论文部分内容阅读
【摘 要】为了了解锅炉容器生产过程中利用X射线探伤机对环境辐射情况和对人员剂量的影响，对新疆境内锅炉容器工业探伤过程中采用国家规定的技术规范和方法进行现场测量和分析。对辐射探伤室周围辐射防护情况进行研究，对探伤工作的人员辐射剂量防护提供技术依据。
【关键词】工业；探伤；测量；辐射剂量防护；依据
工业X射线探伤机是对工业金属焊接过程中，对锅炉容器金属焊缝进行无损检测，以保证产品质量和安全生产。同时利用建设X射线探伤室，对探伤室进行辐射防护，从而达到对辐射探伤操作人员的保护。为了做好锅炉容器探伤室的防护，有必要对防护要求进行研究，并提出建议。
一、锅炉探伤在探伤室中国家标准要求
《工业X射线探伤卫生防护标准》（GBZ117-2006）4.1.1 中规定“探伤室的设置应充分考虑周围的放射安全，操作室应与探伤室分开并避开有用线束照射的方向。”4.1.2中规定“屏蔽设计应充分考虑有用线束照射的方向和范围、装置的工作负荷及室外情况。在进行屏蔽墙设计时可取公众剂量约束值0.3mSv/a，并要求探伤室屏蔽墙外30cm处空气比释动能率不大于2.5μGy/h。”目前新疆境内所有的锅炉容器检测探伤室均按照此标准要求进行建造和环保验收，对人员的照射水平剂量限值在《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中有规定，职业照射剂量约束目标值为5 mSv/a。
二、在锅炉容器检测过程中的辐射环境影响和危害
由X射线探伤机的工作原理，X射线是随机器的开、关而产生和消失。锅炉中使用的X射线探伤机只有在开机并处于出线状态时才会发出X射线。在开机期间，X射线经漏射、透射对作业场所及周围环境产生影响，是主要污染因子。
近年来，新疆锅炉容器制造企业均采用X射线探伤机进行焊缝检测，一般设备操作在封闭的探伤室中，在实际工作中，可能存在一些防护问题：X射线探伤室防护不到位，造成辐射污染，门-机联锁失效，致使铅防护门未完全关闭，X射线泄漏到探伤室外面。工作人员误入探伤室，使其受到额外的照射。其中探伤室防护门、防护墙防护不当造成辐射污染和人员受照射是最主要的问题。
三、工业探伤机中辐射防护理论计算
为计算选取新疆某锅炉厂探伤室进行类比分析。
计算公式及参数选取，根据《放射物理与防护》中“屏蔽厚度的确定方法”，可查透射量图得X射线初级防护混凝土屏蔽墙的厚度。
B： 最大允许透射量，mSv·m2·mA-1·min-1；
P： 周剂量限值。根据《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ117-2006），可取周剂量限值为
；
d： 参考点到焦点的距离，模拟采用的探伤室为13.0m×4.0m×3.5m设计，取探伤机位于离各侧墙体1/3的位置，到墙外最小距离为2.23m；到防护门外最小距离为5.33m；到顶棚外最小距离为1.92m。
WUT：有效工作负荷。其中，W为周工作负荷（It），U为利用因子，墙壁及防护门取1，顶棚取1/16；T为居留因子，防护门及墙体外为1，顶棚上方为1/16。
采取X射线探伤机最大管电压300KV为参考条件，计算该管电压下的宽束X射线对混凝土及铅板的透射系数，结果见下表1。
计算得到探伤室屏蔽情况：屏蔽墙体厚度为530mm砖混墙，天棚厚度为310mm混凝土，工作人员出入门为17mm厚铅板，工件门为17mm厚铅板。
四、监测情况分析
选取目前常使用的探伤机型号功率最大的XXG—3005型X射线探伤机，管电压为300kV，监测结果：操作位：398nGy/h ，防护门上缝：560nGy/h ，墙体：78—95nGy/h ，探伤室房顶：85Gy/h，环境本底：85nGy/h。
五、符合性分析及结论建议
（一）职业人员因操作仪器所致的年附加有效剂量当量计算
E=∑Wr ·HT=∑WT·∑Wr·D=∑WT·∑Wr··T
其中：
E----有效剂量 （Sv/a）
HT----组织或器官接受的当量剂量（Sv/a）
WT----组织或器官接受组织权重因子，对全身取1。
Wr----辐射权重因子，对X、γ射线取1。
----X、γ 致空气吸收剂量率（Gy/h）
T-----年受照时间（h/a）
