tính nguồn bức xạ 5.1 Các nguồn điện t ử được xem xét trong tiêu chuẩn này l à hoạt động trực tiếp (làm sụt áp) hoặc hoạt động gián tiếp [tần số radio) (RF) ] hoặc máy gia tốc chạy bằng năng lượng vi sóng. Các nguồn này được nêu trong Phụ lục A. 6 Hồ sơ 6.1 Hồ sơ về thiết bị chiếu xạ phải được lưu giữ phù hợp với y ê u cầu của hệ thống quản lý chất lượng. Đặc biệt, t ấ t cả các tài liệu có liên quan đến thiết bị phải được lưu gi ữ trong suốt quá trình hoạt động của thiết bị và các hồ sơ có liên quan đến sản phẩm phải được lưu giữ trong suốt thời hạn sử dụng của s ả n phẩm. 7 Lựa chọn và hiệu chuẩn hệ đo liều 7.1 Lựa chọn hệ đo liều 7.1 TCVN 12303 (ISO/ASTM 52628) quy định các yêu cầu đối với việc lựa chọn hệ đo liều, cần đặc biệt lưu ý đến các qu ã ng chạy của điện t ử đã giới hạn c ó thể làm tăng gradient liều thông qua độ dày của liều k ế . Vấn đề này có th ể được giảm thi ể u bằng cách chọn các liều kế màng mỏng. 7.1.2 Khi lựa chọn hệ đo liều, cần lưu ý đến hiệu ứng của các đại lượng ảnh hưởng lên độ nhạy của liều kế (xem ISO/ASTM 52701) 7.1.3 Các hệ đo liều khác nhau có thể được chọn cho các phép đo liều khác nhau d o có các yêu cầu khác nhau, v í dụ: hệ đo liều dùng để lập bản đồ liều và hệ đo liều dùng đ ể giám sát thường xuyên. 7.2 Hiệu chuẩn hệ đo liều 7.2.1 Hệ đo liều phải được hiệu chuẩn theo TCVN 12019 (ISO/ASTM 51261) và theo quy tr ì nh hướng dẫn sử dụng, trong đó quy đ ị nh chi tiết quá trình hiệu chuẩn v à các yêu cầu đảm bảo chất lượng. 7.2.2 Hiệu chuẩn hệ đo liều là một phần của hệ thống quản lý phép đo. 8 Đánh giá chất lượng lắp đặt 8.1 Tiến hành đánh giá chất lượng lắp đặt (IQ) để thu được các văn bản tài liệu chứng minh rằng thiết bị chiếu xạ và các thiết bị phụ trợ đã được cung cấp và lắp đặt theo các quy định kỹ thuật. 8.2 Quy định kỹ thuật của thiết bị chiếu xạ chùm điện tử phải được lập thành văn bản theo thỏa thuận giữa bên cung c ấ p và người vận hành thiết b ị . Thỏa thuận n à y phải bao gồm các chi tiết liên quan dưới đây: 8.2.1 Các quy trình vận hành đối với máy chiếu xạ và các hệ băng chuyền kết hợp. 8.2.2 Các quy tr ì nh thử nghiệm và kiểm tra đánh giá chất lượng đối với quá trình xử lý và thiết b ị phụ trợ, bao gồm cả phần mềm kết hợp để chứng minh thiết bị hoạt động theo đúng quy định kỹ thuật. Phương pháp kiểm tra phải được lập thành văn bản và các kết quả phải được ghi lại. 8.2.3 Mọi thay đổi của máy chiếu xạ trong suốt quá trình lắp đặt. 8.2.4 Các đặc t í nh của chùm điện tử (như năng lượng điện t ử , cường độ chùm trung bình, độ rộng và độ đ ồ ng đều chùm) phải được xác định và ghi lại. 8.2.5 Các quy định kỹ thuật đối với thiết bị trong quá trình sản phẩm di chuyển qua vùng chiếu xạ. CH Ú TH Í CH 4: Các phép đo liều được tiến hành trong đánh giá chất lượng lắp đặt thư ờ ng gi ố ng như phép đo được ti ế n hành trong đánh gi á ch ấ t lượng vận hành (OQ). Chi tiết v ề các phép đo liều n à y đ ược nêu trong đánh giá ch ấ t lượng vận hành. 8.2.6 Đánh giá chất lượng lắp đặt thường liên quan đến các phép đo độ xuyên qua của chùm, độ rộng và độ đ ồ ng đều chùm có thể được sử dụng để đánh giá quá trình nhằm chứng minh các đặc tính hiệu năng của thiết bị. 8.2.7 Đường cong hiệu chuẩn của hệ đo liều thu được bằng cách chiếu xạ liều kế tại một thiết bị khác có các đặc tính vận hành tương tự có th ể được sử dụng cho các phép đo liều này, nhưng để đảm bảo các phép đo liều là đáng tin cậy, đường cong hiệu chuẩn phải được kiểm tra xác nhận trong các điều kiện thực tế sử dụng. CHÚ TH Í CH 5: Hiệu chu ẩ n trong các điều kiện sử dụng gần đúng ch ỉ có th ể được thực hiện sau đánh giá chất lượng lắp đặt và sau khi thiết lập c á c c à i đặt v ậ n hành xử lý v à các quy tr ì nh kiểm soát quá trình th í ch hợp. 9 Đánh giá chất lượng vận hành 9.1 Đánh giá chất lượng vận hành (OQ) được thực hiện để mô t ả đặc t í nh hiệu năng của thiết bị chiếu xạ có liên quan đến độ tái lập liều đến sản ph ẩ m. CH Ú THÍCH 6: Có thể phải tiến hành phép đo liều để đánh giá ch ấ t lượng v ậ n hành sử dụng đường cong hiệu chuẩn hệ đo liều thu được bằng cách chiếu xạ tại thiết bị khác. Đường cong hiệu chuẩn này cần được kiểm tra xác nhận ngay v à áp dụng các hiệu ch ỉ nh đối với ph é p đo liều đánh giá ch ấ t lượng v ậ n h à nh, khi cần. CH Ú THÍCH 7: Các hệ đa chùm c ó th ể được m ô t ả riêng hoặc trong thiết bị kết hợp. 9.2 Các phép đo liều đánh giá chất lượng vận hành liên quan được mô t ả chi tiết trong Phụ lục B đến Phụ lục I. Các phép đo này thường bao gồm các yếu tố dưới đây: 9.2.1 Ước lượng sự phân bố liều theo độ sâu và năng lượng chùm điện tử Sự phân bổ liều theo độ s â u được đo bằng liều k ế chiếu xạ đặt thành ch ồ ng các t ấ m trong vật liệu đ ồ ng nhất hoặc đặt các liều kế hoặc dải liều kế ở góc thẳng với chất hấp thụ đ ồ ng nhất. Xem Phụ lục B và Phụ lục C . Năng lượng chùm điện t ử có thể được xác định b ằ ng cách sử dụng các m ố i quan hệ đã thiết lập giữa năng lượng chùm và các thông s ố ph â n bố liều theo độ sâu. Phương pháp được sử dụng để t í nh năng lượng chùm phải được quy định. Xem Phụ lục D. 9.2.2 Liều là hàm của cường độ chùm trung bình, độ rộng chùm và tốc độ băng chuyền Liều đến s ả n phẩm được chiếu xạ trong thiết bị chiếu xạ chùm điện tử tỷ lệ thuận với cường độ chùm trung b ì nh ( l ) và tỷ lệ nghịch với tốc độ băng chuyền ( V ), độ rộng chùm ( W b ) , đối với năng lượng chùm điện tử đã cho. Mối quan hệ này có giá trị khi sản phẩm được chuyển qua vùng bức xạ vuông góc với độ rộng chùm. Điều này được biểu thị bằng Công thức (1): (1) Trong đó: D là liều hấp thụ, tính bằng Gy; l là cường độ chùm trung bình, t í nh bằng A; V l à tốc độ băng chuyền, t í nh bằng m.s - 1 ; W b là độ rộng chùm, t í nh bằng m; K là độ dốc của đường thẳng mối quan hệ trong Công thức (1), t í nh bằng (Gy.m 2 )/(A.2). Để xác định m ố i quan hệ theo đường thẳng này, liều phải được đo tại vị tr í cụ thể và đối với một mô hình chiếu xạ cụ thể sử dụng một lượng các bộ thông số cường độ chùm, tốc độ băng chuyền và độ rộng chùm đã chọn đến toàn bộ dài vận hành của thiết bị. Xem Phụ lục E. 9.2.3 Độ rộng chùm Độ rộng chùm được đo bằng cách đặt các d ải liều kế hoặc các liều kế riêng biệt ở các khoảng đã chọn trên toàn bộ độ rộng chùm và ở các khoảng cách xác đ ị nh từ cửa s ổ chùm. Xem Phụ lục F 9.2.4 Độ đ ồ ng đều chùm 9.2.4.1 Đối với chùm dạng quét phải đảm b ả o có đủ sự ch ố ng lấn giữa các lần quét ở tốc độ dự kiến cao nhất sản ph ẩ m đi qua vùng chiếu xạ. 9.2.4.2 Đối với chùm dạng quét và chùm dạng xung phải đảm b ả o có đủ sự ch ồ ng lấn giữa các xung của chùm theo hướng quét ở tần số quét dự kiến cao nhất và tần số xung dự kiến thấp nhất. 9.2.4.3 Đối với chùm quét và chùm xung, cần có thông tin về đường kính chùm, v ì mức độ ch ồ ng l ấ n giữa các đường quét và các xung có thể tính được nếu biết kích thước và hình dạng của điểm chùm . Điểm chùm có thể được đo b ằ ng cách chi ế u các liều kế hoặc các tấm liều kế màng m ỏ ng ở khoảng cách xác định từ c ử a sổ chùm. Xem Phụ lục G. 9.2.5 Sự phân bố liều trong vật liệu chuẩn Sự phân bố liều trong vật liệu chuẩn đ ồ ng nhất phải được đo bằng cách đặt các liều kế tại v ị trí xác định trong vật liệu. Xem Phụ lục H. 9.2.6 Sự gián đoạn quá trình Sự gián đoạn quá trình có thể xảy ra, v í dụ: do sự phân bố cường độ chùm bị lỗi hoặc do băng chuyền dừng lại. Ảnh hư ở ng của sự gián đoạn quá trình cần phải được xác định để có thể đ ưa ra các quyết định về khả năng bố tr í sản phẩm. Xem Phụ lục I. 9.3 Các phép đo trong 9.2 phải được lặp lại đủ số lần (ba lần hoặc nhiều hơn ba lần) để ước lượng sự biến thiên của thông s ố vận hành dựa trên việc đánh giá thống kê các phép đo liều. CH Ú TH Í CH 8: Có thể thu được một ước lượng v ề sự biến thiên của thông s ố v ậ n hành từ sự phân tán giữa các phép đo liều lập lại được thực hiện tại các thời điểm k hác nhau, sử dụng các cài đặt th ô ng số vận hành gi ố ng hệt nhau. Sự biến thiên liều đo được này gồm ha i thành phần: độ kh ô ng đảm bảo đo và sự bi ế n thiên thông số vận hành v à thư ờ ng rất khó để tách r iêng hai thành phần n à y. Do đó , sự biến thiên liều đo được thường là sự kết hợp của c ả hai thành phần. 9.3.1 Dựa vào sự biến thiên đã ước lượng của các thông s ố vận hành, c ó thể xác đ ị nh được sự biến thiên liều nếu các thông số đáp ứng các quy định kỹ thuật của phép đo. CHÚ THÍCH 9: Các quy đị nh kỹ thuật có th ể được điều chỉnh khi dữ liệu từ c á c nghiên cứu đánh giá ch ấ t lượng vận hành lặp lại đ ược tích lũy. 9.4 Đánh giá lại chất lượng Các phép đo đánh giá chất lượng vận hành phải được lặp lại ở các khoảng thời gian xác định bằng quy trình đã được người sử dụng lập thành văn bản và theo các thay đổi tiếp theo mà có thể ảnh hưởng đến liều hoặc sự phân bố liều. Các khoảng thời gian này phải được chọn đ ể đảm b ả o thiết bị chiếu xạ vận hành liên tục theo đ ú ng quy định kỹ thuật. Việc đánh giá lại chất lượng thường được tiến hành theo chu kỳ hằng năm với các lần đánh giá lại chất lượng cụ th ể ở các khoảng thời gian ngắn hơn trong chu kỳ này. Nếu các phép đo đánh giá lại ch ấ t lượng cho thấy máy chiếu xạ đã thay đổi trong các phép đo đánh chất lượng vận hành trước đó th ì sau đ ó có thể phải lặp lại đ á nh giá hiệu quả (PQ). 9.4.1 Xem Phụ lục K ví dụ về các thay đổi có thể dẫn đến lặp lại đánh giá chất lượng vận hành. 10 Đánh giá hiệu quả 10.1 Đánh giá hiệu quả (PQ) sử dụng sản phẩm cụ thể để chứng minh thiết b ị vận hành liên tục theo các tiêu ch í đã định trước đ ể đưa ra liều quy định, từ đó thu được sản phẩm đáp ứng các yêu cầu cụ th ể . Vì vậy, mục đích của đánh giá hiệu quả là thiết lập tất cả các thông số quá trình đáp ứng các yêu cầu về liều hấp thụ. Điều n à y được thực hiện bằng cách thiết lập sự phân bố liều trong khắp đơn vị nạp h à ng đối với một cách nạp sản phẩm cụ thể. Các thông s ố quá trình ch í nh bao gồm năng lượng chùm điện tử, cường độ chùm, các thông số hệ thống xử lý vật liệu (tốc độ băng chuyền hoặc thời gian chiếu xạ), độ rộng chùm, các đặc tính của đơn vị nạp hàng và điều kiện chiếu xạ. 10.2 Khi tiến hành lập bản đồ liều đánh giá hiệu quả để chứng minh sản phẩm được chiếu xạ đến các liều yêu cầu để đạt được hiệu quả mong muốn và liều cho phép cực đại. Đối với hướng dẫn về lập bản đồ liều trong sản phẩm đánh giá hiệu quả, xem TCVN 12533 (ISO/ASTM 52303). CHÚ THÍCH 10: Không tiến hành các bước lập bản đ ồ liều ở liều gi ố ng như liều được dùng đ ể chiếu xạ sản ph ẩ m. V í dụ, việc sử dụng liều cao hơn có th ể giúp cho hệ đo liều được dùng trong dải vận hành chính xác hơn, qua đ ó nâng cao độ ch í nh xác chung của lập bản đồ liều. Điều này có thể được chấp nh ậ n nếu chứng minh đ ược mối quan hệ tuyến t í nh trong 9.2.2. 10.3 Trong một số trường hợp lập bản đồ liều đánh giá chất lượng vận hành có th ể được dùng như lập bản đồ liều đánh giá hiệu quả. V í dụ, trường hợp xử lý chiếu xạ các khe rộng có chiều dài không xác định hoặc trong trường hợp không c ó nhiều hơn một đơn vị nạp hàng được chiếu xạ trong thiết bị tại một thời điểm nhất định. Trong hầu hết các trường hợp khác như tiệt trùng vật dụng y tế, cần tiến hành lập bản đ ồ liều trong sản phẩm đánh giá hiệu quả cụ thể. 10.4 Cách nạp hàng đ ể chiếu xạ sản phẩm phải được thiết lập cho từng lo ạ i s ả n phẩm. Quy định kỹ thuật bao gồm: 10.4.1 Kích thước và mật độ khối lượng của đơn vị nạp hàng; 10.4.2 Th à nh phần của sản phẩm và tất cả các mức bao gói; 10.4.3 Hướng của sản phẩm trong bao gói, và 10.4.4 Hướng của sản phẩm với hệ thống xử lý vật liệu và hướng của chùm điện tử. 10.5 Các liều kế phải được đặt trong toàn bộ thể tích của đơn vị nạp h à ng [xem TCVN 12533 (ISO/ASTM 52303)]. Chọn các cách b ố tr í mà có th ể xác định hầu hết các vị trí cực trị liều. Các liều kế được đặt tập trung tại các vùng dự kiến nhận được liều cực đại và cực ti ể u nhiều hơn số liều k ế được đặt tạ i các vùng có thể nhận liều trung gian. Ngoài ra, đặt các liều kế tạ i vị trí giám sát được sử dụng trong quá trình chi ế u xạ thường xuyên. 10.6 Liều kế được sử dụng để lập bản đồ liều phải phát hiện các liều và gradient liều có thể xuất hiện trong các sản phẩm chiếu xạ. Các liều kế màng mỏng dạng tấm hoặc dạng dải có thể hữu ích cho việc thu thập thông tin này. CH Ú TH Í CH 11: Chi ế u xạ sản ph ẩ m phức hợp, v í dụ: chiếu xạ nhiều vật dụng y tế, thường tạo th à nh các gradient l i ều khi liều có thể thay đổi theo hệ số từ 10 hoặc lớn h ơ n 10 trong khoảng cách milimet, chẳng hạn như đ ố i với lập b ả n đ ồ liều các th à nh phần kim loại nhỏ. Cầ n sử dụng các hệ li ề u kế có th ể đo liều ch í nh xác trong các điều kiện này. Điều này có th ể liên quan đến việc sử dụng các liều kế màng m ỏ ng được ph â n tích trên các thiết bị đo c ó độ phân gi ả i không gian cao. 10.7 Một s ố liều kế có bao gói bảo vệ. Để lập bản đ ồ liều, có thể c ầ n sử dụng các liều kế không có bao gói bảo vệ để đặt các liều kế gần với bề mặt sản phẩm. 10.7.1 Sử dụng các liều kế không có bao gói bảo vệ có thể dẫn đến việc chiếu xạ các liều kế trong các điều kiện khác với các điều kiện hiệu chuẩn. Đối với các trường hợp như vậy, cần kiểm tra t í nh hợp lệ của đường cong hiệu chuẩn. 