无顶式工业X射线探伤室的屏蔽厚度计算

　　通过对无顶式工业X射线探伤室屏蔽厚度的计算, 为探伤室放射防护工作提供科学依据, 从根本上保障放射工作人员和周围公众的健康与生命安全。根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》及《工业X射线探伤卫生防护标准》等, 对无顶式工业X射线探伤室的屏蔽厚度进行了计算。依据屏蔽厚度计算数值进行放射防护建设, 用检测仪器监测探伤室墙外最大空气比释动能率为1.9中规定的公众处空气比释动能率, 防护效果达到国家标准所规定的要求, 从而验证了这种无顶式工业X射线探伤室屏蔽厚度计算方法的正确性。

　　有顶式工业X射线探伤室的屏蔽厚度计算, 已有很多报道。但无顶式工业X射线探伤室的屏蔽厚度计算, 特别是无顶式工业X射线探伤室建在大车间内时, 无顶式探伤室的屏蔽厚度计算至今在国内未见报道。笔者将根据哈尔滨锅炉厂新建十厂的工业X射线探伤室的设计、评价、检测等实际工作及有关理论和国家标准, 给出一种无顶式工业X射线探伤室的屏蔽厚度计算方法。

　　两个探伤室的平面布局见附图 1, 两个探伤室东、南、西、北墙均采用两层240 mm砖之间填充100 mmSFT防射线材料的结构; 探伤室门和操作室防护门都采用防护效果为6 mm铅当量的推拉式防护门, 并且设有迷宫, 迷宫墙均采用两层240 mm砖之间填充100 mmSFT防射线材料的结构; 操作室为有顶结构, 屋顶厚150 mm混凝土结构, 四周墙高3.5 m。X射线 mm厚铅集束筒, 集束筒喇叭形, 上部为直径Υ130 mm的圆形, 下部为150 mm×300 mm矩形。长度300 mm。

　　探伤室建在车间内一端, 车间屋顶高15 m, 探伤室面积为8 m×26.5 m, 四周墙高3.5 m。X射线探伤机悬挂在探伤室内的小天车上, 可将探伤机移到探伤室内任何处, 被探伤工件平放在距地0.7 m高的架子上, 工件为紧密排列的铁管和铁板。探伤机向下20。~45。角照射排片。探伤机每周工作7.5 h。

　　由于探伤机可向下45°角照射, 探伤机又可在探伤室内各处移动, 探伤室各方向防护墙都可能被直接照射, 因此探伤室各方向的防护墙都为主防护墙, 屏蔽厚度的计算都以有用射线束作为防护计算依据。

　　查《辐射防护技术与管理》[1]附图14, 250 kV的宽束X射线穿过铅时所需防护墙的铅当量为10 mm。考虑2倍安全系数, 加上一个HVT, 查《辐射防护技术与管理》[1]表5-21, 250 kVX射线 mm铅当量。所以, 理论上操作室主防护墙采用11 mm铅当量防护就相当安全。根据建设单位提供的资料, 防护墙采用两层240 mm砖, 之间填充100 mmSFT防射线 mmPb, 依据《辐射防护技术与管理》[1]表5-18可得, 240×2砖约为4 mmPb, 因此墙体的实际设计值为14 mmPb当量, 大于理论计算值, 符合设计要求。

　　探伤室其他三面主防护墙外为公众区域, 根据《工业X射线探伤卫生防护标准》[3](GBZ117-2002), 公众所受剂量限值为2.5μGy/h。公众所受剂量为三个辐射剂量之和, 一是天空回散剂量H回散, 二是车间屋顶散射剂量H顶散, 三是防护墙的漏射剂量H墙漏。

　　工5—X射线m处的空气比释动能率(μGy/h)。D—距X射线m处的空气比释动能率, 查X射线 Gy/h。α—反射系数, 查《γ射线得, 工件(铁)反射系数α=0.00017。F—工件(铁)散射体面积20×40=800(cm2)。d1—距工件散散射点的距离d1=4.5m。h漏5—X射线m处的空气比释动能率(μGy/h)。

　　漏—250 kVX射线机最大漏射空气比释动能率, 由《工业X射线探伤卫生防护标准》[3]知:距X射线 kVX射线机最大漏射空气比释动能率为5 mGy/h。d2—距X射线m。上述参数代入得(8)

　　—屋顶有效反射面积中心距探伤机距离25m。α1—查《NCRPReportNo.51》[6]散射系数为0.02。A—探伤室上方屋顶对墙外10m远参考点的有效散射面积986m2。h工顶—X射线经工件散射到屋顶有效反射面积中心处的空气比释动能率(μGy/h)。h漏顶—X射线机漏射线到屋顶有效反射面积中心处的空气比释动能率(μGy/h)。上述参数代入得(14)2.2.3 探伤室其他三面主防护墙厚度计算将(8)、(14)代入(2)得

　　—束定向因子,U=14。T—居留因子, 公众人员T=116代入(1)式:查《辐射防护技术与管理》[1]附图14, 250 kV的宽束X射线穿过铅时所需防护墙的铅当量为9 mm。考虑2倍安全系数, 加上一个HVT, 查《辐射防护技术与管理》[1

　　表5-21, 250 kVX射线 mm铅当量。所以, 理论上操作室主防护墙采用10 mm铅当量防护就相当安全。根据建设单位提供的资料, 防护墙采用两层240 mm砖, 之间填充100 mmSFT防射线 mmPb, 依据《辐射防护技术与管理》

　　表5-18, 240×2砖约为4 mmPb, 因此墙体的实际设计值为14 mmPb当量, 大于理论计算值, 符合设计要求。

　　X射线散射路径为:X射线机→工件(散射)→主墙散射→迷宫散射→门。根据《NCRPReport No.51》[7]门处的散射空气比释动能率为:(16)

　　[1]张丹枫、赵兰才编著.辐射防护技术与管理·第一卷[M].南宁: 广西民族出版社, 2003.506.