Design for Radiation Shielding in Buildings: Recommendations for Linear Accelerator Spaces

Abstract

The correct and effective design of the spaces where radiotherapy applications are made with the linear accelerator device in the context of radiation shielding is extremely important to be protected from the harms of radiation to human health. In this study, it is aimed to examine the architectural design elements for radiation shielding of the spaces in the context of "spatial design, building materials and details". In the scope of the research, it has been seen that these factors should be considered and evaluated in an integrated manner for the design of the relevant spaces. It has been concluded that the options combining the high shielding potential with the structural systems which can be solved economically should be preferred in the design process. In this context, in the architectural design process of the spaces where the LINAC device producing high-energy radiation is located; It has been shown that it is possible to produce designs within the framework of optimal and shielding integrity with measures for radiation protection.

Keywords

• Radiation Protection
• Radiation Shielding
• Linear Accelerator
• Architectural Design

Binalarda Radyasyon Zırhlamasına Yönelik Tasarım: Lineer Hızlandırıcı Mekânları İçin Öneriler

Abstract

Lineer hızlandırıcı cihazı ile radyoterapi uygulamalarının yapıldığı mekânların radyasyon zırhlaması bağlamında doğru ve etkin şekilde tasarımı, radyasyonun insan sağlığına olan zararlarından korunabilmek için son derece önemlidir. Bu çalışmada, söz konusu mekânların radyasyon zırhlamasına yönelik mimari tasarım unsurlarının “mekânsal tasarım, yapı malzemeleri ve detaylar” bağlamında incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırma kapsamında; ilgili mekanların tasarımı için söz konusu faktörlerin bütünleşik olarak dikkate alınıp değerlendirilmesi gerektiği görülmüştür. Tasarım sürecinde ekonomik olarak çözülebilecek yapısal sistemlerle, yüksek zırhlama potansiyelini bir araya getirebilen seçeneklerin tercih edilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Bu bağlamda, yüksek enerjili radyasyon üreten LINAC cihazının yer aldığı mekanların mimari tasarım sürecinde; radyasyondan korunmaya yönelik önlemler ile optimal ve zırhlama bütünlüğü çerçevesinde tasarımlar üretebilmenin mümkün olabileceği gösterilmiştir.

Keywords

• Radyasyondan Korunma
• Radyasyon Zırhlaması
• Lineer Hızlandırıcı
• Mimari Tasarım

References

1. [1] Zeyrek, C. T. 2013. İyonize radyasyon uygulamaları için güvenlik ve korunmaya yönelik genel kavramlar. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(3), 1-9.
2. [2] National Council on Radiation Protection and Measurements. 2005. Structural Shielding Design and Evaluation for Megavoltage X- and Gamma-Ray Radiotherapy Facilities. NCRP Report No. 151, USA, 246s.
3. [3] Kumaş, A. 2009. Radyasyon Sağlığı ve Güvenliği, 1. Baskı. Palme Yayıncılık, Ankara, 187s.
4. [4] International Atomic Energy Agency. 2006. Radiation Protection in the Design of Radiotherapy Facilities. IAEA Safety Reports Series No.47, Austria, 129s.
5. [5] Milli Eğitim Bakanlığı, 2012. Radyoterapi Uygulama Planı. http://megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/Radyoterapi%20Uygulama%20Planı.pdf (Erişim Tarihi: 24.03.2019).
6. [6] International Atomic Energy Agency. 2014. Radiotherapy Facilities: Master Planning and Concept Design Considerations. IAEA Human Health Reports No.10, Austria, 31s.
7. [7] Johnston, S. 2013. The Science of Radiation Shielding. https://network.aia.org/HigherLogic/System/DownloadDocumentFile.ashx?DocumentFileKey=a0516f34-41dd-46af-980f-07487f132b75 (Erişim Tarihi: 25.03.2019).
8. [8] Horton, P. W., Eaton, D. J. ed. 2017. Design and Shielding of Radiotherapy Treatment Facilities. IPEM Report 75, UK, 13-8s.

9. [9] Alper M. ve Mühürcü, İ. ed. 2018. LINAC (Doğrusal Hızlandırıcı)’nın Mimari ve Temel Altyapı Gereksinimleri. Sağlık Bakanlığı. Ankara, 59s.
10. [10] RPP. Neutron Shielding Door Options. https://www.radiationproducts.com/neutrondoors.htm (Erişim Tarihi: 26.03.2019).
11. [11] Radmed. Architectural Project Planning. http://www.radmedyapi.com.tr/eng/projelendirme/mimari-projelendirme/ (Erişim Tarihi: 10.11.2019).
12. [12] Kılınçarslan Ş., Başyiğit, C., Molla T., Sancar S. 2011. Radyoaktif ışınlardan korunaklı ekolojik yapılar. Politeknik Dergisi, 14(2), 93-99.
13. [13] Waly, E. S. A. and Bourham M. A. 2015. Comparative study of different concrete composition as gamma-ray shielding materials. Annals of Nuclear Energy, 85, 306-310.
14. [14] Akkurt, I. Akyıldırım, H., Mavi, B., Kilincarslan, S. Basyigit, C. 2010. Photon attenuation coefficients of concrete includes barite in different rate. Annals of Nuclear Energy, 37, 910-914.
15. [15] Kosako, K., Oishi, K., Nakamura, T. and Kiyanagi, Y. 2014. Optimum shielding structure for the wall of medical LINAC facility. Progress in Nuclear Science and Technology, 4, 276-279.
16. [16] Shams, T., Eftekhar, M. and Shirani, A. 2018. Investigation of gamma radiation attenuation in heavy concrete shields containing hematite and barite aggregates in multi-layered and mixed forms. Construction and Building Materials, 182, 35-42.
17. [17] Veritas. VeriShield Rooms vs. Concrete Vaults -Save Floor Space. http://www.veritasmedicalsolutions.com/radiation-shieldingcompare.html (Erişim Tarihi: 26.03.2019).
18. [18] Akgün, Y., Durmuş, A. ve Durmuş, A. 2007. Barit agregasıyla üretilen ağır bir betonun özelikleri. İMO Dergisi, 465-474.
19. [19] Nelco. Radiation Shielding Swing Door. https://www.nelcoworldwide.com/medicalshielding-products/shielded-doors/guardianswing-door/ (Erişim Tarihi: 26.03.2019).
20. [20] Radkosis, 2019. Linak Kapı Çözümleri. http://radkosis.com/linak-kapi-cozumleri/ (Erişim Tarihi: 26.03.2019)