10.7.2 Có thể tiến hành kiểm tra xác nhận đường cong hiệu chuẩn bằng cách chiếu xạ đồng thời các liều kế không được bao gói như vậy và các liều kế chuẩn tham chiếu khi lập bản đồ liều, cần đ ả m b ả o rằng hai liều kế nhận được cùng một li ề u khi sử dụng các phantom chiếu xạ thích hợp. 10.7.3 Áp dụng hệ số hiệu chính đối với các kết quả bản đồ liều được xác định từ việc phân tích các liều kế dùng để lập bản đồ liều đã chiếu xạ và liều kế chuẩn tham chiếu. 10.8 Trong quá trình lập bản đồ liều đánh giá hiệu quả, xác định các vị tr í và độ lớn của liều cực tiểu và liều cực đại, cũng như liều ở vị trí giám sát thường xuyên. 10.9 Cần tính tỷ số giữa liều cực đại và liều cực tiểu (tỷ s ố đ ồ ng đều liều, DUR). Nếu vị trí giám sát thường xuyên được sử dụng để giám sát quá trình thì tỷ số giữa liều cực đại và cực tiểu và liều ở vị tr í giám sát cần được tính và được lưu lại. T ỷ số này được sử dụng trong kiểm soát quá trình (xem 11.1.3). 10.10 Các phép đo lập b ả n đồ liều đánh giá hiệu quả phải được lặp lại với một lượng vừa đủ các đơn vị nạp h à ng để cho phép đánh giá thống kê và mô tả đặc t í nh của dữ liệu phân bố liều. CHÚ THÍCH 12: “Một lượng đủ các đơn vị nạp hàng ” thư ờ ng tối thiểu l à ba đơn vị. Tuy nhiên, đ ể thu được mức độ tin c ậ y cao hơn trong kết quả đo thì c ầ n sử dụng số ph é p đo lớn hơn. 10.11 Đối với các đơn vị nạp hàng không đầy hoàn toàn, thực hiện đ á nh giá hiệu năng giống như đối với các đơn vị nạp hàng đầy. 10.11.1 Trong một số trường hợp, các thay đổi về sự phân bổ liều do nạp không đầy c ó thể được giảm thiểu bằng cách làm đầy đơn v ị nạp h à ng bằng sản phẩm mô ph ỏ ng. CH Ú THÍCH 13: Nếu s ả n phẩm mô phỏng được sử dụng th ì các quy trì nh phải được thực hiện đ ể t á ch sản ph ẩ m này ra khỏi s ả n ph ẩ m sau khi chiếu xạ. 10.12 Đối với các máy chiếu xạ được sử dụng ở chế độ chi ế u xạ vật liệu dòng ch ả y rời, việc lập bản đồ như mô tả ở trên c ó thể không khả thi. Trong trường hợp n à y, các cực tr ị li ề u hấp thụ có th ể được ước lượng bằng cách dùng một lượng các liều kế thích hợp và cho sản phẩm đi qua vùng chiếu xạ. Phải sử dụng đủ s ố liều kế để thu được kết quả có ý nghĩa thống k ê . Việc t í nh toán các cực trị liều hấp thụ có thể l à một lựa chọn thích hợp [7, 8 ] . CHÚ TH Í CH 14: Trong trường hợp các liều yêu c ầ u không đáp ứng được các giá trị của các th ô ng s ố vận hành được sử dụng trong nghiên c ứ u b ả n đồ liều, th ì các thông s ố này c ó th ể được thu nh ỏ đ ể đạt được nếu yêu cầu với điều kiện ch ứ ng minh được mối quan hệ tuyến t í nh trong 9.2.2. c ó thể c ó trư ờ ng hợp các giá trị của các th ô ng s ố v ậ n h à nh trong lập b ả n đồ liều được chọn cố ý đ ể ph ù hợp với một hệ đo liều cụ thể. 10.13 Cần lặp lại quá trình lập bản đồ liều đánh giá hiệu quả nếu sản phẩm bị thay đ ổ i, mà có ảnh hưởng đáng kể đến liều hoặc sự phân bố liều hoặc nếu các phép đo đánh giá chất lượng lắp đặt cho thấy thiết bị chiếu xạ bị thay đ ổ i. Lý do để đưa ra các quyết định phải được lập thành văn bản. 10.14 Lập bản đồ liều khi chiếu xạ ở nhiệt độ cao hoặc thấp 10.14.1 Một số ứng dụng đòi hỏi chiếu xạ ở nhiệt độ khác với nhiệt độ hiệu chu ẩ n liều kế, như chiếu xạ thực phẩm đông lạnh hoặc chi ế u xạ các sản phẩm dược phẩm trong nitơ lỏng để giảm các ảnh hưởng bất lợi của bức xạ lên s ả n phẩm. 10.14.2 Đối với các ứng dụng này, lập bản đồ liều hấp thụ có thể được thực hiện với sản phẩm mô phỏng hoặc sản phẩm thực ở nhiệt độ mà kết quả đo liều không bị ảnh hưởng. CHÚ TH Í CH 15: Điều n à y đòi hỏi kh ô ng c ó thay đổi b ấ t kỳ thông số n à o (ngoài nhiệt đ ộ) m à có th ể ảnh hư ở ng đến liều hấp thụ trong quá trình xử lý sản ph ẩ m n ó ng hoặc lạnh. 10.14.3 Trong quá trình xử lý thường xuyên trong đó sản phẩm được giữ ở nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn trong suốt quá trình chiếu xạ, các liều k ế chỉ được đặt ở vị trí giám sát thường xuyên sao cho cách ly khỏi các ảnh hưởng của nhiệt độ s ả n phẩm. 10.14.4 Có thể thực hiện lập bản đồ liều của s ả n phẩm ở nhiệt độ sản phẩm thực tế, sử dụng hệ do liề u được hiệu ch í nh ở nhiệt độ xử lý đã định. 10.15 Tỷ số đ ồ ng đều liều không được chấp nhận 10.15.1 Nếu lập b ả n đồ liều cho thấy liều cực tiểu hoặc cực đại hoặc cả hai liều trong quá trình xử lý là không thể chấp nhận được thì có thể thay đổi các thông số quá trình để gi ả m t ỷ số đ ồ ng đều liều đến mức chấp nhận được. Ngoài ra, có thể cần phải thay đổi cấu hình sản phẩm trong đơn vị nạp hàng hoặc hình dạng, kích thước hoặc dạng dòng chảy của đơn vị nạp hàng. 10.15.2 Thay đổi các đặc t í nh của chùm, v í dụ bằng cách tối ưu hóa năng lượng chùm điện t ử , có thể thay đ ổ i các cực trị liều. Các phương pháp khác để thay đ ổ i các cực trị t iểu có thể được sử dụng, như sử dụng bộ tiêu â m, chất tán xạ và phản xạ. 10.15.3 Chiếu xạ t ừ hai mặt thường được sử dụng để đạt được sự ph â n bổ liều chấp nhận được. Đối với chiếu xạ hai mặt, độ lớn và vị tr í của các cực trị liều thường khác với độ lớn và vị tr í của các cực trị liều khi chi ế u xạ một mặt. Các thay đổi nhỏ về mật độ hoặc độ dày của sản phẩm trong đơn vị n ạ p hàng hoặc các thay đổi trong năng lượng chùm điện tử có thể gây ra các thay đổi lớn về liều hấp thụ và sự phân b ố của liều trong sản phẩm khi chiếu xạ hai mặt so với khi chiếu xạ một mặt. 10.15.4 Chiếu xạ từ nhiều hơn hai mặt có thể được sử dụng đ ể giảm tỷ số đ ồ ng đều liều. 10.15.5 Đối với một số trường hợp, có thể cần thiết kế lại đơn v ị nạp hàng để đạt được tỷ số đ ồ ng nhất liều chấp nhận được. 11 Kiểm soát quá trình thường xuyên 11.1 Đối với quá trình xử lý sản phẩm thường xuyên, chọn các thông số quá trình đã được thiết lập trong đánh giá hiệu năng. Cư ờ ng độ chùm trung bình l và tốc độ băng chuyền V có thể cài đặt theo cách sao cho t ỷ số l/ V có gi á trị giống như trong đánh giá hiệu quả và trong quá trình xử lý sản phẩm thường xuyên. CHÚ TH Í CH 16: V í dụ, nếu cường độ chùm điện tử dư ớ i 20 % thì tốc độ băng chuyền phải giảm số phần tr ă m như vậy để nh ậ n được liều h ấ p thụ giống nhau. 11.1.1 Các thông số vận hành (năng lượng chùm, cường độ chùm, độ rộng chùm và tốc độ băng chuyền) phải được giám sát và ghi lại liên tục trong suốt quá trình. Các khoảng thời gian đo phải được chọn để đảm bảo thiết bị chiếu xạ vận hành liên tục theo đúng quy định kỹ thuật. 11.1.2 Liều tại v ị tr í giám sát thường xuyên phải được người vận hành thiết b ị đo ở các khoảng thời gian quy định. Các khoảng thời gian phải được chọn để kiểm tra xác nhận máy chiếu xạ vận hành trong giới hạn quy định, do đó đảm b ả o đạt được các quy định kỹ thuật của s ả n phẩm. CHÚ THÍCH 18: Thực hành thông thường l à đ ặt các liều kế ở mức tối thi ể u - khi bắt đầu và kết thúc một chu tr ì nh chiếu xạ. Việc đặt liều kế thường xuy ê n hơn trong chu tr ì nh chiếu xạ có th ể làm giảm nguy cơ th ả i bỏ s ả n phẩm nếu có một số lỗi vận hành. CH Ú THÍCH 19: Một số qu á tr ì nh, như biến đổi các đặc t í nh của vật liệu có thể kh ô ng yêu cầu đo liều. 11.1.3 Giới hạn cho phép đối với sự biến thiên của các thông số vận hành được giám sát (11.1.2) và liều thường xuyên đo được (11.1.3) phải được thiết lập. 11.2 Các quy trình phải được thực hiện theo các mô tả trong trường hợp các thông s ố vận hành được giám sát hoặc liều thường đo vượt quá các quy định kỹ thuật. 11.3 Đối với một số máy chiếu xạ vật liệu dòng chảy rời (ví dụ: như chiếu xạ chất lỏng hoặc ngũ cốc dạng rời), trong quá trình xử lý thường xuyên, không thể đặt các liều kế tại vị tr í c ó liều cực tiểu và cực đại hoặc tại vị trí giám sát thường xuyên đã định. Trong các trường hợp này, thêm một số liều kế vào dòng sản phẩm ở đoạn đầu, giữa và gần cuối của chu trình chi ế u xạ. Mỗi một bộ phép đo liều hấp thụ cần vài liều kế để đảm bảo nằm trong mức độ tin cậy nhất định, mà liều hấp thụ cực tiểu (và liều hấp thụ cực đại, nếu một giới hạn đã quy định) được phân phối. Quy tr ì nh này đòi h ỏ i tốc độ dòng chảy và dạng dòng liều kế phải giống như tốc độ và dạng dòng sản phẩm. CH Ú TH Í CH 20: Trong trường hợp không thực hiện được đo liều khi xử lý thường xuy ê n v ậ t liệu dạng rời, cần dựa vào việc kiểm soát thông s ố vận hành hoặc ph â n t í ch điểm cuối s ả n ph ẩ m. Đối với một số quá trình, có thể xác đ ị nh liều trung b ì nh, liều cực đại và cực tiểu trong các th í nghiệm dùng mẫu v ậ t liệu chiếu xạ hoặc các sản phẩm thay thế. T í nh toán các cực trị liều cũng có thể được chấp nhận. T í nh ổ n định của sự phân bố liều có thể được đảm bảo bằng cách giám sát tất c ả các thông số v ậ n hành t ớ i hạn và thực hiện lặp lại quy tr ì nh đánh giá hiệu quả ở các khoảng thời gian th í ch hợp. 11.4 Dụng cụ chỉ thị nhạy bức xạ Dụng cụ chỉ thị nhạy bức xạ có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng và dùng cho các mục đích đánh giá, kiểm kê. Đối với các quá trình chiếu xạ nhiều lần , một dụng cụ chỉ thị có thể được d á n trước mỗi lần đi qua trên m ặ t đ ố i diện với chùm điện tử để nhận biết số lần đơn vị nạp hàng đi qua. Tuy nhiên, sử dụng dụng cụ chỉ thị nhạy bức xạ không thể thay cho đo liều. Đối với thông tin về việc sử dụng các dụng cụ ch ỉ thị nhạy bức xạ, xem TCVN 8230 (ISO/ASTM 51539). 11.5 Sự gián đoạn quá trình Nếu có sự gián đo ạ n quá trình theo kế hoạch hoặc không theo kế hoạch, ví dụ: do mất điện, mà ảnh hưởng đến quá trình (ví dụ: độ đ ồ ng đều liều) và sản phẩm (ví dụ: ảnh hưởng của thời gian dừng) thì phải đánh giá. 12 Chứng nhận 12.1 Lập h ồ sơ 12.1.1 Lập hồ sơ về thiết bị : Ghi lại hoặc tra cứu việc hiệu chuẩn và bảo tr ì thiết bị và dụng cụ để kiểm soát hoặc đo liều phân phối trong sản phẩm. 12.1.2 Thông số quá trình : Ghi lại các gi á trị về thông số quá trình (xem 11.1) có ả nh hư ở ng đến liều hấp thụ cùng với đ ầ y đủ thông tin về việc nhận biết các thông số này đối với các chu tr ì nh chiếu xạ cụ thể. 12.1.3 Dữ liệu đo li ề u : Ghi lại và lập hồ sơ tài liệu tất cả các kết quả đo liều trong đánh giá chất lượng lắp đặt, đánh giá chất lượng vận hành, đánh giá hiệu qu ả và quá trình xử lý s ả n phẩm thường xuyên. Bao gồm: thời gian, ngày tháng, loại sản phẩm, cách nạp sản phẩm và liều hấp thụ của tất c ả các s ả n phẩm được xử lý. 12.1.4 Độ không đ ả m b ả o đ o trong đo li ề u : Bao gồm các ước lượng độ không đảm bảo đo của liều hấp thụ (xem Điều 13) trong các hồ sơ và báo cáo, khi thích hợp. 12.1.5 Nhật ký thiết bị : Gh i lại ngày, tháng lô s ả n phẩm được x ử l ý , thời gian bắt đầu và k ế t thúc chu tr ì nh chiếu xạ. Ghi tên người vận hành thiết bị, cũng như bất cứ điều kiện đặc biệt nào của máy chiếu xạ hoặc thiết b ị mà có ảnh hưởng đến liều hấp thụ trong sản phẩm. 12.1.6 Nhận dạng sản phẩm : Đảm bảo rằng mỗi lô sản phẩm được chiếu xạ có dấu hiệu để ph â n biệt v ớ i tất c ả các lô sản ph ẩ m khác trong cơ sở chiếu xạ. Các dấu hiệu này sẽ được sử dụng trên t ấ t c ả các tài liệu liên quan đến lô sản phẩm. 12.2 Xem xét lại và cấp chứng ch ỉ 12.2.1 Trước khi đưa s ả n phẩm chiếu xạ ra bên ngoài để sử dụng, phải xem xét lại ghi lại các kết quả đo liều và các giá trị thông số vận hành để chứng minh sự phù hợp với các quy định kỹ thuật. 12.2.2 Phê duyệt và chứng nhận liều hấp thụ trong sản phẩm cho mỗi chu trình chiếu xạ, theo chương trình bảo đảm chất lượng thiết bị đã thiết lập. Chứng chỉ phải do người có thẩm quyền cấp, như đã được ghi trong chương trình bảo đảm chất lượng. 12.2.3 Kiểm tra tất cả các hồ sơ ở các khoảng thời gian quy định để đảm bảo rằng hồ sơ l à ch í nh xác và đầy đủ. Nếu có thiếu sót th ì phải có hành động khắc phục. 12.3 Thời gian l ưu hồ sơ 12.3.1 Sắp xếp tất c ả tài liệu gắn với mỗi chu trình chiếu xạ ví dụ: b ả n sao vận đơn, chứng ch ỉ chiếu xạ, hồ sơ kiểm soát quá trình chiếu xạ. Lưu giữ hồ sơ trong khoảng thời gian quy định theo chương trình đảm bảo chất lượng và phải có sẵn hồ sơ cho việc kiểm tra khi có yêu cầu. 13 Độ không đảm bảo đo 13.1 Tất c ả các phép đo liều cần kèm theo ư ớ c lượng độ không đảm bảo đo (JCGM 100). Các quy tr ì nh thích hợp được nêu trong TCVN 12021 (ISO/ASTM 51707) và TCVN 12019 (ISO/ASTM 51261). 13.1.1 T ấ t cả các thành ph ầ n của độ không đảm bảo đo cần bao gồm trong đánh giá, gồm cả độ không đ ả m b ả o đo sinh ra khi hiệu chuẩn, sự bi ế n thiên liều kế, độ tái lập của thiết b ị v à hiệu ứng của các đại lượng ả nh hư ở ng. Phép phân tích định lượng đ ầ y đủ các thành phần của độ không đảm bảo được xem l à bảng thành phần của độ không đảm bảo đo và thường được thể hiện ở dạng bảng. Thông thường, b ả ng thành phần của độ không đảm b ả o đo sẽ xác định được t ấ t c ả các th à nh phần quan trọng của độ không đảm b ả o đo, cùng với các phương pháp ước lượng, ph â n bố th ố ng kê và độ lớn của chúng. Phụ lục A (Tham khảo) Các loại thiết bị chiếu xạ chùm điện tử A.1 Thiết kế thiết bị chiếu xạ chùm điện tử A.1.1 Việc thiết kế thiết bị chiếu xạ ảnh hưởng đến sự ph â n phối liều hấp thụ trong sản phẩm. Do vậy, khi thiết kế cần xem xét đến việc thực hiện các phép đo liều hấp thụ cần thiết trong đánh giá chất lượng lắp đặt, đánh giá chất lượng vận hành, đánh giá hiệu quả và giám sát thường xuyên [1] . A.1.2 Thiết bị chiếu xạ chùm điện tử bao gồm hệ thống máy gia tốc chùm điện tử; hệ thống xử lý sản phẩm; hệ thống che chắn an toàn bức xạ cho nhân viên, vùng nạp hàng, dỡ hàng và khu vực bảo quản; thiết bị ph ụ trợ để cấp điện, làm mát, thông gi ó , v.v...; phòng kiểm soát thiết bị, phòng thử nghiệm đo liều, phòng thử nghiệm sản ph ẩ m và phòng cho nh â n viên. Hệ thống máy gia tốc chùm điện t ử bao gồm nguồn bức xạ, thiết bị để phân tán chùm điện tử trên sản ph ẩ m, hệ thống ki ể m soát và các thiết bị liên quan [1] . A.1.3 Loại máy gia tốc: A.1.3.1 Các máy gia tốc điện tử công nghiệp thường được sử dụng có thể được phân loại là máy gia tốc hoạt động trực tiếp hoặc máy gia tốc hoạt động gián tiếp. Các máy g i a tốc hoạt động trực tiếp (còn gọi là máy gia tốc sụt áp) c ó thể phân phối các chùm thường lên tới 5 MeV. Máy gia tốc hoạt động gi á n tiếp, như các máy gia tốc nguồn tần số vô tuyến hoặc vi sóng được nâng đến năng lượng cao hơn. A.1.4 Các đặc tính của máy gia tốc nguồn vi sóng [9-15] A.1.4.1 Các điện t ử được đưa vào bộ phận gia tốc (còn được gọi là “ống dẫn sóng gia tốc ” ) từ một bộ phun. Các điện t ử được gia tốc đến năng lượng cuối cùng trong bộ phận gia tốc. Năng lượng gia tốc chùm được cung cấp từ máy phát cao tần vi sóng d ạ ng xung. Tần số cộng hư ở ng của bộ phận gia tốc thường trong dải từ 1300 MHz đến 3000 MHz. Năng lượng vi sóng thường được cung cấp b ở i một bộ khuếch đại klystron. A.1.4.2 Bộ phận gia tốc là một ống dẫn vi sóng năng lượng cao c ó các khoang cộng hư ở ng trong đó tốc độ pha của vi sóng nhỏ hơn tốc độ ánh sáng. A.1.4.3 Năng lượng chùm điện tử phụ thuộc vào mức năng lượng vi sóng và cường độ chùm điện tử được đưa vào. A.1.4.4 Chùm điện tử thường dạng xung. CHÚ THÍCH A.1: Đ ố i v ớ i các máy gia tốc xung sử dụng chùm dạng quét, mối quan hệ giữa t ầ n số xung, t ầ n s ố quét của chùm v à tốc độ bảng chuyền có thể ảnh hưởng đến sự ph â n bố liều được ph â n phối. Sự phối hợp không đ ú ng các thông số này c ó th ể gây ra biến thiên liều không chấp nhận được (xem 9.2.4 và Phụ lục G). A.1.5 Các đặc tính của máy gia tốc nguồn t ầ n số vô tuyến [16, 17] A.1.5.1 Các điện tử được đưa vào máy gia tốc từ bộ phun. Các điện t ử được gia tốc đến năng lượng cuối cùng sau khi đi qua bộ phận gia tốc. Năng lượng để gia tốc chùm được cung cấp b ở i một máy phát tần số vô tuyến (rf) dạng sóng liên tục hoặc dạng xung (cw) sử dụng một ống chân không loại ống ba cực (triôt) hoặc ống bốn cực (tetrôt). A.1.5.2 Bộ phận gia tốc thường là một khoang cộng hư ở ng nhưng có th ể sử dụng nhiều hơn một khoang để đạt được năng lượng điện tử cao hơn. Các điện tử cũng có thể đạt được năng lượng cao hơn bằng cách đi qua lại liên tục trong cùng một khoang. Tần số cộng hư ở ng thường trong dải từ 100 MHz đến 200 MHz. A.1.5.3 Năng lư ợ ng chùm điện tử phụ thuộc vào cường độ này của điện trường rf, mức năng lượng điện trường và cường độ chùm điện tử được đưa vào. Năng lượng điện tử thường được tạo ra bởi các máy gia tốc nguồn điện trường nằm trong dài từ 1 MeV đến 10 MeV. A.1.6 Đặc tính của các máy gia tốc sụt áp [14, 15] A.1.6.1 Các điện tử được đưa vào máy gia tốc từ bộ phun. Các điện tử được gia tốc đến năng lượng cu ố i cùng thông qua hiệu điện thế (điện áp). Bộ phun được đặt trong một thiết bị đầu cuối được giữ ở hiệu điện thế â m tương ứng với năng lượng điện tử cuối cùng. Các điện tử được gia tốc đến điện áp đất. A.1.6.2 Chùm điện t ử có thể có dạng dòng một chiều (dc) không đ ổ i hoặc dòng dạng xung. A.1.6.3 Năng lượng của các điện tử chủ yếu được kiểm soát b ở i điện áp trên thiết bị đầu cuối được tạo ra b ở i các máy phát cao áp một chiều hoặc dạng xung để tạo thành các vùng đ iện trường mạnh. Năng lượng điện tử được tạo ra b ở i các máy gia tốc sụt áp dùng cho quá trình chiếu xạ hiện nay thường l à 5 MeV và thấp hơn, mặc dù các máy gia tốc tĩnh điện có thể tạo ra năng lượng lên đến 25 MeV. A.1.6.4 Bộ phun, thiết bị đầu cuối điện áp cao và thiết bị nạp điện đầu cuối được đặt trong bình áp suất lớn, chứa đầy khí hoặc chất lỏng cách điện để ngăn sự cố về điện. Các hệ thống mạnh nhất sử dụng các mạch chính lưu nhiều tầng để chuyển đổi dòng xoay chiều điện á p th ấ p (ac) thành suất dòng một chiều điện áp cao (dc). A.1.7 Xử lý vật liệu A.1.7.1 Sự ph â n bố li ề u h ấ p thụ trong sản phẩm có thể bị ảnh hưởng b ở i hệ thống xử lý vật liệu. V í dụ về các hệ thống thường được sử dụng là: A.1.7.2 Băng chuy ề n hoặc giá treo Vật liệu được đặt trên giá treo hoặc băng chuyền đi qua chùm điện tử. Tốc độ của băng chuyền hoặc giá treo được kiểm soát kết hợp với cường độ chùm điện t ử và độ rộng chùm sao cho đạt được liều yêu cầu. Liều cũng phụ thuộc vào số lượng s ả n phẩm đi qua chùm. A.1.7.3 Hệ cấp liệu dạng quay cuộn (Roll-to-ro l l) Hệ cấp liệu dạng quay cuộn (cũng được gọi là dạng quay ống) được sử dụng cho các loại ống, dây, cáp điện và các sản ph ẩ m dạng tấm liền. Tốc độ của hệ cấp liệu được kiểm soát kết hợp với cường độ chùm điện t ử và độ rộng chùm sao cho đạt được liều yêu cầu. Liều cũng tùy thuộc vào cách thức sản phẩm được sắp xếp trong quá trình chiếu xạ và số lần sản phẩm đi qua chùm. A.1.7.4 Hệ vật liệu dòng chảy r ờ i: Để chiếu xạ ch ấ t lỏng hoặc vật liệu dạng hạt như ngũ c ố c hoặc các viên chất dẻo có th ể sử dụng hệ vận chuyển dòng chảy rời đi qua vùng chi ế u xạ. Vì vận tốc dòng các phần riêng lẻ của sản ph ẩ m không thể được kiểm soát nên t ố c độ trung bình của sản phẩm kết hợp với các đặc tính chùm và các thông số ph â n t á n chùm sẽ xác định liều hấp thụ trung bình. A.1.7.5 Quá trình chiếu xạ tĩnh Đối với các quá trình chiếu xạ ở liều cao, vật liệu có thể được đặt dưới chùm v à không di chuyển. Làm mát có thể được yêu cầu để loại bỏ nhiệt được tích lũy b ở i s ả n phẩm trong quá trình xử lý. Thời gian chi ế u xạ được ki ể m soát kết hợp với cường độ chùm điện tử, độ dài và độ rộng chùm để đạt được liều yêu cầu. A.1.7.6 Đối với các thiết bị sử dụng băng chuyền di chuyển liên tục (v í dụ: hệ cấp liệu dạng cuộn quay và hệ dòng chảy rời đ ể vận chuyển sản phẩm đi qua vùng chiếu xạ), băng chuyền hoặc tốc độ sản phẩm xác định thời gian chiếu xạ. Do đó, khi các thông số vận hành khác được giữ cố định, tốc độ băng chuyền sẽ xác đ ị nh liều hấp thụ trong sản phẩm. CH Ú TH Í CH A.2: tốc độ băng chuyền và cường độ chùm có th ể cùng được đi ề u ch ỉ nh sao cho sự biến thiên một trong các đại lượng n à y làm thay đổi tương ứng đại lượng kia để duy tr ì g i á trị liều hấp thụ không đ ổ i. A.1.7.7 Đối với các thiết bị chiếu xạ sản ph ẩ m trong khi sản phẩm đứng yên trong vùng chiếu xạ, thì thời gian chiếu xạ sẽ xác định liều hấp thụ trong sản phẩm khi các thông số vận h à nh khác được giữ không đổi. A.1.8 Các điều kiện ảnh hưởng đến liều h ấ p thụ Liều hấp thụ trong đơn vị nạp hàng phụ thuộc một phần vào các thông s ố vận hành: đặc tính chùm, các thông số phân tán chùm, xử lý v ậ t liệu và mối quan hệ bên trong giữa chúng. Liều hấp thụ cũng phụ thuộc vào đặc tính đơn vị nạp hàng và điều kiện chiếu xạ. Các thông số vận hành này được kiểm soát b ở i các máy gia t ố c khác nhau và các thông số thiết bị khác. A.1.9 Đặc tính chùm A.1.9.1 Hai đặc t í nh ch í nh của chùm mà ảnh hưởng đến liều hấp thụ là phổ năng lượng điện t ử và cường độ chùm trung b ì nh. Phổ năng lượng điện t ử ảnh hưởng đến sự ph â n bố liều theo độ sâu trong sản phẩm (xem Phụ lục B). Ngoài một số thông s ố vận hành khác, cường độ chùm trung bình cũng ả nh hư ở ng đến suất liều trung b ì nh. A.1.9.2 Các đặc t í nh quan trọng của chùm bao gồm: (1) Năng lượng chùm điện tử; (2) Cường độ chùm trung b ì nh; (3) Cường độ chùm tại đỉnh (đối với máy gia tốc xung); (4) Năng lượng chùm trung bình; (5) Năng lượng chùm tại đ ỉ nh (đối với máy gia tốc xung); (6) Chu kỳ làm việc (đối với máy gia tốc xung); (7) T ố c độ xung (hoặc lặp lại hoặc đại diện); (8) Độ rộng xung (đối với máy gia tốc xung) và (9) Kích thước chùm. CH Ú TH Í CH A.3: Ph ổ năng lượng điện t ử của chùm điện tử tới c ó thể được đặc trưng b ở i năng lượng chùm điện tử trung b ì nh ( E a ) và năng lượng chùm điện tử có thể xảy ra nhất ( E p ) (xem Phụ lục C). Một nam châm phân t í ch năng lượng có thể được sử dụng để phân tích chi tiết ph ổ n ă ng lượng. CH Ú THÍCH A.4: Phổ năng lượng của chùm được phân ph ố i đến sản ph ẩ m có thể bị ảnh hưởng nhiều hơn b ở i một nam châm điện uốn cong chùm ở một góc xác định khi một dòng điện cụ thể được cung cấp cho nam châm điện. Các điện t ử nằm ngoài dải n ă ng lượng c ó th ể ch ấ p nhận được h ấ p thụ b ở i các ố ng chuẩn trực trong hệ thống uốn. A.1.10 Sự phân tán chùm A.1.10.1 Sự phân tán điểm chùm điện tử để thu được chùm điện t ử có độ rộng đủ để bao phủ toàn bộ vùng xử lý sản phẩm có thể đạt được bằng các kỹ thuật khác nhau. Các kỹ thuật này bao gồm phương pháp quét điện t ử một chùm hẹp hoặc sử dụng các phần tử đặt cách xa tiêu đi ể m hoặc các lá tán xạ. A.1.10.2 Các phép đo quan trọng sự phân tán chùm bao gồm (1) Độ rộng chùm; (2) Độ dài chùm; (3) Sự biến thiên liều dọc theo độ rộng và độ dài chùm; và (4) Chùm trung tâm đối với vùng chiếu xạ. CH Ú THÍCH A.5: Ngoài một số thông s ố vận h à nh khác th ì độ rộng chùm có ảnh hưởng đ ế n su ấ t liều. Đối với một máy gia tốc xung, việc quét một ch ù m hẹp c ó thể tạo thành liều dạng xung tại các điểm dọc theo độ rộng ch ù m. Điều này có th ể ảnh hưởng đến hiệu qu ả của các liều k ế khi ch ú ng nhạy với các biến thiên về liều (xem Phụ lục B). A.1.11 Mô tả thi ế t bị: Việc mô t ả các thiết bị chùm điện tử cần bao gồm các điều dưới đây: A.1.11.1 Quy định kỹ thuật và đặc t í nh của máy gia tốc; A.1.11.2 Mô tả về cấu trúc v à cách vận hành của tất cả thiết bị xử lý vật liệu kết hợp; A.1.11.3 Mô t ả hệ thống kiểm soát quá trình và hệ thống che chắn an toàn cho nhân viên; A.1.11.4 Mô t ả vị trí của máy chi ế u xạ trong khu vực vận hành; A.1.11.5 Mô tả các biện pháp đ ể tách riêng sản phẩm chưa chiếu xạ và đã chiếu xạ , nếu cần; A.1.11.6 Mô tả vật liệu và kích thước vật chứa chiếu xạ được sử dụng để chứa đựng s ả n phẩm trong quá trình chiếu, nếu sử dụng; A.1.11.7 Quy trình vận hành máy chiếu xạ. A.1.12 Sự tăng nhiệt độ A.1.12.1 Chiếu xạ làm cho nhiệt độ của vật liệu được xử lý tăng lên. Trong các quá trình chiếu xạ ở liều cao bằng chùm điện tử năng lượng cao, sự tăng nhiệt độ có thể phải được kiểm soát bằng cách làm mát vật liệu trong quá trình chi ế u xạ liên tục hoặc bằng cách chiếu xạ nhiều lần kết hợp với làm mát giữa mỗi lần chiếu. A.1.12.2 Bỏ qua các thay đổi năng lượng từ các phản ứng hóa học và mọi sự đối lưu, dẫn điện hoặc làm lạnh bằng bức xạ, th ì sự gia tăng nhiệt độ đoạn nhiệt trong sản phẩm chiếu xạ Δ T được tính bằng Công thức (A.1): Trong đ ó : D a l à liều trung bình trong vật liệu đã chiếu xạ, tính bằng Gy; c là nhiệt dung riêng của vật liệu, t í nh bằng J/(kg.K) Hầu hết các chất dẻo và kim loại đều có nhiệt dung riêng thấp hơn so với nước, do đó sự t ă ng nhiệt độ của chất dẻo và kim loại sẽ lớn hơn so với nước khi nhận được cùng một liều chiếu. Phụ lục B (Tham khảo) Sự phân bố liều theo độ sâu của chùm điện tử B.1 Phạm vi áp dụng B.1.1 Phụ lục này mô tả sự phân bố liều theo độ sâu trong các vật liệu đ ồ ng nhất đối với các năng lượng chùm điện tử khác nhau. B.2 Sự phân bố liều theo độ sâu B.2.1 Sự phân bố liều theo độ sâu nêu trong phụ lục này, được tính cho các chùm điện tử năng lượng th ấ p, trừ khi c ó ghi chú. Sự phân bố liều được xác định bằng thực nghiệm có thể khác với sự phân bố liều được t í nh toán, vì chùm điện tử có thể không phải là chùm đơn năng. Ngoài ra, các chùm