参数选择：
为实际测量值减去该地区的环境本底值后的数值，T为工作人员一年内所接受的照射时间。
新疆某锅炉容器制造有限公司X射线探伤机使用情况为：通常工作人员的年工作时间为：探伤机每年拍片1700张，每次出束时间为3分钟。根据最大辐射剂量为398 nSv/h，环境本底值为84 nSv/h，全年出束时间150h。
职业人员所受的年附加有效剂量当量以最大剂量估算：
150×（398-84）/10002=4.71×10-2 mSv/a。
以上计算结果显示： X射线探伤机的作业人员所接受的年附加有效剂量当量范围为4.71×10-2 mSv/a。均低于职业人员剂量约束值5 mSv/a。
（二）结论分析
本项目的主要污染因子是X射线，X射线主要通过曝光室各侧防护墙、铅防护门屏蔽缝隙中散漏。根据探伤室屏蔽能力的现场监测可知，该探伤室防护墙现浇混凝土，防护门为铅板制，参数采用理论计算得到。测量结果显示该探伤室的屏蔽能力能符合《工业X射线探伤卫生防护标准》（GBZ117-2006）的要求，因此目前可以判定理论防护计算能够满足实际防护要求，同时根据辐射防护剂量估算，正常情况下，从事辐射操作的工作人员和公众成员受到的附加辐射照射，符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中关于“剂量限值”的要求。
（三）建议
1、探伤室要定期检查安全门的防护联锁装置及其它防护设施，发现问题及时解决，杜绝辐照事故的发生。
2、探伤机不同方向上在射线正向的值远高于背向的值，因此，探伤机射线方向应选择在工作人员操作室背向方向操作，以减少射线对人员身体的损伤。
参考文献：
[1]中国标准出版社.工业X射线探伤放射卫生防护标准GBZ117-2006[S]
[2]中国标准出版社.电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002[S]
[3]方杰.辐射防护导论[M].中国原子能出版社， 1988.7；112-114，350
作者简介：
辛强，男，（1983），石河子大学本科学历，环境影响评价上岗证登记人员，2006年参加工作，一直在新疆辐射环境监督站从事辐射环境监察、监测、技术咨询工作。
【关键词】工业；探伤；测量；辐射剂量防护；依据
工业X射线探伤机是对工业金属焊接过程中，对锅炉容器金属焊缝进行无损检测，以保证产品质量和安全生产。同时利用建设X射线探伤室，对探伤室进行辐射防护，从而达到对辐射探伤操作人员的保护。为了做好锅炉容器探伤室的防护，有必要对防护要求进行研究，并提出建议。
一、锅炉探伤在探伤室中国家标准要求
《工业X射线探伤卫生防护标准》（GBZ117-2006）4.1.1 中规定“探伤室的设置应充分考虑周围的放射安全，操作室应与探伤室分开并避开有用线束照射的方向。”4.1.2中规定“屏蔽设计应充分考虑有用线束照射的方向和范围、装置的工作负荷及室外情况。在进行屏蔽墙设计时可取公众剂量约束值0.3mSv/a，并要求探伤室屏蔽墙外30cm处空气比释动能率不大于2.5μGy/h。”目前新疆境内所有的锅炉容器检测探伤室均按照此标准要求进行建造和环保验收，对人员的照射水平剂量限值在《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中有规定，职业照射剂量约束目标值为5 mSv/a。
二、在锅炉容器检测过程中的辐射环境影响和危害
由X射线探伤机的工作原理，X射线是随机器的开、关而产生和消失。锅炉中使用的X射线探伤机只有在开机并处于出线状态时才会发出X射线。在开机期间，X射线经漏射、透射对作业场所及周围环境产生影响，是主要污染因子。
近年来，新疆锅炉容器制造企业均采用X射线探伤机进行焊缝检测，一般设备操作在封闭的探伤室中，在实际工作中，可能存在一些防护问题：X射线探伤室防护不到位，造成辐射污染，门-机联锁失效，致使铅防护门未完全关闭，X射线泄漏到探伤室外面。工作人员误入探伤室，使其受到额外的照射。其中探伤室防护门、防护墙防护不当造成辐射污染和人员受照射是最主要的问题。
三、工业探伤机中辐射防护理论计算
为计算选取新疆某锅炉厂探伤室进行类比分析。
