【正文】 工業(yè)射線探傷安全與防護 2023年 11月 15日 程曉波 主要內容 ? 輻射防護基礎 ? 工業(yè)射線探傷輻射設備 ? 工業(yè)射線探傷的輻射安全與防護 ? 工業(yè)射線探傷事故案例及經(jīng)驗教訓 輻射防護基礎 電離輻射來源 天然電離輻射 ? 宇宙射線 ? 宇生放射性核素 3H, 14C, 7Be， 22Na 等 ? 陸生放射性核素 3個放射系 長壽命核素 40K 等。 ? 人工放射性核素 137Cs, 90Sr, 131I， 60Co ? 射線裝置 X 射線機，加速器，中子發(fā)生器 等 基本概念 ? 原子核自發(fā)地放射各種射線的現(xiàn)象，稱為 放射性 。 ? 射線種類 ： α 射線、 β 射線、 γ 射線、中子射線 ? 一定量的放射性核素在一個很短的時間間隔內發(fā)生的核衰變數(shù)除以該時間間隔叫做 放射性活度 ，通常用 A表示。 ? 在國際單位制中 ,放射性的單位為貝可勒爾 ,簡稱 貝可 ，符號 Bq。 ? 1Bq = 1 次衰變 /秒 ? 早期的放射性單位叫 居里 (Ci) ? 1Ci = 1010 Bq 比釋動能 （照射量） Gy (J/kg) 不帶電電離粒子與物質相互作用時，在單位質量的物質中產生的帶電電離粒子的初始動能動能的總和。 ? 吸收劑量 當電離輻射與物質相互作用時，用來表示單位質量的受照物質吸收電離輻射能量大小的物理量（ Gy： J/Kg）。 ? 劑量當量 ? 組織中的某處的吸收劑量與品質因數(shù)的乘積，單位為（ Sv： J/Kg） 工業(yè)射線探傷輻射設備 ? X射線機 ? γ射線機 ? 爬行器 ? 加速器 工業(yè)射線探傷輻射設備 ? X射線機 X射線機 ? 分類： ? 便攜式 ? 移動式 ? 固定式 ? 周向機（ XXH）和定向機（ XXQ） X射線機 ? 某公司使用的定向機 γ射線機 γ射線機 ? 在《 工業(yè) γ射線探傷放射防護標準 》（ GBZ1322023）、《 γ射線探傷機 》（ GB/T 140582023)將 γ射線機分為三種類型：手提式、移動式、固定式。 γ射線源 60Co 192Ir 75Se 170Tm 主要能量 /MeV , 、 、 、 、 半衰期 74d 120d 128d 空氣比釋動能率常數(shù)/m2 Gy Bq1 s1 1017 1017 1017 1019 等效能量 400KeV 217keV 84kV 適宜厚度（ mm） 40～ 200 20～ 100 10～ 40 ﹤ 5 工業(yè)探傷中使用的 γ射線機的放射源主要是人工放射性同位素 60Co、 192Ir、 75Se、170Tm。 爬行器 直線加速器 輻射安全與防護 空氣比釋動能率的計算 ? 放射源放射性活度為 A，距源距離為 a時的 空氣比釋動能率 為： 2aAK kN???KN 距放射源距離為 a時該點的最高空氣比釋動能率， mGy/h； a 放射源的最大放射性活度， GBq。 防護層厚度的計算 GkKaAd???? ?2ln1? μ：線性衰減系數(shù)： cm1。 KG： 距離放射源為 a的最高允許空氣比釋動能率， mGy/h。 線性衰變系數(shù) 材料 線衰減系數(shù) μ/cm1 60Co 192Ir 鉛 鉛玻璃 鐵 一般混凝土 重晶石混凝土 γ射線探傷防護區(qū)的確定 ? 半值層厚 ? 半值層厚 ：指輻射水平降至一半的屏蔽層厚度，常見的有半值層和十分之一值層（相當于 ）。 屏蔽材料 不同放放射源的半值層厚（ HVL） /mm 60Co 192Ir 鋁 70 50 混凝土 62 50 鋼 24 14 鉛 12 3 鎢 10 鈾 7 輻射有衰減時控制區(qū)的計算因子 半值層數(shù) 計算因子（ a) 1 2 3 4 5 8 10 12 控制區(qū)邊緣劑量率為40μSv/h時的數(shù)據(jù)。 控制區(qū)的計算 ? 根據(jù)工業(yè) γ射線探傷放射防護標準》（ GBZ1322023）， 控制區(qū)邊緣的空氣比釋動能率為 15μSv/h，因此控制區(qū)的距離為： L1= 控制區(qū)計算舉例 ? 使用 192Ir放射源，活度為 1012Bq，源容器為鎢制，壁厚 25mm，檢測對象為28mm厚的鋼結構，計算三種控制區(qū)的范圍。 控制區(qū)計算結果 ? 第一個控制區(qū) ，沒有屏蔽，因此其半值層數(shù)為 ，對應因子為 a1=90m L1=*a1= ? 第二個控制區(qū) ，對應的材料為結構鋼，壁厚為 28mm，因此 L2 對應半值層數(shù)為 2，對應的因子為 ，因此 L2=*= 控制區(qū)計算結果 ? 第三個控制區(qū) 對應的材料為源容器壁，材料為鎢鋼，壁厚為 25mm，半值層數(shù)為 10，對應因子為 ： L3=*= 實際工作中的要求 ? 控制區(qū)的最后確定要以 檢測結果 而定，在開始照射前，應在上述距離上設置放射性警告標志，控制人員進入。 監(jiān)督區(qū)的確定 2aAK kN??? a2 *KN=常數(shù) 監(jiān)控控監(jiān)KaKa22 ??監(jiān)督區(qū)的距離 146 .7*15K aKL221 ?????監(jiān)控控監(jiān) 73. 35*15KaKL 222222 ?????監(jiān)控控監(jiān) 3*15KaKL 232333 ?????監(jiān)控控監(jiān)以上控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)的的計算是理論上的，實際應用要根據(jù)實際測量確定。 對 5mm鋼板探傷時控制區(qū)和管理區(qū)的防護距離（ m） * 100kV 150kV 200kV 250kV 控制區(qū) 管理區(qū) 控制區(qū) 管理區(qū) 控制區(qū) 管理區(qū) 控制區(qū) 管理區(qū) 透射線 0176。 前散射線 30176。 45176。 60176。 90176。 后散射線 120176。 135176。 150176。 180176。 注： *沒有計入空氣對 X射線的衰減。 實際工作中的要求 ? 現(xiàn)場探傷時， ? 場所不是固定， ? 現(xiàn)場的防護措施不齊備， ? 容易造成工作人員和公眾的超劑量照射， ? 在探傷前必須根據(jù)作業(yè)條件明確劃分出控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，并且在各自的邊界上設置電離輻射警示標志。 γ射線探傷機的放射防護性能要求 工業(yè)探傷中使用的 γ射線機的 放射源 主要是人工放射性同位素 60Co、 192Ir、 75Se、 170Tm。 ? 按照要求對 放射源編碼 ，并將放射源編碼卡固定在探傷裝置明顯位置，更換放射源時，編碼卡也隨之更換，確保編碼卡與放射源一一對應。 ? γ探傷源一般在使用該核素的 3~5個半衰期以后就要更換。換源時應得到