điện t ử dạng quét có thể có phổ năng lượng khác nhau theo hướng quét. B.2.2 Chiếu xạ chùm điện t ử các vật liệu đ ồ ng nhất tạo ra sự ph â n bố liều theo độ sâu có xu hướng tăng cùng với độ sâu tăng dần trong vật liệu đến điểm giữa qu ã ng chạy của điện tử và sau đó hạ nhanh xuống các giá trị thấp. Hình dạng của sự phân bố liều theo độ sâu được xác định bằng các va chạm của các điện tử sơ cấp và th ứ cấp cùng với các điện tử nguyên t ử và hạt nhân trong vật liệu hấp thụ. Vì vậy, hình dạng của sự phân bố liều phụ thuộc vào thành phần nguyên tử của vật liệu [18-21] . Điều này được minh họa trong Hình B. 1 và B.2 biểu diễn sự phân bố liều theo độ sâu lý thuyết đối với polyetylen (PE), polystyren (PS), polyvinylclorua (PVC), polytetrafloetylen (PTFE), polyetylen therapthalat (PET), cacbon (C), nhôm (AI)), sắt (Fe) và Tantan (Ta) có các điện tử đơn năng ở năng lượng 5 MeV [19, 21] . B.2.3 Độ xuyên s â u (quãng chạy của điện tử) gần như tỷ lệ thuận với năng lượng chùm điện tử tới. Điều này được th ể hiện trong Hình B.3 đến Hình B.5 biểu diễn sự phân bố liều theo độ sâu được t í nh theo chương trình mô ph ỏ ng Monte Carlo đối với polystyren được chiếu xạ bằng các điện tử đơn năng ở năng lượng t ừ 300 keV đến 12 MeV. Các trục thẳng đứng trong Hình B.1 đến Hình B.6 cho thấy sự tích tụ n ă ng lượng trên mỗi điện tử tới t í nh theo đơn vị MeV trên đơn vị độ dày t í nh bằng g/cm 2 . Đ â y là các đơn vị được sử dụng trong hồ sơ dữ liệu đầu ra của chương trình Monte Carlo [ 19 ] . Khi đã biết cường độ chùm điện tử và tốc độ xuyên qua bề mặt của quá trình chiếu xạ, các đơn vị vật lý này c ó thể được chuyển đ ổ i thành các đơn vị liều hấp thụ thực tế (Gy). Để biết chi tiết, xem Phụ lục 4.8 của TCVN 12534 (ASTM E2232). Độ dày tương đương của cửa s ổ chùm và khoảng trống ở giữa cũng được bi ể u diễn trên các hệ tọa độ độ sâu. Các ảnh hưởng của cửa sổ và khoảng tr ố ng là quan trọng khi năng lượng dưới 1 MeV, nhưng không đ á ng kể khi năng lượng tăng lên. CH Ú THÍCH B.1: Tính sự ph â n bố liều theo độ s â u đối với các điện tử đơn năng t ớ i th ô ng thư ờ ng trên các t ấ m phẳng của v ậ t liệu đồ ng nh ấ t trong Hình B.1 đến H ì nh B.6 sử dụng Mã vận chuy ể n Monte Carlo ITS 3 [19] . Các chương trình đơn giản hơn khác cũng có thể được sử dụng cho mục đích này [22, 23] . Việc sử dụng và chọn các m ô hình toán học để t í nh li ề u h ấ p thụ trong các ứ ng dụng xử lý b ằ ng bức xạ được nêu trong TCVN 12534 (ASTM E2232). CH Ú TH Í CH 1: C ử a sổ đ ược gi ả đ ị nh l à titan (m ậ t độ 0.018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đ ó là không kh í (m ậ t đ ộ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0 , 15 m. Phương pháp Monte Carlo t í nh đư ợ c điểm dữ liệu thứ nhất của từng đồ th ị bi ể u diễn sự tích t ụ năng lượng trong c ử a s ổ titan và đ i ể m dữ liệu thứ hai của từng đ ồ thị bi ể u diễn sự tích tụ năng lượng trong khoảng không kh í . Các điểm dữ liệu thứ ba tương ứng với sự tích tụ năng lượng lại bề mật vật liệu chiếu xạ. Hình B.1 - Sự phân bố liều theo độ s â u tính được trong các polyme đ ồ ng nhất khác nhau đối với điện t ử (đơn năng) tới thông thường có năng lượng 5,0 MeV sử dụng Chương trình IST3 [ 19 , 21 ] CH Ú TH Í CH 1: C ử a sổ đ ược gi ả đ ị nh l à titan (m ậ t độ 0 , 018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đ ó là không kh í (m ậ t đ ộ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0 , 15 m. Phương pháp Monte Carlo t í nh đư ợ c điểm dữ liệu thứ nhất của từng đồ th ị bi ể u diễn sự tích t ụ năng lượng trong c ử a s ổ titan và đ i ể m dữ liệu thứ hai của từng đ ồ thị bi ể u diễn sự tích tụ năng lượng trong khoảng trống . Các điểm dữ liệu thứ ba tương ứng với sự tích tụ năng lượng lại bề mật vật liệu chiếu xạ. H ì nh B.2 - Sự ph â n b ố liều theo độ sâu tính được trong các vật liệu đ ồ ng nhất khác nhau đối với điện tử (đơn h àng) tới thông thường ở năng lượng 5,0 MeV sử dụng Chương trình IST3 [19,21] CH Ú TH Í CH 1: C ử a sổ đ ược gi ả đ ị nh l à titan (m ậ t độ 0.018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đ ó là không kh í (m ậ t đ ộ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0 , 15 m. Phương pháp Monte Carlo t í nh đư ợ c điểm dữ liệu thứ nhất của từng đồ th ị bi ể u diễn sự tích t ụ năng lượng trong c ử a s ổ titan và đ i ể m dữ liệu thứ hai của từng đ ồ thị bi ể u diễn sự tích tụ năng lượng trong khoảng trống . Các điểm dữ liệu thứ ba tương ứng với sự tích tụ năng lượng lại bề mật vật liệu chiếu xạ. Hình B.3 - Sự phân bố liều theo độ sâu tính được trong polystyren đối với điện t ử đơn năng tới thông thường ở năng lượng từ 300 keV đến 1000 keV sử dụng Chương trình IST3 [ 19 , 20 ] CH Ú TH Í CH 1: C ử a sổ đ ược gi ả đ ị nh l à titan (m ậ t độ 0 , 018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đ ó là không kh í (m ậ t đ ộ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0 , 15 m. Phương pháp Monte Carlo t í nh đư ợ c điểm dữ liệu thứ nhất của từng đồ th ị bi ể u diễn sự tích t ụ năng lượng trong c ử a s ổ titan và đ i ể m dữ liệu thứ hai của từng đ ồ thị bi ể u diễn sự tích tụ năng lượng trong khoảng trống . Các điểm dữ liệu thứ ba tương ứng với sự tích tụ năng lượng lại bề mật vật liệu chiếu xạ. Hình B.4 - Sự phân bố liều theo độ sâu t í nh được trong polystyren đối với điện t ử đơn năng tới thông thường ở năng lượng từ 300 keV đến 1000 keV sử dụng Chương trình IST3 [ 19 , 21 ] CH Ú TH Í CH 1: C ử a sổ đ ược gi ả đ ị nh l à titan (m ậ t độ 0 , 018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đ ó là không kh í (m ậ t đ ộ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0 , 15 m. Phương pháp Monte Carlo t í nh đư ợ c điểm dữ liệu thứ nhất của từng đồ th ị bi ể u diễn sự tích t ụ năng lượng trong c ử a s ổ titan và đ i ể m dữ liệu thứ hai của từng đ ồ thị bi ể u diễn sự tích tụ năng lượng trong khoảng trống . Các điểm dữ liệu thứ ba tương ứng với sự tích tụ năng lượng lại bề mật vật liệu chiếu xạ. H ì nh B.5 - Sự phân bố liều theo độ s â u tính được trong polystyren đối với điện t ử đơn năng tới thông thường ở năng lượng từ 5,0 MeV đến 12 MeV sử dụng Chương trình IST3 [ 19 , 20 ] B.2 . 4 Bức xạ tia X (bức xạ hãm) được tạo thành khi các điện t ử bị giảm tốc trong vật liệu. Bức xạ này góp phần vào sự phân bố liều theo độ sâu. Hình B.6 minh họa tia X nối tiếp vào đuôi của đồ thị được tính bằng chương trình Monte Carlo [ 24 ] . Đối với các điện tử có năng lượng dưới 10 MeV là điện tử tới vật liệu có s ố nguyên t ử thấp, v í dụ: các hợp chất hữu cơ, thì ảnh hưởng này thường không đáng kể. Trong các trư ờ ng hợp như vậy R ex và Rp về cơ bản là giống nhau và Rp thường được sử dụng để biểu thị cả hai đại lượng. B.2.5 Độ dày tối đa của vật liệu đ ồ ng nh ấ t có thể được chiếu xạ ở năng lượng điện t ử nhất định phụ thuộc vào giá trị tỷ số đ ồ ng đều liều chấp nhận được trong vật liệu. Đối với việc chiếu xạ điện tử từ một mặt của vật liệu, độ dày tối ưu R opt sẽ cho liều đi ra bằng liều đi vào, với điều kiện vật liệu lót có thành ph ầ n tương tự (xem B.2.8). Đ ố i v ớ i việc chiếu xạ từ mặt đối diện, độ dày tối đa có thể lớn hơn hai lần độ dày tối ưu R op t đối với cùng một tỷ số đ ồ ng đều liều v ì đuôi của các đồ thị liều theo độ sâu ch ồ ng lấn nhau (tham khảo Hình 29 đến Hình 31 của Tài liệu tham khảo [4] để biết thêm thông tin). CHÚ THÍCH B2: Nếu độ dày vật liệu g ấ p đôi độ d à y tối ưu. R opt , khi chiếu xạ một mặt, thì tổng liều ở giữa vật liệu khi chi ế u xạ hai mặt sẽ g ầ n g ấ p đ ô i l i ề u đi vào (xem Hình 6.7). CH Ú THÍCH B.3: Nếu độ dày vật liệu g ấ p đôi độ sâu một n ử a giá trị, R 50 (N ế u đ i ra b ằ ng một n ử a liều cực đạ i khi chi ế u xạ một mặt), khi đ ó t ổ ng liều ở giữa vật liệu khi chiếu hai mặt sẽ xấp x ỉ bằng liều cực đạ i khi chiếu xạ một mặt (xem H ì nh B.7). CH Ú THÍCH B .4: Nếu độ dày vật liệu g ấ p hai lần độ sâu nửa đ ầ u vào , R 50c (liều đi ra b ằ ng một nửa liều đ i v à o khi chiếu xạ một mặt), th ì tổng liều ở giữa khí chiếu xạ hai mặt sẽ là gần b ằ ng liều đi vào (xem Hình B.7). Đối với độ dày l ớ n hơn hai l ầ n R 50e , tỷ số đ ồ ng đều l iều sẽ t ă ng đáng kể khi t ă ng độ d à y v ì vậy liều trung tâm sẽ b ị giảm d ầ n. CH Ú TH Í CH 1: Đường nền tia X v à các định nghĩa về quãng chạy của điện tử R e x và Rp sử dụng tiếp tuyến đ i qua điểm uốn được minh họa. H ì nh B.6 - Sự ph â n bổ li ề u theo độ sâu t í nh được trong nhôm (AI) và tantan (Ta) đối với các điện tử đơn năng tới thông thường ở năng lượng 25 MeV sử dụng chương trình IST3 [19, 24 ] Hình B.7 - Sự ch ồ ng lấn của phân bổ liều theo độ sâu đối với nhôm được chiếu xạ bằng đ iện t ử đơn năng ở năng lượng 5 MeV từ hai mặt có độ dày khác nhau và từ một mặt sử dụng dữ liệu thực nghiệm nêu trong Tài liệu tham kh ả o [18] và [25] (xem chú thích B.2 đến B.4) B.2.6 Sự tương quan giữa năng lượng chùm điện tử tới và các thông số quãng chạy khác nhau, như độ dày t ố i ưu R op t , độ s â u một nửa giá trị R 50 , độ sâu một n ử a đầu vào R 50 e , và quãng chạy của chùm điện t ử thực tế Rp được bi ể u diễn trong Hình B.8 và Hình B.9 [ 20 ] . Các giá trị n à y thu được từ các đồ thị sự phân bố liều theo độ sâu đối với polystyren được biểu diễn trong Hình B.3 đ ế n Hình B.5. Sự phụ thuộc của các thông số độ dày này vào năng lượng g ầ n như tuyến t í nh t ừ 1 MeV đến 12 MeV. CHÚ THÍCH 1: Mối quan hệ g ầ n tương đương c ó thể dự kiến đối với nước Hình B.8 - Tương quan t í nh được giữa năng lượng chùm điện tử tới và độ dày t ố i ưu R opt . độ sâu một nửa giá tr ị R 50 , độ sâu một n ử a đ ầu vào R 50e và quãng chạy của ch ù m điện tử thực tế Rp đối với polystyren sử dụng dữ liệu từ Hình B.3 và Hình B.4 (xem Bảng D.1) Hình B.9 - Tương quan tính được giữa năng lượng chùm đ iện t ử tới và độ dày tối ưu R opt , độ sâu một nửa giá trị R 50 , đ ộ s â u một nửa đầu vào R 50 e và quãng chạy thực tế của chùm điện t ử Rp đối với polystyren sử dụng dữ liệu từ Hình B.3 và Hình B.4 (xem B ả ng D.1) B.2.7 Hình B.10 cho thấy sự phân bố liều theo độ sâu đo đ ược đối với hai ch ù m điện tử có năng lượng 10 MeV danh nghĩa tới polystyren đ ồ ng nhất [ 2 6, 27 ] . Các đồ thị n à y do các nhà s ả n xuất máy gia tốc và người vận hành thiết bị chùm điện tử cung cấp. Các thông số quan trọng ảnh hưởng đến các đ ồ thị được nêu trong B ả ng B.1. Có sự khác biệt rõ giữa các đồ thị đo được này và đồ thị ở năng lượng 10 MeV theo lý thuyết được biểu diễn trong Hình B.5. Điều này cho thấy cần cẩn thận khi so sánh các đồ thị lý thuyết với đồ thị đo được. Đặc t í nh của các đồ thị đo được b ị ảnh hưởng bởi, ví dụ: độ ch í nh xác của hệ thống đo liều được sử dụng, phổ năng lượng của chùm điện tử và độ ch í nh xác của năng lượng chùm điện tử danh nghĩa đã đánh giá. Phổ năng lượng điện t ử rộng của các máy gia tốc tuyến tính điển hình gây ra liều đỉnh và liều một nửa giá trị xuất hiện ở độ sâu giảm nhẹ so với chùm điện tử đơn năng. Tuy nhiên, các giá trị quãng chạy của chùm điện t ử thực tế hoặc ngoại suy ít bị ảnh hưởng b ở i phổ năng lượng rộng hơn. Xem Báo cáo s ố 35 của ICRU. ĐỒ THỊ SỰ PHÂN BỐ LIỀU THEO ĐỘ SÂU ĐO ĐƯỢC Năng lượng 10 MeV danh ngh ĩ a đ ố i với polystyren □ V í dụ v ề sự phân b ố liều theo độ s â u sử dụng máy gia tốc tuy ế n t í nh IMPELA 10 MeV ♦ V í dụ v ề sự ph â n bố liều theo độ s â u đối với các đ iện tử c ó n ă ng lượng 10 MeV danh nghĩa t ới polystyren sử dụng máy gia tốc tuyến t í nh CIRCE t ạ i Hiệp hội Công nghiệp Protein (SPI) , Berric , Pháp CHÚ TH Í CH 1: Xem Bảng B.1 về các thông số ch í nh. Hình B.10 - Sự ph â n b ố liều theo độ sâu đo được đối với chùm điện tử 10 MeV danh nghĩa tới polystyren trong hai thiết b ị chùm điện tử Bảng B.1 - Các thông s ố chính đối với đ ồ thị sự ph â n bố liều theo độ sâu đo được biểu diễn trong Hình B.10 MeV Industrie CIRCE A AECL Impela B Năng lượng chùm danh nghĩa (MeV) 10 10 Ph ổ n ă ng lượng Chưa biết Chưa biết Vật liệu của cửa s ổ Ti Ti Độ dày c ử a sổ (m) 1,0 x 10 -4 1,3 x 10 - 4 Khoảng trống t ừ cửa sổ đến dụng cụ đo n ă ng lượng (m) 0,463 1,02 A Được thiết l ậ p tại Hiệp hội Công nghiệp Protein, Berric, Pháp [ 26 ] . B Được thiết l ậ p tại Cơ quan năng lượng điện tử, Cranbury, N J [ 27 ] . B.2.8 Nếu độ dày của vật liệu nhỏ hơn quãng chạy tối đa của các điện tử thì liều gần bề mặt đi ra sẽ bị ảnh hưởng b ở i thành ph ầ n của vật liệu lót. Điều này là do sự tán xạ ngược của các điện tử khỏi vật liệu lót. Ảnh hư ở ng này có th ể được đo hoặc có thể được đánh giá bằng chương trình EDMULT [22, 23] hoặc chương trình Monte Carlo [19, 28, 29] . B.2.8.1 Với các vật liệu lót có số nguyên tử hiệu dụng cao hơn