计算公式及参数选取，根据《放射物理与防护》中“屏蔽厚度的确定方法”，可查透射量图得X射线初级防护混凝土屏蔽墙的厚度。
B： 最大允许透射量，mSv·m2·mA-1·min-1；
P： 周剂量限值。根据《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ117-2006），可取周剂量限值为
；
d： 参考点到焦点的距离，模拟采用的探伤室为13.0m×4.0m×3.5m设计，取探伤机位于离各侧墙体1/3的位置，到墙外最小距离为2.23m；到防护门外最小距离为5.33m；到顶棚外最小距离为1.92m。
WUT：有效工作负荷。其中，W为周工作负荷（It），U为利用因子，墙壁及防护门取1，顶棚取1/16；T为居留因子，防护门及墙体外为1，顶棚上方为1/16。
采取X射线探伤机最大管电压300KV为参考条件，计算该管电压下的宽束X射线对混凝土及铅板的透射系数，结果见下表1。
计算得到探伤室屏蔽情况：屏蔽墙体厚度为530mm砖混墙，天棚厚度为310mm混凝土，工作人员出入门为17mm厚铅板，工件门为17mm厚铅板。
四、监测情况分析
选取目前常使用的探伤机型号功率最大的XXG—3005型X射线探伤机，管电压为300kV，监测结果：操作位：398nGy/h ，防护门上缝：560nGy/h ，墙体：78—95nGy/h ，探伤室房顶：85Gy/h，环境本底：85nGy/h。
五、符合性分析及结论建议
（一）职业人员因操作仪器所致的年附加有效剂量当量计算
E=∑Wr ·HT=∑WT·∑Wr·D=∑WT·∑Wr··T
其中：
E----有效剂量 （Sv/a）
HT----组织或器官接受的当量剂量（Sv/a）
WT----组织或器官接受组织权重因子，对全身取1。
Wr----辐射权重因子，对X、γ射线取1。
----X、γ 致空气吸收剂量率（Gy/h）
T-----年受照时间（h/a）
参数选择：
为实际测量值减去该地区的环境本底值后的数值，T为工作人员一年内所接受的照射时间。
新疆某锅炉容器制造有限公司X射线探伤机使用情况为：通常工作人员的年工作时间为：探伤机每年拍片1700张，每次出束时间为3分钟。根据最大辐射剂量为398 nSv/h，环境本底值为84 nSv/h，全年出束时间150h。
职业人员所受的年附加有效剂量当量以最大剂量估算：
150×（398-84）/10002=4.71×10-2 mSv/a。
以上计算结果显示： X射线探伤机的作业人员所接受的年附加有效剂量当量范围为4.71×10-2 mSv/a。均低于职业人员剂量约束值5 mSv/a。
（二）结论分析
本项目的主要污染因子是X射线，X射线主要通过曝光室各侧防护墙、铅防护门屏蔽缝隙中散漏。根据探伤室屏蔽能力的现场监测可知，该探伤室防护墙现浇混凝土，防护门为铅板制，参数采用理论计算得到。测量结果显示该探伤室的屏蔽能力能符合《工业X射线探伤卫生防护标准》（GBZ117-2006）的要求，因此目前可以判定理论防护计算能够满足实际防护要求，同时根据辐射防护剂量估算，正常情况下，从事辐射操作的工作人员和公众成员受到的附加辐射照射，符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中关于“剂量限值”的要求。
（三）建议
1、探伤室要定期检查安全门的防护联锁装置及其它防护设施，发现问题及时解决，杜绝辐照事故的发生。
2、探伤机不同方向上在射线正向的值远高于背向的值，因此，探伤机射线方向应选择在工作人员操作室背向方向操作，以减少射线对人员身体的损伤。
参考文献：
[1]中国标准出版社.工业X射线探伤放射卫生防护标准GBZ117-2006[S]
[2]中国标准出版社.电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002[S]
[3]方杰.辐射防护导论[M].中国原子能出版社， 1988.7；112-114，350
作者简介：
辛强，男，（1983），石河子大学本科学历，环境影响评价上岗证登记人员，2006年参加工作，一直在新疆辐射环境监督站从事辐射环境监察、监测、技术咨询工作。