某公司X射線探傷室輻射防護屏蔽計算

摘 要:為防止工業X射線探傷作業過程中對探傷操作人員及不接觸射線工作人員(公眾)造成不必要的照射，針對具體項目情況闡述輻射防護屏蔽設計及計算，從探傷室的平面布局、排風、電纜走線等不同側面構筑了探傷室完整的防護體系。本文以新建X射線探傷室輻射防護設計為主要內容并結合項目情況具體分析。

關鍵詞:輻射防護探傷室屏蔽厚度

中圖分類號:TL75文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0104-01

1 項目概況

某公司擬建一座X射線探傷室，并購置2臺X射線探傷機(型號分別為定向2005型和周向2505型)，用于對壓力容器進行無損檢測，提高產品的質量與生產安全。

2 新建探傷室的設計平面布局

X射線探傷室的設計應依據《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》GB18871-2002[1]、《工業X射線探傷衛生防護標準》GBZ117-2006[2]進行設計，探傷室占地面積為229.71m2。X射線探傷室由曝光室、操作室、暗室、評片室組成。操作室通過迷道和鉛防護門與曝光室相連通，排風系統設于曝光室東南角，U型布置，遠離工件門，可及時將探傷工作過程中產生的有害氣體排出室外，同時，探傷室還設置了門機聯鎖、攝像頭、緊急停止按鈕(4個)等，確保探傷工作時不會對工作人員及公眾造成輻射影響。

3 輻射防護屏蔽計算

使用X射線探傷機進行工作時，本項目需使用電壓為最大為250kV，電流為5mA的周向探傷機作為該探傷室設計的基礎。計算公式如下[3][4]:

(1)防護墻與工件門的屏蔽

式中:為X射線透射率R·mA-1·min-1(在1米處)數值上:1R≈1rem;為關注點處周控制劑量當量率，本次計算取;為X射線管焦點至東、南、西、北四面墻外參考點的最短距3m、2m、3m、2m;為居留因子(無量綱)，;為束定向因子(無量綱)，;為有效工作負荷=5(d)×1(h)×60(min)×5(mA)=1500mA·min/wk;考慮二倍的安全系數，在計算結果的基礎上再加上一個半值層的防護厚度(混凝土2.8cm)。

(2)頂棚的屏蔽

式中:--最大容許劑量當量率;--輻射源到屋頂上方約2m左右的距離;--安全系數;--1m處吸收劑量指數率;--輻射源于屏蔽墻所張的仰角(立體角)，單位為球面度。

⑶人員進出門屏蔽

①漏射線計算，計算公式如下:

式中:--距X射線管1m處漏射線空氣比釋動能率的控制值;K1漏<5.0mGy/h=5.0×5×4 mGy/wk=100mGy/wk;取100 mGy/wk;--X射線管焦點至各參考點的距離:到人員進出門為2.0m;--十倍的衰減厚度;--為劑量限值，各方向均取0.1mSv/wk。

②散射線計算，計算公式如下:

式中:與漏射線核實計算取值相同;--探傷件中心至參考點的距離，到人員進出門為2.0m;--束定向因子(無量綱)，;--居留因子(無量綱)，;--X射線透射率mSv·mA-1·min-1;--有效工作負荷，1500mA·min/wk。

4 計算結果

根據計算結果查X射線透射率曲線表得出探傷室各屏蔽體厚度，計算結果見表1。

5 結語

按著周向2505型X射線探傷機進行計算，得出屏蔽透射量后，在X射線減弱曲線圖上查出相應管電壓的探傷機所要求的屏蔽厚度(鉛板或混凝土墻)，考慮兩倍的安全系數再加一個半值層厚度，結果即為X射線探傷室各墻體及頂棚的理論計算厚度。若按著此厚度設計探傷室，探傷室建成后不會對周圍環境造成輻射影響，其輻射防護和安全管理措施符合要求，從環保角度論證，故該項目是可行的。

參考文獻

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局.電離輻射防護與輻射源安全基本標準(GB18871-2002)[S].2002.

[2]國家技術監督局.工業X射線探傷放射衛生防護標準(GBZ117-2006)[S].2006.

[3]羅順忠.核技術應用[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社，2009.

[4]陳萬金，陳燕俐，蔡捷.輻射及其安全防護技術[M].北京:化學工業出版社，2006.