so với số nguyên tử hiệu dụng của vật liệu chiếu xạ, liều đi ra sẽ cao hơn liều xác định được từ đồ thị sự phân bố liều theo độ sâu trong chất hấp thụ dày. Điều này được minh họa trong Hình B.11 biểu diễn sự ph â n bố liều theo độ sâu đo được đối với các điện tử có năng lượng 400 keV trong các ch ồ ng liều kế m à ng mỏng xenlulose axetat được lót bằng gỗ, nhôm và sắt [30] . Các số nguyên t ử hiệu dụng của gỗ (xenlulose), nhôm và sắt tương ứng l à 6, 7, 13 và 26. Hình B.11 - Sự phân bổ liều theo độ sâu trong các ch ồ ng liều kế màng mỏng xenlulose axetat được lót bằng gỗ, nhôm và sắt đối với các điện t ử tới c ó năng lượng 400 keV [ 30 ] B.2.8.2 Với vật liệu lót có số nguyên tử hiệu dụng thấp hơn so với số nguyên tử hiệu dụng của vật liệu chiếu xạ, liều đi ra sẽ thấp hơn liều được cho b ở i đồ thị phân bố liều theo độ sâu trong các chất hấp thụ dày [ 31 ] . B.2.9 Nếu góc tới của chùm điện t ử không phải là đường vuông góc (vuông g ó c) với bề mặt của vật liệu th ì hình dạng của đồ thị phân bố liều theo độ sâu phải được thay đổi. Điều này được thể hiện trong Hình B.12 biểu diễn các đồ thị phân bố liều theo độ sâu đo được đối với các điện t ử c ó năng lượng 2 MeV tới các chất hấp thụ polystyren ở các góc 0°, 15°, 30°, 45°, 60° và 75° theo hướng vuông góc. Với mỗi góc tới, sự phân bố liều theo độ sâu được đo theo hướng vuông góc với bề mặt đi vào của vật liệu [ 3 1] . Hình B.12 - Sự phân b ố liều theo độ sâu đối với các điện tử có năng lượng 2 MeV tới chất hấp thụ polystyren ở các góc khác nhau từ hướng vuông góc [31] B.2.10 Với các vật liệu không đ ồ ng nhất, như các vật dụng y tế hoặc các bộ phận đúc, sự ph â n bố liều sẽ bị ảnh hưởng b ở i hình dạng và hướng của các v ậ t thể và b ở i các khoảng tr ố ng giữa chúng. Do đó, các m ố i quan hệ được nêu ở trên đối v ớ i các vật liệu đ ồ ng nhất không được áp dụng trong các trường hợp như vậy và phải đo sự phân bố liều sử dụng các quy tr ì nh được mô t ả trong Điều 10 của tiêu chuẩn này. Phụ lục C (Tham khảo) Phép đo sự phân bố liều theo độ sâu C.1 Các lưu ý chung C .1.1 Phụ lục này mô t ả các thiết bị và các quy trình đo sự phân bố liều theo độ sâu trong các vật liệu đ ồ ng nhất đối với các năng lượng điện tử khác nhau. C .1.2 Hai k i ể u dụng cụ đo khác nhau, thường là ki ể u xếp ch ồ ng và nêm, kết hợp với hệ đo liều m à ng mỏng, có thể được sử dụng để đo sự phân bố liều theo độ sâu trong vật liệu chuẩn đ ồ ng nh ấ t. Chi tiết về cấu tạo của các dụng cụ và các phương pháp n ạ p các liều k ế được trình bày dưới đây. C .1.3 Nhôm cũng như các vật liệu có mật độ thấp khác như polyetylen, polystyren, than chì, polymetylemethacrylat (PMMA) và nylon có th ể được dùng l à m v ậ t liệu chuẩn. Các đặc t í nh liên quan của một số vật liệu này được nêu trong Bảng C.1. CHÚ THÍCH C.1: Độ tinh khiết v à m ậ t độ của v ậ t liệu đ ồ ng nhất trong đó sự phân b ố liều theo độ s â u được đo c ó thể ảnh hưởng đến sự phân bố liều theo độ sâu đ o được. Điều n à y phải được t í nh đến khi sử dụng các quãng chạy của đ iện t ử đ o được trong các c ô ng thức t í nh năng lượng (xem Phụ lục D). C.2 X ếp ch ồ ng C .2.1 Đối với năng lượng điện tử ở một vài MeV, các phép đo sự phân bố liều theo độ sâu với một ch ồ ng các tấm polystyren m ỏ ng thường được sử dụng để xác định năng lượng chùm điện tử. Đối với các năng lượng này, các liều k ế có thể là một phần đáng kể của tổng độ dày chất hấp thụ. Do đó, có thể thuận tiện khi chọn các vật liệu có thành phần tương tự với các liều kế để giảm thi ế u ảnh hưởng của chúng đến sự phân bổ liều theo độ sâu. C .2.2 Trong dải năng lượng trên một vài MeV, các vật liệu hấp thụ bằng nhôm có thể được sử dụng để xác định năng lượng chùm điện t ử , như được mô tả trong Phụ lục D. Trong d ả i năng lượng này, độ dày của các liều kế c ó thể nhỏ hơn nhiều so với nhôm, v ì vậy thành phần của chúng có thể khác nhau không đáng kể. C .2.3 Một ch ồ ng các tấm vật liệu chuẩn thích hợp cần được xếp xen kẽ với các liều kế màng m ỏ ng (hoặc một ch ồ ng các liều kế m à ng m ỏ ng) (xem Hình C.1). CH Ú TH Í CH 1: Độ dày t ấ m t ≤ R p /12 và chiều cao ch ồ ng T ≥ 1,5 R p , trong đó R p l à quãng chạy của chùm điện tử thực t ế dự kiến trong vật liệu x ế p ch ồ ng, c ầ n đặt í t nh ấ t hai liều k ế màng m ỏ ng l ê n tấm trên c ù ng (xem h ì nh vẽ) và ở giữa các t ấ m dọc theo tâm của ch ồ ng. H ì nh C.1 - Dụng cụ đo kiểu xếp ch ồ ng C .2.4 Độ dày tấm danh nghĩa phải bằng 1/12 quãng chạy của chùm điện tử thực tế R p dự kiến hoặc ít nhất phải đảm bảo đủ số đ iểm dữ liệu để thiết lập sự phân bố liều theo độ sâu. Các kích thước bên của ch ồ ng phải í t nhất bằng 3 R p để tránh ảnh hưởng của các hiệu ứng cạnh lên sự ph â n b ố liều. Tổng độ dày của ch ồ ng phải ít nhất bằng 1,5 Rp . Độ dày các ch ồ ng bao gồm độ dày các liều kế màng m ỏ ng xếp xen kẽ nhau. C .2.5 Các liều kế mỏng, như các liều kế màng m ỏ ng nhuộm màu [xem TCVN 7910 (ISO/ASTM 51275)] l à phù hợp nhất cho phép đo. Phải đặt ít nhất hai liều kế lên bề mặt của tấm trên cùng và đặt ít nhất hai liều k ế khác giữa các tấm còn lại. Các liều kế cần được đặt gần nhau dọc theo giữa ch ồ ng cách xa cạnh của ch ồ ng. C.3 Nêm C.3.1 Nêm phải được làm bằng vật liệu dẫn điện để tránh ảnh hưởng c ó thể c ó do sự tích lũy điện tích lên sự phân bố liều theo độ sâu đo được [ 32 , 33 ] . Các vật liệu được sử dụng phổ biến nhất cho dụng cụ đo nêm là nhôm và than chì vì chúng sẵn c ó . Dụng cụ này có thể được tạo thành bằng cách xếp ch ồ ng hai nêm lại với nhau để tạo thành một khối hình chữ nh ậ t (xem Hình C.2). C.3.2 Nêm phải dày ít nhất bằng 3 Rp để tránh ảnh hưởng của các hiệu ứng cạnh lên dải liều kế có độ d à y tối thiểu ít nhất là 1 , 5 l ầ n so với quãng chạy của chùm điện tử thực tế R p dự kiến. Ngoài ra , chiều rộng của nêm phải m ở rộng ít nhất bằng Rp vượt quá sự nhô ra của dải liều kế, như trong Hình C.2, để cho các điều kiện tán xạ thích hợp đối với liều k ế . Góc của nêm không được lớn hơn 30°. CHÚ TH Í CH C.2: Một mảng các liều kế riêng lẻ c ó thể được sử dụng thay cho d ả i liều kế liên tục. CHÚ THÍCH 1: Chiều cao T ≥ 1,5 R p , trong đó R p là quãng chạy của ch ù m đ iện tử thực tế dự kiến trong vật liệu nêm (v í dụ: nh ô m). θ không lớn hơn 30°. D ả i liều k ế màng mỏng đ ược đặt dọc theo bề mặt nghiêng giữa hai nêm. Hình C.2 - Dụng cụ đo kiểu nêm C .3.3 D ả i liều kế phải được đặt d ọc theo tâm của bề mặt nghiêng giữa hai nêm. Việc đặt dải liều kế này cần bao ph ủ toàn bộ chiều dài bề mặt nghiêng với một đoạn ngắn nhỏ ra ở bề mặt điện tử đi vào. Cần đánh một d ấ u hẹp trên dải liều kế tại điểm mà dải kiều kế đi vào phần nghiêng của nêm. Dấ u này cũng có th ể được đặt ở vị trí đã bi ế t khác trên dải liều kế để kiểm tra t í nh nhất quán: liều bề mặt phải không đổi trước khi dải liều kế đi vào phần nghiêng của nêm. C.4 Quy trình đo sự phân bố liều theo độ sâu C .4.1 Các lưu ý chung Dụng cụ đo phải được đặt ở giữa băng chuyền. Nếu sử dụng vật chứa, như khay hoặc hộp để giữ dụng cụ đo n à y, th ì vật chứa phải được đặt cách xa cạnh hoặc th à nh của vật chứa. Nếu có thể, nên sử dụng khay ph ẳ ng không có cạnh đ ể tránh các ảnh hưởng của sự tán xạ của các điện t ử từ các cạnh của vật chứa trong dụng cụ đo trong khi chi ế u xạ. Dụng cụ phải được đặt đủ xa cửa s ổ thoát chùm sao cho chùm điện t ử tới thiết bị gần như chùm song song rộng. Tuy nhiên, với chùm năng lượng thấp, khoảng cách c ó thể cần phải được giới hạn để tránh hao hụt năng lượng quá mức trong khoảng tr ố ng. Tốt hơn l à , khoảng cách phải tương tự như khoảng cách đối với s ả n phẩm đi ể n hình trong quá trình xử lý thường xuyên. CHÚ THÍCH C.3: Ả nh hư ở ng của độ dày cửa s ổ thoát và khoảng tr ố ng trở nên rõ hơn khi n ă ng lượng điện t ử giảm đi. Đ ố i với n ă ng lư ợ ng đ iện t ử lớn hơn một v à i MeV, các ảnh hưởng n à y có thể không đáng k ể . C .4.2 Dụng cụ đo phải được chiếu xạ bằng cách d i chuyển băng chuyền ở t ố c độ không đổi qua vùng bức xạ. Độ rộng quét phải lớn hơn thiết b ị để đảm bảo rằng liều bề mặt là đ ồ ng nhất. Độ rộng quét cường độ chùm và tốc độ băng chuyền cần được chọn sao cho liều hấp thụ n ằ m trong dải c ó ích của hệ đo liều. CHÚ THÍCH C.4: Các liều h ấ p thụ cực đại trong dụng cụ đo c ầ n được giới hạn để gi ả m thiểu các ảnh hưởng của nhiệt độ l ê n độ nhạy của liều k ế . CHÚ THÍCH C.5: Góc tới của chùm điện t ử phải v uông góc với bề mặt của dụng cụ , nếu không đồ thị phân bố liều theo độ sâu trong dụng cụ sẽ b ị ảnh hưởng b ở i góc tới của chùm điện tử (xem B.2.9). C .4.3 X ếp ch ồ ng C. 4.3.1 Đo giá trị liều trung bình đối với m ỗ i bộ các liều kế tại bề mặt ch ồ ng và giữa các tấm của ch ồ ng. C .4.3.2 Sự phân bố liều theo độ sâu được dựng thành đồ thị là hàm của khoảng cách từ bề mặt ch ồ ng. Đ ể xác định khoảng cách này, độ dày của mỗi tấm phải được đo và mật độ của nó là đã biết. CH Ú TH Í CH C.6: Ngoài ra, sự phân bổ liều theo độ sâu có thể được dựng th à nh đ ồ thị l à h à m của độ s â u chuẩn hóa (xem 3.1.22 định ngh ĩ a v ề độ sâu chuẩn h ó a). R p trong Công thức D.9 v à Công thức D.13 phải được thay thế bằng z P = ρ x R p . CHÚ THÍCH C.7: độ d à y của các liều kế màng mỏng được đặt xen kẽ có thể ảnh hưởng đến phép đo. Các hiệu ch í nh đối với ả nh hư ởn g này có t hể đ ược ước lượng bằng cách b ổ sung độ s â u chu ẩ n hóa của các liều k ế m à ng mỏng v à o độ sâu chuẩn hóa của vật liệu ch ồ ng. C .4.4 Nêm C .4.4.1 Nêm phải được đặt trên băng chuyền sao cho d ả i liều kế hoặc mảng các liều kế màng mỏng song song với hướng di chuyển của sản ph ẩ m (vuông góc với hướng quét). C .4.4.2 Đo các giá trị liều dọc theo toàn bộ chiều dài của d ả i liều kế. Độ sâu c ó thể tính được bằng cách nh â n khoảng cách dọc theo d ả i liều k ế từ l ố i vào của nêm (được xác định bằng dấu trên màng mỏng) với sin của góc θ, góc giữa bề mặt tới của nêm và mặt phẳng của liều kế màng mỏng (xem Hình C.2). C .4.5 Tính năng lượng chùm điện tử C .4.5.1 Từ sự phân bố liều theo độ sâu, xác định quãng chạy của chùm điện tử thực tế R p , quãng chạy của chùm điện t ử ngoại suy R ex và độ sâu một nửa giá trị R 50 đối với vật liệu chuẩn của dụng cụ đo năng lượng. Tùy thuộc vào vật liệu chuẩn được sử dụng, n ă ng lượng điện tử được tính theo các hướng dẫn được nêu trong Phụ lục D. CHÚ THÍCH C.8: Thực hành chung sử dụng quãng chạy của chùm đ i ệ n t ử thực tế R p dùng cho mục đích xác đị nh năng lượng ch ù m đ iện t ử . Phụ lục D (Tham khảo) Tính năng lượng chùm điện tử dựa vào sự phân bố liều theo độ sâu đo được D.1 Yêu cầu chung D.1.1 Mức độ các điện tử đ â m xuyên vào một v ậ t liệu nhất định gần như tương ứ ng với năng lượng ban đầu của chúng. Mối quan hệ này có thể được sử dụng để xác định năng lượng của chùm điện tử. D.1.2 Phụ lục này mô tả các phương pháp sử dụng các phép đo sự phân bổ liều theo độ sâu trong các vật liệu đ ồ ng nhất để xác định năng lượng chùm điện tử. Lưu ý trong phụ lục này, có thể có sự khác nhau về năng lượng được xác định thông qua việc sử dụng các công thức t í nh khác nhau đã nêu. Các công thức t í nh và kỹ thuật đo n ă ng lượng này có th ể được sử dụng để đảm bảo chất lượng và kiểm soát năng lượng chùm điện tử, với điều kiện công thức t í nh và kỹ thuật tương tự được sử dụng một cách nhất quán. Bằng cách này, có th ể xác định được hằng số năng lượng chùm điện t ử tại thiết bị chiếu xạ theo thời gian. D.1.3 Các công thức tính năng lượng dựa trên các phép đo quãng chạy của điện t ử được nêu trong Báo cáo số 35 của ICRU. Các công thức này c ó được từ các phép đo trên các máy gia tốc điện t ử dùng trong y t ế được sử dụng trong điều trị ung thư. Các công thức khác được nêu trong Phụ lục này dựa trên các công thức tính Monte Carlo. Người sử dụng cần xác định phương pháp được sử dụng để t í nh năng lượng chùm điện t ử và dải năng lượng áp dụng của nó. D.2 Các mối tương quan về n ă ng lượ n g và quãng chạy D.2.1 Các công thức tính năng lượng được nêu trong phụ lục này cho thấy các độ chính xác khác nhau. Điều này là do sự khác biệt trong phổ năng lượng của các chùm đo được so với ph ổ thu được dựa trên các phương trình (trong một số trường hợp, các phương trình này dựa trên các điện tử đơn năng, như đã lưu ý ). Ngoài ra, các chùm dạng quét không phải l à đơn năng tạo ra phổ năng lượng khác nhau trên độ rộng chùm. D.2.2 Các m ố i tương quan đối với nước và nhôm thu được từ thực nghiệm D.2.2.1 Đối với nước, mối tương quan thu được từ thực nghiệm (xem Báo cáo số 35 của ICRU) giữa năng lượng chùm điện tử có thể xảy ra nhất E p và năng lượng chùm điện t ử trung b ì nh E a tại bề mặt chùm đi vào của nước và các thông