本报北京讯  记者马艳红报道  

              屏蔽增强 环保质轻

      我国自主研发的无铅X射线防护材料凸显优势

       在X射线影像检查中，为了保护医生和患者的健康，有时需要采用防护产品以屏蔽射线。然而，长期以来，传统防护用品采用含铅材料，污染环境、笨重且屏蔽效果不十分理想。记者了解到，在国家“863”项目基金的支持下，中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所和北京伟龙科仪公司研发的新型防护材料在不久前“面世”。该材料采用可强吸收X射线的混合稀土元素，弥补了铅的弱吸收区，且具有含铅材料所不具备的环保、质轻、超薄、柔软等优势。研发人员还建立了新防护材料与橡胶混炼、压延和硫化的生产工艺。相关技术成果获国家发明专利，并具有自主知识产权。

　　据中国疾控中心辐射防护与核安全医学所的研发人员介绍，含铅材料作为X射线防护用品的材料已沿用了100多年。但从现代科学观点来看，这种材料已不能满足社会和医学发展的需要。研究表明，当X射线光子的能量在（40～80）千电子伏特之间，铅对它们的吸收能力十分弱，在这一能量区为铅的“弱吸收区”。遗憾的是，在这一能量区诊断X射线光子分布最多，且特征峰也正好处于此处。即在最需要射线吸收物质能很好地起到吸收作用的区域，铅却没有很好地发挥吸收作用。为了达到规定的防护指标，只好使用更多的铅进行防护，这正是造成铅防护产品笨重的根本原因。为了克服铅防护用品的诸多缺点，有必要寻找一种新的防护材料，它应当具有更强的吸收X射线能力，还应当具备质轻、无毒、使用寿命长等优点，以开辟医用诊断X射线防护领域的新局面。

　　据主要研发人员魏宗源介绍，屏蔽材料对X射线的屏蔽作用主要通过射线与吸收物质的能量传递，即物质对射线能量的吸收来完成。物质对射线能量的吸收主要通过“康普顿散射”和“光电效应”进行。当射线能量较高时，如高能X射线或者γ射线，“康普顿散射”是吸收射线能量的主要方式；但在射线能量较低的情况下，譬如诊断用X射线，此种吸收在整个能量吸收中仅占较少份额（约10％），而“光电吸收”起到主要作用（约占90％）。“光电效应”吸收X射线是以X射线光子与核外电子相作用为基础进行的。射线粒子打在核外电子上，其能量全部转移给电子，射线粒子被吸收。与此同时，获得能量的电子摆脱原子核的束缚，成为自由电子。然而，自由电子不稳定，它们将回到基态（稳定态），在回复过程中其富裕的能量或以热能形式，或通过能级跃迁以发出次级射线的形式释放。热能对肌体无害，次级射线也因其能量远比原始的X射线低，从而达到防护射线的目的。决定物质通过“光电效应”吸收射线能量能力的主要因素不是吸收物质原子序数的大小，而是吸收物质K层吸收边（即射线粒子将K层电子击出，使其脱离原子核束缚所需的最低能量）的位置。当吸收物质的K层吸收边刚好能覆盖所吸收射线的能量或能谱区，则是用以吸收该种射线的最佳吸收物质。

　　因此，寻找替代铅的新防护材料的合乎逻辑的做法是选择某些元素，其K层吸收边位于（40～88）千电子伏特之间，从而弥补铅的不足，且让这些元素混合在一起共同发挥屏蔽作用。新研制的无铅防护材料就可以满足这些要求。据介绍，这种材料所含射线吸收物质主要是混合稀土元素。它们的K层吸收边从镧的38.9千电子伏特到镥的63.3千电子伏特，均处于最佳吸收区。由于这些元素的k层吸收边在（40～88）千电子伏特内按一定间隔依次排列，其综合效果是相互弥补了单一元素吸收曲线的谷底，达到最佳吸收效果。

　　谈到新防护材料的优势，研发人员认为：一是环保，由于新材料不含铅、钡等重金属元素，避免了这些有毒物质在生产、使用、废弃物排放过程中对人体造成的危害及对环境的污染；二是质轻、柔软，穿戴舒适，易于清洗，在相同的摩尔质量时，由新材料制成的防护产品的重量比铅制品轻30%~40%；三是防护效果显著，新防护材料经中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所国家二级标准实验室（SSDL）检测，各项技术指标符合国家相关标准。结果显示，在质量厚度相同的情况下，新防护材料的屏蔽能力约为铅材料的1.35倍。此外，新防护材料所采用的元素还具有化学稳定性好、对高分子载体材料降解作用低、价格低廉等优点。

《中国医药报》2008年3月4日A7版 链接：我国自主研发的无铅X射线防护材料凸显优势