辐射防护

对于改进射线探伤辐射防护问题的探讨 

来源:辐射防护 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-15

近年来工业制造领域飞速发展,在无损检测方面,X射线探伤得到大力推广,比如压力容器以及铸造部件等。采用X射线探伤,可以实现对产品内部的高分辨探测,并有助于产品质量的提升。有效应用X射线,能为人们创造较大的利益,比如在工业探伤领域。但是在实际应用中,若使用不当,或者没有做好防护工作,将会产生巨大的危害。

一、X射线探伤原理

X射线探伤,主要是利用硬X射线(能量高于5keV)的高穿透能力。X射线吸收机制主要遵循比尔-朗伯定律,其中衰减系数与波长、材料密度以及厚度有关。X射线具探伤机基于材料不同部位透过X射线光子数的不同,在探测器上得到图像。借助于射线照相,可以展现被检测物的缺陷,比如铸件以及接件等,进而对产品的相关缺陷进行确定,从而保证产品质量。

二、基于探伤室辐射防护,有关的问题及改进建议

(一)屏蔽墙厚度问题及改进建议

在探伤室中,对于屏蔽墙厚度的设计以及建造,主要是依据探伤室内X光机功率的情况,通常来讲,对于辐射防护要求以及防护墙厚度是可以满足的。实际上,有的探伤室在对探伤机进行更换时,更换了功率较大的探伤机,在完成替换之后,对于原有的探伤室并没有对其防护墙进行改造及更新,在开展探伤作业时,就利用之前的探伤室。在探伤室辐射剂量方面,在离屏蔽墙30厘米的地方,应小于每小时2.5μGy。举个例子,我们可以对探伤室附近操作人员的辐射剂量进行估算,其年辐射剂量是:根据探伤机年工作时间,来对操作人员年剂量进行估算,若年开机时间是500个小时,居留因子为1,在辐射剂量率方面,以每小时20μGy来进行估算的,则在所接受的计量中,有效剂量为10mSv。按照有关规定,对于照射工作人员而言,在公众剂量约束值上,应取0.25mSv/a,在剂量约束值方面,应取5mSv/a。由此可以得知,相比于剂量约束值,年有效剂量较大,这是不符合规定的。可供参考的解决办法是:基于探伤室辐射环境,依据监测结果,针对原有的屏蔽墙,对其实施防辐射涂料处理,将PS防辐射涂料涂抹在屏蔽墙上,涂抹厚度为100毫米较佳,这相当于5毫米铅当量。在通过监测之后得知,在该探伤室屏蔽墙30厘米处,辐射剂量介于每小时0.2μGy至每小时0.4μGy之间,与标准限值是符合的。年有效剂量为0.2mSv,与标准的剂量约束值是相符的。

(二)重叠宽度问题及改进建议

针对防护门周围的辐射剂量率,为确保其符合标准限值的要求,也就是每小时2.5μGy,因此基于屏蔽墙和防护门,两者之间的重叠宽度应大于两者之间缝隙的十倍。针对探伤室防护门,在辐射剂量率方面,根据有的监测结果来算,在有的探伤室中,对于屏蔽室以及防护门而言,两者之间的缝隙较大,而且两者的重叠厚度存在不足,在此情况下,对防护门四周的辐射剂量率进行监测,监测值大于每小时25μGy,相比于标准限制数,约大于10倍,这不仅会对附近环境造成辐射,而且也能威胁到人们的健康。可供参考的解决办法是:若防护门存在问题,需结合具体情况,针对屏蔽墙以及防护门,适当调整两者之间的距离。比如,针对某探伤室防护门,在其距离方面,将之前的5厘米调整成1.5厘米,通过这样的调整,可促使重叠宽度达到十倍左右,在经过监测之后得知,防护门周围的辐射剂量,介于每小时0.2μGy至每小时0.5μGy之间,与标准限值是相符的。

(三)沉入地面问题及改进建议

针对探伤室,通过有关调查得知,部分探伤室的防护门并没有沉入地面,实际上,其与地面是平齐的,在此情况下,对于该防护门与地面而言,两者之间会存在一定的缝隙,在辐射剂量率方面,致使防护门下部超过标准。基于没有沉入地面的探伤室,对其辐射剂量率进行监测,得出实际监测结果,辐射剂量率介于每小时30μGy至每小时100μGy之间,针对沉入地下20厘米的防护门,对其辐射剂量率进行监测,结果显示其值介于每小时0.2μGy至每小时10之间。由此可以得知,基于防护门下部,为确保其辐射剂量率达到标准限值要求,相对于地面,防护门应沉入地下20厘米左右。

(四)通风换气口设置问题及改进建议

为确保辐射防护效果,基于探伤室屏蔽墙,通常不可设置通风换气口,若设置了通风换气口,将会对周围环境造成辐射影响。现如今,在有的探伤室中,设置了通风口,设置高度通常大于3米,而且对于所产生的X射线,都在通风换气口处,并没有采取有效的防护措施。针对探伤室附近环境,漏射线通常源于通风口。可供参考的解决办法是:在通风口安装百叶铅板,并且在探伤作业时,关闭百叶铅板。

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