số quãng chạy R p và R 50 (xem Hình 4) là: E p (MeV) = 0,22 + 1,98 R p + 0,0025 (D.1) 1 MeV < E p < 50 MeV E a (MeV) = 2,33 R 50 (D.2) 5 MeV < E a < 35 MeV Trong đ ó Rp và R 50 tương ứng l à quãng chạy thực tế và độ sâu một nửa giá trị của chùm điện tử, trong nước [tính bằng centimet (cm)]. Nếu vật liệu trong đó các thông số quãng chạy được đo gần như tương đương với nước (số nguyên tử hiệu dụng và trọng lượng nguyên tử gần giống như nước) th ì khi đó qu ã ng chạy thực tế và độ sâu một n ử a giá trị của chùm điện tử có thể đư ợ c điều chỉnh theo Công thức (D.3): Trong đó: ρ là mật độ; r 0 là quãng chạy gần đúng giảm dần liên tục CSDA. w và m là các chỉ số liên quan đến nước và vật liệu đang sử dụng (xem Bảng C.1 và Báo cáo số 35 và 37 của ICRU). Việc điều chỉnh này không thích hợp với các vật liệu khác, như nhôm có số nguyên t ử và trọng lượng nguyên tử lớn hơn đáng k ể so với nước. D.2.2.2 Đối với nhôm, các mối tương quan thu được từ thực nghiệm (xem Báo cáo số 35 của ICRU và Tài liệu tham khảo [34]) giữa năng lượng điện tử c ó thể xảy ra nhất E p và năng lượng trung bình E a tại bề mặt chùm đi vào nhôm và các thông số R p và R 50 (xem Hình 3) là: E p (MeV) = 0,20 + 5,09 R p (D.4) 5 MeV < E p < 25 MeV E a = 6,2 R 50 (D.5) 10 MeV < E a < 25 MeV Trong đó R p l à quãng chạy thực tế và R 5 0 là độ sâu một nửa giá trị tương ứng của chùm điện tử, trong nhôm [t í nh bằng centimet (cm)]. D.2.3 Mối tương quan thu được từ công thức Monte Carlo đối với polystyren D.2.3.1 Nếu chùm điện tử là chùm đơn năng th ì năng lượng có thể xảy ra nhất và năng lượng trung bình tại bề mặt của vật liệu hấp thụ có thể được coi l à giống nhau. Giá trị năng lượng E này có th ể tương quan với độ dày tối ưu R opt và độ sâu một nửa giá trị R 50 , độ sâu một nửa đầu vào R 50 e và quãng chạy thực tế R p của chùm điện t ử (xem Hình 4). Đối với polystyren, các mối tương quan này thu được t ừ sự phân bố liều theo độ sâu Monte-Carlo được nêu trong Phụ lục B, B.2 và được cho b ở i các công thức tính đối với năng lượng điện tử từ 0,3 MeV đến 12 MeV [ 20 ] dưới đây: 0,3 MeV < E < 2,0 MeV E = 2,347 R o pt + 0,420 (D.6) E = 2,421 R 50 + 0 , 278 (D.7) E = 2,198 R 50 e + 0,295 (D.8) E = 1,972 R p + 0 , 245 (D.9) 2,0 MeV< E < 12 MeV E = 2,415 R op t + 0,343 (D.10) E = 2,160 R 50 + 0,475 (D.11) E = 2 , 101 R 50 e + 0,332 (D.12) E = 1,876 R p + 0,298 (D.13) Các giá trị quãng chạy đưa ra là độ sâu chuẩn hóa (t í nh bằng g/cm 2 ) và E t í nh bằng MeV. Các giá trị độ dày tối ưu R op t , độ sâu một n ử a giá trị R 50 , độ sâu một nửa đấu vào R 50 e và quãng chạy thực tế R p của chùm điện tử trong polystyren đối với các năng lượng điện tử E khác nhau thu được từ sự phân bố liều theo độ sâu Monte Carlo1201. Các giá trị này được liệt kê trong Bảng D.1. B ả ng D .1 - Độ sâu một nửa giá tr ị R 50 , độ sâu một nửa đầu vào R 50 e , độ dày tối ưu R opt và quãng chạy thực tế R p của chùm điện tử, trong polystyren đối với các năng lượng điện tử đơn năng ở năng lượng E từ 0,3 MeV đến 12 MeV thu được từ các toán tính Monte Carlo [ 20 ] E (MeV) R 50 (g/cm 2 ) R 50e ( g /cm 2 ) R opt (g/cm 2 ) R p (g/cm 2 ) Tỷ số R p / R 50 0,3 0,0254 0,0254 0,0000 0,0451 1 , 7774 0 , 4 0,0554 0 , 0554 0,0000 0,0851 1,5360 0 , 5 0,0923 0 , 0924 0,0231 0,1310 1 , 4203 0 , 6 0,1290 0,1326 0,0754 0,1747 1,3544 0,7 0 , 1679 0 , 1762 0,1192 0 , 2240 1,3339 0 , 8 0 , 2085 0,2218 0 , 1632 0,2746 1,3171 0,9 0 , 2501 0 , 2687 0,2072 0 , 3258 1,3030 1 0,2888 0,3121 0,2491 0,3717 1,2873 1,5 0,5043 0 , 5477 0,4565 0 , 6357 1,2605 2 0,7217 0,7890 0,6738 0,9011 1,2485 2 , 5 0,9454 1,0282 0,8833 1,1692 1,2367 3 1,1708 1 , 2672 1,0920 1 , 4373 1 , 2276 3,5 1,4004 1,5079 1,3026 1 , 7069 1 , 2189 4 1,6283 1,7483 1,5125 1,9766 1 , 2139 4,5 1,8573 1 , 9871 1,7211 2,2445 1,2085 5 2,0914 2,2270 1 , 9333 2,5091 1,1997 6 2,5549 2 , 7070 2,3496 3,0494 1,1936 7 3 , 0215 3,1847 2 , 7677 3,5817 1 , 1854 8 3 , 4843 3 , 6579 3 , 1759 4,1123 1,1803 9 3,9505 4,1333 3,5915 4,6427 1,1752 10 4 , 4146 4 , 6057 3,9967 5 , 1744 1 , 1721 11 4 , 8835 5,0782 4,4008 5,7041 1,1680 12 5 , 3445 5,5470 4,7964 6,2336 1,1663 CHÚ TH Í CH 1: Cửa s ổ được giả định l à titan (m ậ t độ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đ ó l à không kh í (m ậ t độ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0 , 15 m. D .2.3.2 Công thức tính từ D.6 đến D. 13 l à ít ch í nh xác hơn đối với các vật liệu có th à nh ph ầ n hóa học khác với polystyren. Khi năng lượng giảm, cửa s ổ chùm và khoảng trống tr ở nên quan trọng hơn (xem Hình B.3) và các ảnh hưởng của chúng lên sự phân bố liều theo độ sâu trong vật liệu đã chiếu xạ cần được t í nh đến. CHÚ THÍCH D.1: Khi sử dụng giá trị quãng chạy của chùm đ iện tử thực tế R p , C ô ng thức D.1 l à ph ù hợp trong khoảng 2 % cũng với Cô ng thức D.13 d ù ng cho n ă ng lượng cao hơn từ 2 , 0 MeV đến 12 MeV, với điều kiện s ử dụng Công thức D.3 đ ể chuyển đổi các qu ã ng chạy trong polystyren th à nh các giá trị trong nước tương đương. Tuy nhi ê n , sai lệch t ă ng khi năng lượng giảm, ở năng tượng 1,0 MeV, Công thức D.1 cho các giá tr ị năng lượng thấp hơn 4 % so với Cô ng thức D.13. Khi sử dụng độ sâu một nửa giá trị R 50 , C ô ng th ứ c D.2 là ph ù h ợp trong khoảng 2 % c ù ng v ớ i C ô ng thức D.11 dùng cho n ă ng lượng cao hơn t ừ 8,0 MeV đến 12 MeV, nhưng sự sai lệch tăng khi năng lượng giảm, ở năng lượng 5 MeV, Công thức D.2 cho giá trị năng lượng thấp hơn 6 % so với C ô ng thức D .11. Công thức D.1 và Công thức D .2 được xác định từ thực nghiệm bằng cách sử dụng đ ồ th ị phân bố liều theo độ sâu đo được trong nước. T í nh hiệu lực của phương pháp Monte Carlo đối với năng lượng điện t ử dưới 2,0 MeV đã được chứng minh bằng dữ liệu nêu trong T à i liệu tham khảo [18] . Việc so sánh các phương tr ì nh Monte Carlo và ICRU ch ỉ ra r ằ ng không nên sử dụng Công thức D .1 cho chùm điện tử ở năng lượng nh ỏ hơn 2,0 MeV v à kh ô ng n ê n s ử dụng Công thức D .2 ở n ă ng lượng nh ỏ hơn 8,0 MeV. Các c ô ng thức t í nh Monte Carlo dùng cho polystyren đưa ra phương pháp ch í nh xác để đo năng lượng chùm điện tử dưới 2,0 MeV. Việc xác định năng l ượ ng chùm điện tử từ đ ồ thị sự phân bố liều theo đ ộ sâu đ o được b ằ ng cách s ử dụng Công thức D .6 đến Công thức D .13 có th ể gây sai lệch năng lượng thực tế nếu chùm điện tử có sự phân tán năng l ượng rộng. Độ ch í nh xác của các gi á trị n ă ng lượng t ừ các c ô ng thức n à y b ị ảnh hưởng b ở i sự khác nhau trong phổ năng lượng chùm điện tử tr ong ch ù m đã đo v à các chùm đơn năng được s ử dụng đ ể đưa ra các phương tr ì nh Monte Carto [20, 35, 36] . D.2.4 Mối tương quan thu được từ phương pháp Monte Carlo đối với nhôm D.2.4.1 Sự phân bố liều theo độ sâu trong nhôm có mật độ 2,7 g/cm 3 được t í nh cho các mức năng lượng từ 2,5 MeV đến 25 MeV. Các tính toán mô ph ỏ ng cấu hình kh ố i nhôm chuyển động trong khoảng tr ố ng, cách cửa sổ titan dày 50 cm l à 15 cm. Các kết quả sự phân bổ liều được ghi lại ở ba chiều và cần tính đến các ảnh hưởng phân tán trong cửa sổ titan. D.2.4.2 Các giá trị của độ sâu một nửa giá trị R 50 , quãng chạy của chùm điện tử thực tế R p và quãng chạy của chùm điện tử ngoại suy R ex trong nhôm đối với các năng lượng chùm điện tử có năng lượng E khác nhau thu được từ dữ liệu Monte Carlo nêu trong Tài liệu tham khảo [25] . Các giá trị này được liệt kê trong B ả ng D.2. D.2.4.3 Giá trị năng lượng điện tử tới E (MeV) có thể tương quan với giá trị quãng chạy R p và R 50 đối với nhôm (t í nh bằng cm) được nêu trong Bảng D.2 bằng phương trình bậc hai như sau (đối với năng lượng điện tử từ 2,5 MeV và 25 MeV): E = 0 , 423 + 4 , 69 x R p + 0,0532 x (D.14) E = 0,394 + 4,77 x R ex + 0,0287 x (D.15) E = 0,734 + 5,78 x R 50 + 0,0504 x (D.16) Bảng D.2 - Độ sâu một nửa giá trị R 50 , quãng chạy của chùm điện tử thực tế R p và quãng chạy của chùm điện tử ngoại suy R ex trong nhôm đối với các năng lượng điện tử đơn năng ở năng lượng E từ 2,5 MeV đến 25 MeV thu được từ các tính toán Monte Carlo E (MeV) R 50 (cm) R p (cm) R ex (cm) Tỷ Số R p / R 50 2 , 5 0,3046 0,4386 0,4404 1,4398 3 0,3906 0,5440 0,5446 1,3928 4 0,5622 0,7541 0,7526 1,3414 5 0,7333 0,9633 0,9601 1,3137 6 0,9038 1,1714 1,1671 1,2961 7 1,0739 1,3787 1,3736 1,2838 7,5 1,1588 1,4819 1,4767 1,2789 8 1,2435 1,5849 1,5796 1,2746 9 1,4126 1,7903 1,7851 1,2674 10 1,5812 1,9947 1,9901 1,2615 12 1,9170 2,4009 2,3986 1,2525 15 2,4171 3,0036 3,0077 1,2427 20 3,2415 3,9913 4,0134 1,2313 25 4,0548 4,9591 5,0077 1,2230 CHÚ THÍCH 1: C ửa s ổ được giả định là titan (m ậ t độ 0,018 g/cm 2 ) độ d à y 5 x 10 -5 m, sau đó là không kh í (m ậ t độ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0,15 m. D.2.4.4 Mật độ của các hợp kim nhôm khác nhau có thể khác nhau. Việc hiệu ch ỉ nh sẽ được áp dụng sao cho R p , R ex , R 50 trong các công thức trên được thay thế bằng các giá trị đo tương ứng nhân với hệ số mật độ. Công thức dưới đây ch ỉ á p dụng cho các sai khác nh ỏ về mật độ: R = R measure x ρ alloy /2,7 g.cm -3 (D.17) CHÚ TH Í CH D.2: Khi sử dụng giá trị quãng chạy thực tế R p , C ô ng thức D.4 là phù hợp trong kho ả ng 2 % c ù ng với Công thức D .14 dùng cho n ă ng lượng t ừ 2.5 MeV đến 25 MeV. Khi sử dụng độ sâu một nửa giá trị R 50 , Công thức D.5 là ph ù hợp trong khoảng 2 % cùng với C ô ng thức D.16 d ù ng cho năng lượng từ 10 MeV đến 25 MeV, nhưng sai lệch tăng khi n ă ng lượng giảm, ở năng lượng 7,5 MeV, C ô ng thức D.5 cho các gi á trị năng lượng khoảng 4 % thấp hơn so với C ô ng thức D.16, trong khi tạ i năng lượng 5,0 MeV th ì Công thức D.5 cho giá tr ị n ă ng lư ợ ng th ấ p hơn 9 % so với C ô ng thức D .16. D.2.4.5 Tỷ số R p / R 50 trong nhôm được nêu trong Bảng D.2 phụ thuộc vào năng lượng điện tử E . Trong tình huống thực tế, nếu giá trị đo được của tỷ số này lớn hơn giá trị tính được trong B ả ng D.2 thì chùm có thể không phải là chùm đơn năng. Phổ năng lượng rộng làm giảm R 50 nhiều hơn R p , do đó, tỷ số này cho th ấ y sự phân tán năng lượng trong chùm (xem Báo cáo số 35 của ICRU). Phụ lục E (Tham khảo) Liều hấp thụ là hàm của cường độ chùm, độ rộng chùm và tốc độ băng chuyền E.1 Liều hấp thụ trong sản phẩm phụ thuộc vào cường độ chùm trung b ì nh, độ rộng chùm, tốc độ băng chuyền v ề năng lượng chùm. Phép đo liều là hàm của các thông s ố n à y có ích cho việc hiệu chuẩn thiết b ị chiếu xạ chùm điện tử. Không có mối quan hệ đơn giản giữa li ều và năng lượng chùm điện tử, phép đo liều là hàm của ba thông số khác nhau do đó cần thực hiện phép đo cho từng mức năng lượng vận hành. Mối quan hệ được biểu thị như sau: Trong đó: D l à liều hấp thụ, tính bằng Gy; l là cường độ chùm trung b ì nh, tính bằng ampe (A); V là tốc độ b ă ng chuyền, tính bằng (m.s -1 ); W b là độ rộng chùm, t í nh bằng m; K là độ dốc của đường thẳng m ố i quan hệ trong Công thức E.1, t í nh bằng (Gy.m 2 )/(A.s); D l à liều tại điểm đo, có thể là liều bề mặt ở tâm chùm hoặc liều được đo tại vị trí giám sát thường xuyên. Giá trị của K sẽ phụ thuộc vào điểm đo. l l à cường độ ch ù m trung b ì nh được theo dõi bằng thiết bị. V là tốc độ của sản phẩm đi qua vùng chiếu xạ. W b l à độ rộng của chùm tại một ph ầ n quy định của liều ở giữa chùm, xem Phụ lục F. Xem Hình E.1 ví dụ về phép đo liều D = f ( l , V , w b ). Hình E.1 - Ví dụ về liều là hàm của cường độ chùm trung bình ( l ), tốc độ băng chuyền ( V ) và độ rộng chùm ( W b ) E.2 Liều cũng phụ thuộc vào độ dày cửa sổ thoát chùm, khoảng cách giữa cửa s ổ chùm và điểm đo. E.3 Mối quan hệ trong Công thức E.1 cần được thiết lập b ằ ng phép đo liều với các tổ hợp khác nhau của các thông số l , V và W b . Có thể thấy rằng mối quan hệ này là đường thẳng đi qua gốc tọa độ - nằm trong độ không đảm bảo đo - chứng minh rằng thiết bị vận hành như đã định và tại năng lượng ch ù m đã cho, liều có th ể được chọn bằng cách lựa chọn đ ú ng các thông số này. E.4 Cần đo liều đủ số lần (ba lần hoặc nhiều hơn) đối với các giá trị giống nhau của các thông số ch í nh để xác định độ tái lập của phép đo và tính ổ n định của các thông số vận hành. E.5 Thông tin về tính biến thiên của máy σ mach có thể thu được từ các giá trị c ò n lại đối với đường thẳng thích hợp với phương tr ì nh D = f ( l /( V x W b ) E.6 Việc đánh giá t ố c độ xử lý nguyên liệu có thể dựa vào Công thức E.1, xem Phụ lục J. Phụ lục F (Tham khảo) Phép đo độ rộng chùm và độ đồng đều liều dọc theo hướng quét F.1 Phạm vi áp dụng F.1.1 C ó nhiều phương pháp khác nhau dùng để xác định độ rộng chùm và độ đ ồ ng đều liều dọc theo hướng quét. Phụ lục này mô tả các phương pháp sử dụng đo liều để đo độ ph â n