工业射线探伤的防护

2010-10-20张剑泉

河南化工 2010年12期

关键词：散射体射线屏蔽

张剑泉

(洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012)

工业射线探伤的防护

张剑泉

(洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012)

工业探伤用射线主要有γ射线、X射线两种。对于射线检测人员，应通过时间防护、距离防护以及屏蔽防护等手段，控制外照射的剂量，使其保持在合理的最低水平，不超过国家辐射防护标准规定的剂量当量限值。

工业探伤;射线防护;防护设备

1 前言

工业探伤用射线主要有γ射线、X射线两种，对人体的伤害为射线灼伤，射线辐射损伤主要与射线的种类、能量、辐射剂量、照射方式、照射部位等有关。剂量25拉德以下照射对人体不会产生确定性效应，50拉德以上就可能产生后果。人的腹部、头部、胸部都是受照射危险部位，应注意防护。人体受到射线照射的方式有体外的射线照射(简称外照射)和射线源进入体内而使人体所受到的照射(简称内照射)两种。对于射线检测人员，主要考虑的是外照射的辐射防护，而外照射防护的基本原则是避免或尽量减少来自体外的各种射线对人体的照射时间和照射剂量。

2 辐射防护措施

2.1 时间防护

时间防护的原理是:在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射率不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身安全(仅在非常情况下采用此法)，从而达到防护目的。时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间(缩短人体受照射的时间)。

根据:剂量=剂量率×时间，因此可根据照射率的大小确定容许的受照射时间。

2.2 距离防护

距离防护是外部辐射防护的一种有效方法，采用距离防护的射线基本原理是将辐射源作为点源的情况下，辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比，我们把这种规律称为平方反比定律，即辐射强度随距离的平方成反比变化(在源辐射强度一定的情况下，剂量率或照射量与源的距离平方成反比)。增加射线源与人体之间的距离便可减少剂量率或照射量，或者说在一定距离以外工作，使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，就能保证人身安全。从而达到防护目的。距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。

平方反比定律可用公式说明:

式中:IA，距离A处的射线强度;IB，距离B处的射线强度;FB，射线源到B处的距离;FA，射线源到A处的距离。

该公式说明射线一定时，两点的射线强度，与它们的距离平方成反比，显然，随着距离的增大将迅速减少受辐照的剂量。不过要注意:上述的关系式适用于没有空气或固体材料的点射线源，实际上的射线源都是有一定体积的，并非理想化的点源，而且还必须注意到辐射场中的空气或固体材料会使射线产生散射或吸收，不能忽略辐射源附近的墙壁或其他物体的散射影响，使得在实际应用时应适当地增大距离以确保安全。

2.3 屏蔽防护

屏蔽防护的原理是:射线穿透物质时强度会减弱，一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度，在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物(屏蔽材料)，便可降低辐射水平，使人们在工作时受到的剂量降低至最高允许剂量以下，确保人身安全，达到防护目的。屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。

对于X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙，或者是钡水泥(添加有硫酸钡也称重晶石粉末的水泥)墙。

屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值层(半价层)的概念。在X射线检测中利用的是宽束X射线，表1给出了宽束X射线在铅和混凝土中的近似半价层厚度T1/2和1/10价层厚度T1/10。注意:由于铅板的纯度及纯净度、混凝土的配方以及组织结构上必然存在的差异，因此表中给出的半价层厚度只能作为参考值，在实际应用中必须考虑增加保险量。

表1 强衰减、宽X射线束的近似半价层厚度T1/2和1/10价层厚度T1/10

在屏蔽防护计算中，需要考虑两个方面的因素，即由射线源直接穿过屏蔽物的初级辐射屏蔽，射线在屏蔽物上引起的散射辐射也是需要考虑屏蔽的。

下面结合具体例题予以说明:

①初级X射线屏蔽

首先确定屏蔽透射量，然后根据由实验测量得到的射线减弱曲线求出所需要的屏蔽层厚度。

屏蔽透射量B=PR2/WUT

式中:

B——X射线的屏蔽透射量，R/(mA·min)(在1m处)数值上:1R≈1rem;

P——每周最大容许剂量当量，职业性照射为P=0.1rem/周;放射性工作场所邻近人员P=0.01rem/周;

R——X射线源到操作者的距离，m;

T——居留因子;

W——工作负荷，mA·min/周(指高压通电时间)(即每周的工作负担，在数值上等于每周工作时间与管电流的乘积)。

U——使用因子GB4792－1984《放射卫生防护基本标准》规定放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过5rem，一年365 d共52周，按国家法定工作时间(即扣除周六、日和法定节假日)应为250 d约36周，但为了从严考虑(例如加班)，取50周计算得到0.1rem/周的限值，公众人员个人受到的年剂量当量应低于0.5rem，即为0.1rem/周的限值。如果射线照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时，应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。

全居留T=1(这是表示工作人员在工作场所停留情况的因子，分为全居留、部分居留、偶然居留三种情况。全居留T=1是指经常有人员停留的地方所考虑的因子，适用于控制区，包括控制室、邻近的暗室、工作室、实验室、走廊、休息室和职业性照射人员常规使用的办公室，以及位于射线机房邻近建筑物中用于居留的房屋和商店、办公室、居住区、运动场及其他生产工作场所等;部分居留T=1/4是指有部分时间里有人员停留时考虑的因子，适用于非控制区，例如日常非职业性照射人员所用的公共走廊、公共房间、休息室、娱乐室、电梯、无人管理的停车场等;偶然居留T=1/16是指偶然有人员经过情况下考虑的因子，适用于非控制区，例如公共浴室、楼梯、自动电梯、行人、车辆通道等)。

U是表示射线利用程度的一个因素，分为充分使用、部分使用、不常使用三种情况。充分使用U=1，是指直接承受射线照射，例如透照室内直接受到有效射线束照射的门、墙、天花板、地面、窗口;部分使用U=1/4，是指不直接受到射线照射，例如射线机房内不直接受到有效射线束照射的门、墙、天花板、地面、窗口;不常使用U=1/16，是指基本上不受到有效射线的照射。

②散射X射线的屏蔽

初级X射线照射到物体(这里指屏蔽物)时将有散射X射线发生，我们可以把散射体看作为辐射源，散射X射线照射量的大小一般用距离散射体1m处散射X射线照射量与入射初级X射线照射量之比来表示，它与初级射线的性质、射线源到物体的距离、散射体受初级射线照射的面积和散射角度等许多因素有关。表2给出散射的S值与入射光子能量的关系: