De acordo com a norma alemã DIN-6847 a espessura da barreira de proteção é calculada através da seguinte equação:
com
onde i é o índice da componente de radiação; s é a espessura da barreira de proteção (cm); z representa a primeira espessura deci-redutora, o TVL (cm); n corresponde ao número de TVLs necessários para produzir a atenuação pretendida do feixe de radiação; B é o fator de atenuação da barreira; W é a carga de trabalho semanal medida à distância de referência em metros (mGy/semana); U é o fator de utilização; T é o fator de ocupação; K é o fator de atenuação da barreira; q é o fator de qualidade da radiação (para fotões e para neutrões ); e Hw é
o objetivo do projeto de barreiras de proteção, ou seja, é o limite de dose equivalente semanal (mSv/semana).
BARREIRA PRIMÁRIA
A espessura da barreira primária é designada de e é calculada a partir da aplicação da equação [49].
Para o feixe primário de raios-X o valor de TVL (designado de ) é uma função da energia do feixe de radiação e do tipo de material utilizado na construção da barreira.
O fator de atenuação da barreira primária segue a lei do inverso do quadrado da distância e pode ser obtido através da seguinte equação:
onde representa a distância de referência, ou seja, é a distância entre a fonte de raio-X e o isocentro, que normalmente tem o valor de 1 metro (m); e é a distância entre a fonte de raio- X e o ponto protegido (m).
BARREIRA SECUNDÁRIA
No cálculo das espessuras das barreiras secundárias a metodologia expressa pela norma DIN, para além de considerar as contribuições da radiação de fuga e da radiação secundária de fotões dispersos, também considera a contribuição dos neutrões diretos que atingem as paredes da sala de tratamentos, quando os aceleradores lineares trabalham com energias superiores a 8MeV.
A contribuição dos neutrões para o cálculo da espessura final das barreiras secundárias na metodologia DIN é uma das particularidades que distingue este documento do NCRP, onde neste último a contribuição dos neutrões só é considerada no cálculo da espessura final da porta da sala de tratamentos.
De modo a ser possível calcular a espessura final da barreira secundária da sala de tratamentos, de acordo com a metodologia DIN, é necessário calcular individualmente a espessura da barreira capaz de atenuar a radiação de fuga ( ), a radiação secundária de fotões dispersos ( ) e a radiação de neutrões diretos ( ), e de seguida combinar estas espessuras através da regra da adição (add-on rule).
A regra da adição é equivalente à regra das duas fontes utilizada pela metodologia do NCRP, no entanto apresenta diferentes particularidades. Segunda a regra da adição:
o Se a diferença entre as duas maiores espessuras individuais for maior que o TVL mais restrito, a espessura final da barreira será o valor da maior espessura.
o Se a diferença entre as duas maiores espessuras individuais estiver de acordo com os valores da primeira coluna da tabela 10, a espessura final da barreira será a soma da maior espessura individual com o valor correspondente da segunda coluna da tabela 10.
Tabela 10. Regra da adição, aplicada para combinar as espessuras das barreiras de proteção
calculadas para diferentes componentes de radiação.
Diferença entre as espessuras individuais das barreiras
(comparar com o TVL associado à menor espessura)
Adicionar à maior espessura individual da barreira
(comparar com o TVL associado à maior espessura)
Menor do que: Entre: e Entre: e
Para calcular a espessura da barreira capaz de atenuar a radiação de fuga utiliza-se o valor de TVL que está associado à radiação primária ( ), que é uma função da energia do feixe de radiação e do tipo de material utilizado na construção da barreira.
O fator de atenuação da barreira para a radiação de fuga também segue a lei do inverso do quadrado da distância e pode ser obtido através da seguinte equação:
onde é a taxa de dose máxima da radiação de fuga no ponto de referência ; e é a taxa de dose máxima de raios-X no ponto de referência .
Para a radiação secundária de fotões dispersos o valor de TVL (designado de ) depende apenas do tipo de material utilizado na construção da barreira.
O fator de atenuação da barreira para a radiação secundária pode ser obtido através da seguinte equação:
onde o fator é igual a 1 para os raios-X; representa a secção transversal da área de dispersão da radiação secundária, ou seja, é a área máxima do campo de radiação a 1 metro do ponto de divergência do feixe de radiação (m2); é a distância entre a superfície de dispersão e o ponto protegido (m); e o fator 10-2 surge a partir da premissa de que, a fração de radiação dispersa a 1 metro do paciente, para aceleradores lineares que funcionem com técnicas de radioterapia convencionais, é 1 % do feixe útil
Para a radiação de neutrões diretos o valor de TVL (designado de ) depende apenas do tipo de material utilizado na construção da barreira.
O fator de atenuação da barreira para a radiação de neutrões diretos pode ser obtido através da seguinte equação:
onde é a taxa de dose máxima da radiação de neutrões diretos no ponto de referência ; é a taxa de dose máxima de raios-X no ponto de referência ; e é a distância entre a fonte de neutrões diretos (considera-se a fonte de raio-X) e o ponto protegido (m).
PORTA E LABIRINTO
Segunda a metodologia DIN, a espessura da parede do labirinto é calculada de forma independente do cálculo da porta. A parede do labirinto pode ser considerada uma barreira primária ou secundária, de acordo com a orientação do acelerador linear no interior da sala de tratamentos, e como tal o cálculo da sua espessura é realizado através de uma das metodologias descritas anteriormente.
O cálculo da espessura da porta da sala de tratamentos é realizado com base na contribuição da radiação terciária de fotões dispersos e da radiação de neutrões dispersos (quando a energia de trabalho do LINAC é superior a 8 MeV). A radiação terciária e a radiação de neutrões dispersos resultam da ocorrência de mais do que uma dispersão de fotões e de neutrões, respetivamente.
Para se obter a espessura final da porta é então necessário calcular individualmente a espessura das barreiras associadas a todas as componentes de radiação envolvidas (fotões e neutrões) e de seguida somar estas duas espessuras.
A espessura da barreira capaz de atenuar a radiação terciária de fotões dispersos é designada de , enquanto que a espessura da barreira capaz de atenuar a radiação de neutrões dispersos é designada de , e ambas são calculadas a partir da aplicação da equação [49].
Para a radiação terciária de fotões dispersos o valor de TVL utilizado nos cálculos de barreiras é igual ao TVL da radiação secundária de fotões dispersos ( ).
O fator de atenuação da barreira para a radiação terciária pode ser obtido através da seguinte equação:
onde é a taxa de dose máxima da radiação de fuga no ponto de referência ; é a taxa de dose máxima de raios-X no ponto de referência ; representa a secção transversal da área de dispersão da radiação terciária (m2); e é a distância entre a superfície de dispersão e o ponto protegido (m).
Para a radiação de neutrões dispersos o valor de TVL (designado de ) depende apenas do tipo de material utilizado na construção da barreira.
O fator de atenuação da barreira para a radiação de neutrões dispersos pode ser obtido através da seguinte equação:
onde é a taxa de dose máxima da radiação de neutrões diretos no ponto de referência ; é a taxa de dose máxima de raios-X no ponto de referência ; representa o somatório das distâncias entre: a fonte de neutrões (considera-se a fonte de raio-X), a superfícies de dispersão e o ponto protegido (m); e representa a razão entre a largura e o comprimento do labirinto da sala de tratamentos.