tán và độ đ ồ ng đều liều đối với thiết bị sử dụng băng chuy ề n hoặc hệ thống giá treo. Hình 2 cho thấy độ dài chùm và độ rộng chùm đối với chùm dạng quét sử dụng hệ băng chuy ề n. Hình 3 là ví dụ về sự ph â n bố liều được đo dọc theo hướng quét. F.1.2 Sự phân bố liều d ọ c theo hướng quét được đo bằng cách đặt các d ả i liều kế màng mỏng hoặc các m à ng của liều kế đơn lẻ dọc theo hướng quét. Sử dụng các màng liều kế đơn lẻ, có thể đặt nhiều liều kế hơn trong các vùng gradient liều cao được dự kiến (như tại các vị tr í cực tr ị ) và ít liều kế hơn khi sự phân bố liều được dự kiến là đ ồ ng đều. F.1.3 Độ rộng chùm được đo ở một khoảng cách xác định từ cửa sổ chùm. F.1.4 Độ rộng chùm được xác định tại một phần quy định của liều tại tâm chùm dạng quét (xem Hình 3). F.1.5 Độ rộng chùm phải được đo đủ số l ầ n để xác định độ tái lập của độ rộng chùm đo được. F.2 Quy trình đo F.2.1 Một m ả ng các liều kế hoặc dải dài liều kế m à ng mỏng được gắn trên một vật cố định có vật liệu lót đ ồ ng nhất (sử dụng các liều kế riêng rẽ sẽ giới hạn độ phân giải không gian của phép đo). CHÚ THÍCH F.1: Độ dày của vật liệu l ó t phải đ ủ lớn để ngăn các điện tử bị tán xạ ảnh hưởng đến kết quả do. F.2.2 Khi có thể đặt các liều k ế vượt quá độ rộng chùm dự kiến để xác định giới hạn của toàn bộ độ rộng chùm. Các vật cố định cần được gắn lặp lại vào băng chuyền hoặc giá treo tại khoảng cách xác định từ cửa sổ thoát chùm. F.2.3 Nên sử dụng vật liệu lót như polystyren hoặc polyetylen. Không sử dụng kim loại có nhiệt dung riêng thấp v ì liều hấp thụ làm nhiệt độ tăng quá mức. F.2.4 Vật cố định liều kế được chiếu xạ bằng cách cho đi qua chùm điện tử sử dụng một bộ thông số vận hành đã biết. Đường trung tâm của mảng liều kế phải tương ứng với đường trung tâm dự kiến của độ rộng chùm. Độ rộng tổng của mảng liều kế phải đủ lớn để bù cho bất kỳ sự khác biệt nào có th ể từ tru n g tâm. Độ đ ồ ng đều liều c ó th ể bị ảnh hưởng b ở i sự tương tác giữa các thông số sau: F.2.4.1 Độ rộng chùm; F.2.4.2 Tần số quét; F.2.4.3 Kích thước và h ì nh dạng điểm chùm; F.2.4.4 Độ rộng xung (đối với máy gia tốc xung); F.2.4.5 Tốc độ lặp xung (đối với máy gia tốc xung); F.2.4.6 Tốc độ băng chuyền; và F.2.4.7 Khoảng cách của vật cố định liều k ế từ cửa sổ thoát chùm và từ băng chuyền hoặc giá treo. F.2.4.8 Ảnh hư ở ng của các thông s ố này được xem xét chi tiết hơn trong Phụ lục G. F.2.5 Các giá trị liều được dựng thành đồ thị l à hàm của liều tại vị trí đo. Vị tr í phải được tham chiếu đến dòng sản phẩm thông thường đối với các thông số vận hành được sử dụng, như tâm của dòng sản phẩm. F.2.6 Xác định độ rộng chùm và độ biến thiên của liều đo được theo hướng quét. Độ rộng chùm là khoảng cách giữa các điểm dọc theo trường phân bố liều ở mức phân đoạn đã xác định từ vùng liều cực đại trong trư ờ ng phân bố (xem Hình 3). Mức phân đoạn cần được quy định. F.2.7 Độ rộng chùm đo được phải bao chùm toàn bộ độ rộng đơn vị nạp hàng dự kiến. Phụ lục G (Tham khảo) Sự phân bố liều đối với chùm quét hoặc chùm xung G.1 Đối với chùm điện tử dạng quét cần đảm bảo rằng s ả n ph ẩ m đ i qua vùng chi ế u xạ được chiếu xạ đ ồ ng đều. Do đó, phải đ ả m bảo rằng hướng quét không đi qua bất kỳ khu vực n à o không được chiếu xạ. Hình G.1 cho thấy các hướng quét khác nhau (cường độ từ trường quét so với thời gian) kiểu A là phổ biến nhất. CH Ú THÍCH 1: Bao gồm các kiểu quét phức tạp , đ ể tạo ra sự phân b ố liều tối ưu tại bề mặt sản ph ẩ m. (A) Hình răng cưa tuyến tính, (B) H ì nh răng cưa tuyến t í nh đối với chùm dạng quét theo một hướng, có “tia quét ngược ” nhanh theo hướng khác, (C) chùm quét theo h ì nh sin làm tăng liều tại các cạnh quét, v à (D) hàm số qu é t nhiều n ấ c đ ô i khi được sử dụng với các ch ù m dạng xung, t ầ n s ố xung và tần s ố quét được đồ ng bộ hóa và mỗi n ấ c có th ể được điều chỉnh để thu được sự ph â n b ố liều tối ưu. (Nguồn: Báo cáo số 80 của ICRU) Hình G.1 - Các đặc tính quét khác nhau được sử dụng cho các chùm điện tử G.2 Phải đảm bảo rằng sản phẩm không di chuyển quá xa trong suốt thời gian của một chu kỳ quét khi chùm không ch ồ ng lấn lên b ề mặt sản phẩm trong một chu k ỳ quét đến chu kỳ quét tiếp theo. G.3 Đối với chùm dạng xung và chùm dạng quét, ph ả i đảm bảo rằng một xung chùm ch ồ ng lấn với xung chùm tiếp theo. G.4 Điều quan trọng là phải biết hình dạng và kích thước của điểm chùm. Kích thước thường được biểu thị bằng độ rộng của toàn độ rộng ở nửa cực đại (FWHM) và thường có thể giả định rằng điểm chùm là đối xứng theo chiều quay. Trong trường hợp đối xứng quay không tồn tại, có thể c ầ n phân tích thêm. G.5 Tiến hành đo kích thước và hình dạng điểm chùm bằng cách chiếu một tấm liều k ế màng mỏng m à không cần quét chùm và không di chuyển băng chuyền. CHÚ THÍCH G.1: Phải c ẩ n thận khi thực hiện phép đo này, v ì nguy cơ cửa sổ chùm gây tổn thương khi máy quét không hoạt động. G.6 Cần biết các thông số dưới đây: Độ rộng điểm chùm (FWHM): d (đo được) Độ rộng quét = Độ rộng chùm: W b (đo được) Tần số quét: f scan (thông s ố đ ã chọn) Tần số xung: f p ul se (thông số đã chọn) Từ f p ul se tính được t pu l se , khoảng thời gian giữa các xung. Từ f scan t í nh được t s c an , thời gian đối với một chu kỳ quét. G.6.1 Công thức t í nh đối với Kiểu quét A được đưa ra dưới đây. Giả định rằng các yêu cầu dưới đây phải đáp ứng: (1) Khoảng cách giữa hai tâm điểm chùm phải không được vượt quá đường kính đi ể m chùm (FWHM). (2) Khoảng cách gi ữ a các t â m điểm cuối của hai lần quét liên tiếp không được vượt quá đường k í nh đi ể m chùm (FWHM). Có thể t í nh được t ầ n số xung cực tiểu f pulse (t í nh bằng min) thỏa mãn yêu cầu (1). Từ Hình G.2 có th ể đưa ra mối quan hệ sau đây: được viết lại th à nh: và (3) Có th ể t í nh được tốc độ băng chuyền cực đại (tương ứng v ớ i liều cực tiểu) đáp ứng yêu cầu (2): Hình G.2 - Ví dụ về chùm dạng quét và chùm dạng xung có thông số cần cho các công thức tính điểm chùm đã nêu Phụ lục H (Tham khảo) Sự phân bố liều trong vật liệu chuẩn H.1 Mục đích của phép đo sự ph â n bố liều trong vật liệu chuẩn là để thu được phép đo độ tái lập sự phân ph ố i liều bằng thiết bị chiếu xạ điện tử. Các phép đo sự phân bố liều trong các vật liệu chuẩn thường không được sử dụng để xác định các điều kiện chiếu xạ đối với các sản phẩm thực t ế . H.2 Đối v ớ i chiếu xạ chùm điện tử trong d ả i năng lượng của tiêu chu ẩ n này thì nên sử dụng vật liệu polyme đ ồ ng nhất làm vật liệu chu ẩ n, như bọt polystyren giãn n ở hoặc bọt nhựa polyetylen giãn n ó (Ethafoam). Mật độ riêng của vật liệu chuẩn cần được chọn giống với hầu hết các sản phẩm được x ử l ý tại thiết bị chiếu xạ. Đối với quá trình tiệt trùng vật dụng y tế, cần sử dụng vật liệu chuẩn có mật độ riêng khoảng 0,1 g.c m - 3 . Vật liệu chu ẩ n có thể được làm từ nhiều lớp, độ dày của các lớp phải được chọn để phù hợp với độ phân giải đo được yêu cầu. H.3 Không chiếu xạ vật liệu chuẩn theo cách tạo ra sự ph â n bổ liều đ ồ ng nhất trong vật liệu chuẩn v ật liệu chuẩn tốt nhất cần được chiếu xạ sao cho chùm được dừng lại hoàn toàn để có thể đo được quãng chạy của các điện tử đã được gia tốc và độ rộng của vật liệu chuẩn phải luôn rộng hơn độ rộng của chùm, khi đo. H.4 Chỉ nên chiếu xạ một mặt. Chiếu một mặt được ưu tiên cho việc lập bản đồ liều đ á nh giá chất lượng vận hành của vật liệu chu ẩ n để thu được nhiều thông tin nhất về sự phù hợp và sự ổ n định trong quá trình vận hành thiết bị chiếu xạ. Đối với các thiết bị đa chùm, cần đo sự ph â n bố liều cho từng chùm riêng lẻ. H.5 Các liều kế riêng lẻ cần được đặt trong một mảng liều kế để bao phủ toàn bộ m ặ t cắt ngang của vật liệu chu ẩ n. Có thể đặt nhiều liều kế hơn trong c á c vùng có gradient liều cao được dự kiến. Ngo à i ra, có th ể sử dụng các tấm liều kế hoặc các d ả i liều kế. Có thể thu được sự phân bố liều ở dạng đồ thị đ ồ ng liều từ các phép đo c á c liều kế đã được chiếu xạ, xem Hình H.1. H.6 Phép đo liều bổ sung c ó thể được thực hiện tại các cạnh của vật liệu chuẩn (đôi khi được gọi là phép đo “hiệu ứng cạnh”). Kết quả từ các liều kế này có thể được sử dụng đ ể dự đoán các khu vực đặc biệt cần thiết cho lập bản đồ liều đánh giá hiệu quả. Hình H.1 - Ví dụ về đồ thị độ đ ồ ng đều liều thu được bằng cách chiếu xạ bọt nhựa po l ystyren gi ã n n ở (có mật độ riêng kho ả ng 0,1 g/cm 3 ) tại máy gia tốc điện tử có năng lượ n g 10 MeV Phụ lục I (Tham khảo) Sự gián đoạn quá trình I .1 C ầ n đánh giá ảnh hưởng của sự gián đoạn quá trình chi ế u xạ đối với sản phẩm. I .2 Quá trình chiếu xạ có thể bị gián đoạn v ì một số lý do, lỗi của máy gia tốc điện tử hoặc trong hệ băng chuyền. Các lỗi trong các hệ thống phụ trợ (ví dụ: hệ thống làm mát hoặc thông gió) cũng có thể dẫn đến sự gián đoạn quá trình chiếu xạ. CHÚ THÍCH I .1: Cầ n đánh giá các loại ảnh hưởng khác nhau hoặc các nguyên nh â n gây gián đoạn quá t r ì nh đến liều được ph â n phối để xác định đúng các hành động v ề quy tr ì nh cần thiết để xử lý các nguyên nh â n g â y gián đo ạ n khác nhau. Mức đ ộ ki ể m soát quá trình liên quan đến việc dừng quá trình có ảnh hưởng đến các hoạt động g iá n đoạn quá trình. Một số thiết kế và ki ể m soá t hoạt động của thiết bị có th ể cần loại bỏ hoặc xử lý lạ i t ấ t cả các s ả n ph ẩ m c ó khả năng bị ảnh hưởng trong kh i cá c hệ thống xử lý khác c ó thể chứng minh rằng sự gián đoạn quá trình không ảnh hưởng đến nguyên nhân g â y ra sự gián đ o ạ n . Các ả nh hư ở ng tiềm ẩ n có th ể xảy ra do sự gián đo ạ n quá trình v à độ dà i thời gian dừ ng liên quan đến sự gián đoạn có t h ể phải được khảo sát. I .3 Các bi ế n thiên liều do sự gián đoạn quá trình có thể được đo bằng cách chiếu xạ một mảng các liều kế hoặc một d ả i liều kế màng mỏng được đặt trên vật liệu chuẩn theo hướng chuyển động của sản phẩm và làm gián đoạn quá trình chiếu xạ theo cách thủ công bằng cách khởi động lại. I .3.1 Thử nghiệm sự gi á n đoạn quá trình cần được tiến hành trong các điều kiện c ó th ể dự kiến c ó ảnh hưởng cực đại đến liều trong sản phẩm. Điều này có thể bao gồm việc th ử nghiệm ở, v í dụ: t ố c độ băng chuyền tối đa, khối lượng đơn vị nạp hàng tối đa hoặc th ử nghiệm đối với sự gián đoạn nhiều lần. I .3.2 Các liều kế cần được đặt trên bề mặt vật liệu chuẩn đối diện với chùm ở khoảng cách tối thiểu từ c ử a s ổ đến sản phẩm thường được sử dụng để xử lý, mà ảnh hưởng đến liều được dự kiến là rõ nhất. I .3.3 Các liều kế đã chi ế u xạ được đo và liều được dựng thành đồ thị là hàm của độ dài sản phẩm. Việc phân tích các kết quả đo liều cần liên quan đến việc so sánh dựa vào các giới hạn biến thiên của quá trình xử lý không bị gián đoạn thông thư ờ ng. Các kết quả sự đ ồ ng đều liều thu được trong lập bản đồ liều đánh giá chất lượng vận hành có thể hữu í ch cho mục đích đánh giá. Điều A.4.3 của TCVN 12533 (ISO/ASTM 52303) mô tả phương pháp thống k ê có th ể được sử dụng trong việc xác định chênh lệch tối thiểu có th ể phát hiện được. I .3.4 Nếu liều trong s ả n phẩm nằm ngoài giới hạn liều quy định đối với quá trình xử lý do sự gián đoạn quá trình và khởi động lại tiếp sau đó th ì các quy trình phải được thiết lập để mô t ả các hoạt động sau sự gián đoạn quá trình đối với việc nhận biết và phân biệt sản phẩm b ị ảnh hưởng. Phụ lục J (Tham khảo) Tốc độ xử lý vật liệu J.1 Phụ lục này mô tả các phương pháp tính tốc độ. J.1.1 Tốc độ xử lý được nêu trong phụ lục này là thích hợp nhất đối với các vật liệu đ ồ ng nhất, mặc dù chúng có thể được sử dụng đ ể đ á nh giá tốc độ xử lý đối với các s ả n phẩm không đ ồ ng nhất, với điều kiện liều được quy định tại các bề mặt thông thư ờ ng cho chùm điện tử tới. J.2 Tốc độ xử lý tuyến tính J.2.1 Tốc độ xử lý tuyến tính là tốc độ băng chuy ề n V m à tại đó liều bề mặt quy định D có thể được phân phối tới sản phẩm. J.2.2 Tốc độ xử lý tuyến tính V có thể t í nh được từ Công thức E.1: V = (K x l )/(D x W b ) (t í nh bằng m.s -1 ) (J. 1) J.3 Tốc độ xử lý bề mặt J.3.1 Tốc độ xử lý bề mặt là diện tích bề mặt sản phẩm có thể được chiếu xạ trên một đơn v ị thời gian để phân phối liều quy định. J.3.2 Tốc độ xử lý bề mặt có thể được t í nh bằng cách nh â n tốc độ xử lý tuy ế n t í nh với độ rộng chùm: Tốc độ xử lý bề mặt = V x W b = (K x l ) / D (tính bằng (m 2 .s -1 ) (J.2) J.3.3 Tốc độ xử lý bề mặt còn gọi là diện tích tối đa của sản phẩm có thể được chiếu xạ. Diện tích thực tế được chiếu xạ tại một liều đã cho trên một đơn vị thời gian sẽ giảm xu ố ng nếu độ rộng đơn vị nạp hàng nhỏ hơn độ rộng chùm. CH Ú THÍCH J.1: Sự t í ch tụ n ă ng lượng điện tử tại bề mặt ch ù m đi vào là gần như như độc l ậ p với