球罐γ射线检测安全距离计算
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球罐γ射线检测安全距离计算
一、前言
γ源射线是球罐工程施工中常用无损检测手段,γ源辐射射线穿过空气时能使空气的分子发生电离,辐射作用于生物体时能造成电离辐射,这种电离作用能够杀伤生物细胞,破坏生物组织,造成生物体的细胞、组织、器官等损伤,引起病理反应,称为辐射生物效应。因此,为保障射线作业人员自身及公众的健康和安全,要求在施工作业前要对γ射线施工作业现场进行γ射线检测安全距离的测定,以确保作业人员及公众不受γ射线电离辐射伤害。本文仅以某项目空分装置中524m3中压氮气球罐γ源射线检测施工为例,对γ射线在施工现场使用的安全性进行探讨。
二、球罐探伤条件及γ射线源选择
1、球罐参数简介
该空分装置524m3中压氮气球罐内直径10000 mm,球壳板材质07MnCrMoVR,球壳名义厚度42mm,属Ⅲ类压力容器;球罐本体球壳板组对对焊缝220米,球罐组焊完毕按要求需对该部分焊缝进行100% 射线探伤检测。该球罐无损检测由某检测有限公司负责施工,现场采用γ射线全景曝光技术透照(返修位置使用χ射线透照)。
2、γ射线源选择及使用时间
γ射线源选用铱192,2007年7月20日测量活度为:120.2±2居里;铱192射线源使用时间为2007年7月21日至2007年7月25日。
三、γ射线防护区域划分
1、γ射线源放置在球罐中心,进行γ射线全景曝光;进行探伤作业前,必须先将工作场所划分为控制区和监督区2个安全防护区,安全防护区要放置警戒灯,有专业人员警戒监护。
2、监督区位于控制区外,允许有关人员在此区活动,培训人员或探访者也可进入该区域。其边界外空气比释动能率应不大于2.5μGy·h-1,边界处应有"当心,电离辐射"警示标识,公众不得进入该区域。
3、控制区专业人员控制范围,只允许专业探伤作业操作人员在此区活动,边界外空气比释动能率应不大于40μGy·h-1。在其边界必须悬挂清晰可见的"禁止进入放射性工作场所"警示标识。未经许可人员不得进入该范围。
四、控制区、监督区的距离计算
1、控制区、监督区的距离计算公式为:
A·Kr 1 1/2
Rx=·
2δ/Th P
符号说明:
Rx-安全距离(cm)
A-射源活度(Bq):
Kr-Ir192放射常数:32.9×10-12 C·cm2/h·Kg·Bq
δ-透照厚度(cm)
-半值层(cm)
T
h
P-监督区边界剂量(边界外空气比释动能率)
对照表
铱192透照厚度-n T
h
2、监督区距离计算:
1 Ci =3.7×1010Bq
A-射源活度(Bq)=120.2Ci=120.2×3.7×1010 =4.45×1012 Bq
Kr-Ir192放射常数:32.9×10-12 C·cm2/h·Kg·Bq
δ-透照厚度(cm):4.2
-半值层(cm):1.03
T
h
P-监督区边界剂量(边界外空气比释动能率): 2.5×10-6Gy·h-1=2.5μGy·h-1
1μGy·h-1 =1.0×10-6Gy·h-1
1Gy =100R
1R=2.58×10-4C/kg
2.5μGy·h-1 =2.5×1.0×10-6Gy·h-1 =2.5×100R×1.0×10-6 ·h-1×2.58×10-4C/kg·R
2.5μGy·h-1 =2.5×2.58×10-8 C /Kg·h=6.45×10-8 C /Kg·h
P-监督区边界剂量: 2.5μGy·h-1 =6.45×10-8 C /Kg·h
代入公式计算得:
4.45×1012×32.9×10-12 1 1/2
Rx=·
24.2/1.03 6.45×10-8
Rx==1.1911×104(cm)=119.11(m) (监督区)
3、控制区距离计算:
P-控制区边界剂量: 40μGy·h-1 =40×2.58×10-8 C /Kg·h
40μGy·h-1 =40×1.0×10-6Gy·h-1 =40×100R×1.0×10-6 ·h-1×2.58×10-4C/kg·R 40μGy·h-1 =40×2.58×10-8 C /Kg·h=1.032×10-6 C /Kg·h
代入公式计算得:
4.45×1012×32.9×10-12 1 1/2
Rx=·
24.2/1.03 1.032×10-6
Rx==2.977×103(cm)=29.77(m) (控制区)
4、现场按照计算得监督区、控制区距离进行防护区设置,在γ射线源作业时,分别在监督区距离用射线报警器测量,结果监督区边界剂量(边界外空气比释动能率)符合要求。
五、结论
γ射线源射线检测时经过计算确定监督区、控制区安全防护范围并进行必要的防护,是能够达到避免人员伤害及保证安全防护范围外(监督区外)人员的正常施工、生产的。
参考文献:
1.SY/T0455-2004 球形储罐γ射线全景曝光检测标准2.某乙炔工程岛项目空分装置524m3球罐
γ源射线探伤施工方案
3. GBZ132-2002工业γ射线探伤卫生防护标准