năng lượng điện tử trên 2 MeV. V í dụ: với polystyren và các v ậ t liệu hydrocacbon c ó th à nh phần nguyên tử tương t ự khác, giá trị liều bề mặt là khoảng 0,17 MeV. m 2 /kg hoặc 1,7 MeV. m 2 /k g. Do đó, giá trị bề mặt của K là khoảng 170 kGy.m 2 /(A.s) hoặc 10 kGy.m 2 /(mA.min). Gi á trị c ò n lại li ề u bề mặt sẽ l à khoảng 10 kGy đối với cường độ chùm 1 mA và t ố c độ xử lý bề mặt l à 1 m 2 /min. Hình J.1. Hình J.2 và Bảng J.1 cho th ấ y sự tích tự năng lượng tại bề mặt ch ù m đi vào của bộ hấp thụ potystyren là h à m của năng lượng điện tử tới. CH Ú THÍCH 1: Cửa s ổ chùm được giả định l à titan (mật độ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m, sau đó l à kh ô ng kh í (mật độ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 0,15 m. H ì nh J.1 - Sự tích tụ năng lượng điện tử tại bề mặt ch ù m đi vào của bộ hấp thụ polystyren là hàm của năng lượng điện tử tới từ 0,3 MeV đến 12 MeV tương ứng với dữ liệu tính được theo phương pháp Monte Carlo nêu trong Hình B.3 đến Hình B.5 CHÚ THÍCH 1: C ửa sổ chùm được gi ả định là titan (mật độ 0,018 g/cm 2 ) độ dày 4 x 10 -5 m sau đó l à không kh í (mật độ 0 , 018 g/cm 2 ) độ d à y 0,15 m. Hình J.2 - Sự tích tụ năng lư ợ ng điện tử tại b ề mặt chùm đi vào của bộ hấp thụ polystyren là hàm của năng lượng điện tử tới từ 0,3 MeV đến 2,0 MeV tương ứng với dữ liệu tính được theo phương pháp Monte Carlo nêu trong Hình B.3 và Hình B.4 B ả ng J.1 - Sự t í ch tụ năng lượng điện tử tại bề mặt chùm đi vào của bộ hấp thụ polystyren là hàm của năng lượng điện tử tới t ừ 0,3 MeV đến 2,0 MeV tương ứng với dữ liệu tính được theo phương pháp Monte Carlo nêu trong Hình B.3 đến Hình B.5 Năng lượng chùm MeV Năng lượng tích tụ MeV.cm 2 /g Năng lượng chùm MeV Năng lượng tích tụ MeV.cm 2 / g 0 , 3 4,627 3,5 1 , 776 0 , 4 4 , 640 4 1 , 763 0 , 5 4,144 4,5 1 , 762 0 , 6 3 , 591 5 1 , 761 0 , 7 3,174 6 1 , 763 0 , 8 2 , 852 7 1,767 0 , 9 2,612 8 1,777 1 2,432 9 1,777 1 , 5 2,009 10 1,786 2 1,866 11 1,790 2,5 1,813 12 1,793 3 1,789 CHÚ THÍCH 1: Các m ố i quan hệ t ương đương g ầ n nhất có thể được dự kiến đối với nước. J.4 Tốc độ xử lý khối lượng J.4.1 T ố c độ xử lý khối lượng là khối lượng s ả n phẩm c ó thể được chi ế u xạ trên một đơn vị thời gian để phân phối liều quy định. J.4.2 Tốc độ xử lý khối lượng có thể được tính bằng cách nhân t ố c độ xử lý b ề mặt với mật độ riêng ρ (tính bằng kg.m - 3 ) của sản phẩm và độ dày T (t í nh bằng m) của s ả n phẩm đã ước lượng được từ sự ph â n bố liều theo độ sâu đo được (Phụ lục B). Liều là liều trung b ì nh xuyên qua độ dày của sản phẩm. T ố c độ xử lý khối lượng = V x W b x T x ρ = T x ρ x (K x l ) / D (tính bằng kg.s - 1 ) (J.3) J.4.3 Tốc độ xử lý khối lượng còn gọi l à khối lượng tối đa có thể chiếu xạ ở liều đã cho. Kh ố i lượng thực tế được chiếu xạ tại một liều đã cho trên một đơn vị thời gian sẽ giảm nếu độ rộng sản phẩm nhỏ hơn độ rộng của chùm, hoặc nếu độ dày sản phẩm nhỏ hơn độ xuyên sâu của chùm điện tử. J.4.4 Ước lượng lý thuyết về tốc độ xử lý khối lượng tối đa có thể thu được từ c ô ng suất P của máy gia tốc chùm điện tử chia cho liều D : Tốc độ xử lý khối lượng (tối đa) = P/D (t í nh b ằ ng kg . s -1 ) (J.4) Công suất P (tính bằng W) là tích của cường độ chùm trung bình l (t í nh bằng A) và gia tốc điện áp trung b ì nh E (tính bằng V). Đơn vị liều D là Gy = J.kg - 1 = W .s.kg - 1 J.4.5 Cường độ chùm được giám sát bằng dụng cụ của thiết bị máy gia tốc điện tử trong thực tế luôn thấp hơn cường độ chùm thực tế đến sản ph ẩ m. Điều n à y có thể được biểu thị bằng hiệu quả sử dụng cường độ f i , thường ở mức từ 60 % đến 80 %. Công thức J.4 sau đó thay đổi thành: Tốc độ xử lý khối lượng (tối đa) = (P x f i )/D (tinh bằng kg.s -1 ) (J.5) Phụ lục K (Tham khảo) Bảng B trong TCVN 7393-1 (ISO 11137-1) Bảng K.1 - Hướng dẫn đánh giá lại chất lượng sau các thay đ ổi đối với máy chiếu xạ chùm điện tử Sự thay đổ i ngu ồ n chiếu xạ Đánh giá ch ấ t lượng lắp đặt Đánh giá chất lượng vận hành Thử nghiệm lắp đặt và tài liệu về thiết b ị Thử nghiệm thiết bị Hiệu chuẩn thiết b ị Lập biểu đ ồ liều máy chiếu xạ Li ể u l ậ p b ả n đồ liều M á y gia t ố c cơ học sắp thẳng hàng ✓ ✓ Quét thống nhất theo hư ớ ng quét của ch ù m và khả năng xuyên s â u của liều theo hướng di chuyển của chùm Hệ thống nam châm định hướng hoặc hội tụ ✓ ✓ Quét thống nhất theo hướng quét của chùm và khả n â ng xuyên s â u của liều theo hư ớ ng d i chuyển của chùm Hệ thống nam châm l á i hướng ✓ ✓ ✓ Quét th ố ng nhất theo hướng quét của chùm và khả năng xuyên s â u của liều theo hướng di chuy ể n của chùm Hệ thống theo dõi dòng chùm ✓ ✓ ✓ Quét thống nh ấ t theo hướng di chuy ể n của sản phẩm Hệ thống nam ch â m quét ✓ ✓ ✓ Quét thống nhất theo hướng quét của chùm Hệ thống theo d õ i và/hoặc kiểm soát tốc độ băng tải chạy v ò ng ✓ ✓ ✓ Quét thống nhất theo hướng di chuyển của sản ph ẩ m Thử nghiệm sự gián đoạn quá trình Dây curoa của động cơ và bánh r ă ng của h ệ băng chuyền ✓ ✓ Quét thống nhất theo hư ớ ng di chuyển của s ả n phẩm Th ử nghiệm sự gián đoạn quá trình CH Ú THÍCH: Các kết quả lập bản đồ liều OQ c ó thể dẫn tới sự lặp lại của PQ. Phạm vi đánh giá chất lượng vận hành lặp lại theo các thay đổi có thể ả nh hư ở ng đến liều hoặc sự phân bố liều sẽ phụ thuộc vào loại và mức độ thay đổi trong thiết bị chiếu xạ (xem B ả ng K.1). V í dụ: việc tăng tối đa kích thước được thiết kế của đơn vị nạp hàng sẽ cần đánh giá lại ch ấ t lượng toàn bộ, trong khi việc thay thế một phần băng chuyền có thể ch ỉ yêu cầu xác thực về t í nh năng làm việc ph ù hợp của băng chuyền bao gồm hướng đã định (đối với việc quét qua) của s ả n phẩm khi di chuyển qua chùm. Th ư mục tài liệu tham khảo [1] Cleland, M. R., O'Neill. M. T., and Thompson, C. C., “Sterilization with Accelerated Electrons,” Sterilization Technology , Van Nostrand Reinhold, New York, 1993, pp. 218-253. [2] Mehta, K., Kovacs, A., and Miller, A., “Dosimetry for Quality Assurance m Electron Beam Sterilization of Medical Devices,” Med. Device Technol. , 4, 1993, pp. 24-29. [3] Mehta, K., “Process Qualification for Electron-Beam S terilization,” Medical Device and Diagnostic Industry , June, 1992, pp. 122-134. [4] Dosimetryfor Food Irradiation , ! AEA, Vienna, 2002, Techn. Reports Series No. 409. [5Ị Mc l. aughlin, W. L . , Boyd, A. W., Chadwick, K. H.. McDonald, J. C., and Miller, A., Dosimetry for Radiation Processing , Taylor and Francis, New York, NY, 1989. [6] Attix, F., H .. Introduction of Radiological Physics and Radiation Dosimetry , A Wiley-Science Publication, John Wiley and Sons, 1986. [7] Saylor, M. C., “Development in Radiation Equipment Including the Application of Machine- Generated X-Rays to Medical Product S terilization,” S terilization of Medical Products , Vol 5. Polyscience Publications Inc., Morin Heights, Canada, 1991, pp. 327-344. [8] McLaughlin, w. L., Jarrett, Sr., R. D., and Olejnik, T. A., Chapter 8, “Dosimetry,” Preservation of Food by Ionizing Radiation , Vol I, CRC Press, Boca Raton, FL, 1983. [9] Ehlermann, D. A. E. , “Dose Distribution and Methods for its Determination in Bulk Particulate Food Materials, ” Health Impact, Identification, and Dosimetry of Irradiated Food , Bogl, K. W., Regulla, D. F., and Seuss, M. J., Eds., A World Health Organization Report, Institut fi.ir S trahlenhygiene des Bundesgesundheitsamtes, M imchen, Germany, 1988, pp. 415-419. [10] Lapostolle, Pierre M., and Septier, Albert L., eds., Linear Accelerators , N01th Holland Publishing Co. (Amsterdam), 1970. [11] Mckeown, J., “Radiation Processing Using Electron Linacs, ” IEEE Transactions on Nuclear Science , Vol NS-32,1985, pp. 3292-3296. [12] McKeown, J., and Sherman, N. K ., “Linac Based Irradiators,” Radiation Physics and Chemistry , Vol 25, 1985, pp. 103-109. [13] McKeown, J., Labrie, J.-P., and Funk, L. W., “ An Intense Radiation Source,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Vol B10/11,1985, pp. 846-850. [14] Sadat, T., “Progress Report on Linear Accelerators,” Radiation Physics and Chemistry , Vol 35, 1990, pp. 616-619. [15] Scharf, Waldemar, Particle Accelerators and Their Uses , Harwood Academic Publishers, (New York), 1986. [16] Abramyan, E. A. , Industrial Electron Accelerators and Applications , Hemisphere Publishing Co r poration (Washington), 1988. [17] Aus lender, V. L ., and Meshkov, I. N ., “Powerful Single-Cavity RF Accelerators and Their Use in the Industrial Radiation Chemical Processing Lines, ” Radiation Physics and Chemistry , Vol. 35 (4- 6), 1990, pp. 627-631. [18] Jongen, Y. , Abs, M., Genin, F., Nguyen, A., Capdevila, J. M., and Defrise, D., “The Rhodotron, a New 10 MeV, 100 kW, CW Metric Wave Electron Accelerator,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , 879,1993, pp. 865-870. [19] Andreo, P., Ito, R., and Tabata, T ., “Tables of Charge- and EnergyDeposition Distributions in Elemental Materials Irradiated by PlaneParallel Electron Beams with Energies Between 0.1 and 100 MeV,” Technical Report No. 1 , ISSN 0917-8015, Research Institute for Advanced Science and Technology, University of Osaka Prefecture, Japan, 1992. [20] CCC-467/ITS Code Package, Integrated TIGER Series of Coupled Electron/Photon Monte Carlo Transport Codes. These codes are available from the Radiation Safety Information Computational Center (RSICC), P.O. Box 2008, Oak Ridge, TN 37831-6362 and also from NEA, France. [21] Galloway, R. A .. Lisanti, T. F., and Cleland, M. R .. RDI-IBA Technical Information Series, TIS 1548, “Electron Beam Energy Determination by Comparing Calculated and Measured Dose Distributions in Polystyrene Slab Absorber, ” RDI-IBA Technology Group, 151 Heartland Boulevard, Edgewood. NY 11717, 2003. [22] Cleland, M., Galloway, R., Genin, F. and Lindholm, M., “The use of dose and charge distributions in electron beam processing,” Radiation Physics and Chemistry , Vol 63, I 985, 2002, pp. 729-833. [23] Tabata, T., Ito, R., Kuriyama, I., and Moriuchi, Y., “Simple Method of Evaluating Absorbed Dose in Electron Beam Processing,” Radiation Physics and Chemistry , Vol 33 (5), 1989, pp.411-416. [24] Tabata, T., Ito, R., and Tsukui, S., “Semiempirical Algorithms for Dose Evaluation in Electron Beam Processing,” Radiation Physics and Chemistry , Vol 35 (4-6), 1990, pp. 821-825. [25] Vargas-Aburto, C., and Uribe, R., “Monte Carlo Simulation of 25 MeV electrons on aluminum and tantalum, ” Technical Report. PEBT-03-01, 2003. [26] Meissner, J., “Monte Carlo Simulation for the Measurement of Electron Energy by Dosimetry, ” private communication, I 999. [27] Morrisseau, D., Ross, A., and Sadat, T., MeV Industrie, S.A., private communication, 1993. [28] McKeown, J., AECL Accelerators, private communication, 1993. [29] Seltzer, S. M., and Berger, M. J., “Energy Deposition by Electron, Bremsstrahlung and Co-60 Beams in Multi-Layer Media, ” International Journal of Applied Radiation and Isotopes , Vol 38, 1987, pp. 349-364. [30] CCC-33 I/EGS4 Code, Monte Carlo Simulation of the Coupled Transport of Electrons and Photons. This code is available from the Radiation Safety Information Computational Center (RSICC), P.O. Box 2008, Oak Ridge, TN 37831-6362. [31] McLaughlin, W. L., Hjortenberg, p. E., and Batsberg Pederson, W., “ Low Energy Scanned Electron-Beam Dose Distributions in Thin Layers,” International Journal of Applied Radiation and Isotopes , Vol 26, 1975, pp. 95-106. [32] Rosenstein, M., Eisen, H ., and Silverman, J., “Electron Depth-Dose Distribution Measurements in Finite Polystyrene Slabs,” Journal of Applied Physics , Vol 43, 1972, pp. 3191-3202. [33] Mehta, K., et al, “Dose Distribution in electron-irradiated PMMA: effect of dose and geometry,” Radiation Physics Chemistry , Vol 55, 1999, pp. 773-779. [34] Mehta, K., et al, “Behavior of non-conducting plastics under e-beam irradiation, ” Radiation Physics Chemistry , Vol 63, 2002, pp. 745-749. [35] Miller, A., Private communication, Risoe National Laboratory, DK-4000 Roskilde, Denmark. [36] Lisanti, T. F., RDI-IBA Technical Information Series, TIS 1552, “Calculating Electron Range Values Mathematically,” RDI IBATechnology Group, 151 Heartland Boulevard, Edgewood, NY 117 I 7, 2003. 1) JCGM 100:2008 đ í nh ch í nh GUM:1995 Guide to the expression of uncertainty in measurement (Hướng dẫn tr ì nh bày đ ộ không đảm b ả o đ o) . ISO/IEC Guide 98-3:2008 thay th ế GUM:1995 và đ ã được chấp nhận th à nh TCVN 9595-3:2013 [ISO/IEC Guide 98-3:2008] Đánh giá dữ liệu đo lư ờ ng - Hướng dẫn trình bày độ không đ ả m bảo đ o (GUM: 1995)