X—射线探伤室的屏蔽设计计算.docx
X射线探伤室辐射屏蔽方法、γ射线移动式探伤控制区距离估算、应急预案部分资料
附 录 A （资料性附录）X 射线探伤室的辐射屏蔽方法A.1 探伤室屏蔽要求A.1.1 探伤室辐射屏蔽的剂量参考控制水平A.1.1.1 探伤室墙和入口门外周围剂量当量率（以下简称剂量率）和每周周围剂量当量（以下简称周剂量）应满足下列要求：a) 周剂量参考控制水平（c H ）和导出剂量率参考控制水平（d c,•H ）： 1) 关注点的周剂量参考控制水平cH 如下：对职业工作人员工作区域：c H ≤100μSv/周； 对公众区域：c H ≤5μSv/周。
2) 相应c H 的导出剂量率参考控制水平d c,•H 按式（A.1）计算：)T U t /(H H ⋅⋅=•c d c,................................. (A.1) 式中：d c,•H ——导出剂量率参考控制水平，单位为微希沃特每小时（μSv/h ）；c H ——周剂量参考控制水平，单位为微希沃特每周（μSv/周）；t ——探伤机周照射时间，单位为小时每周（h/周），按式(A.2)计算；U ——探伤机向关注点方向照射的使用因子；T ——人员在相应关注点驻留的居留因子，不同场所与环境条件下的居留因子见表A.1。
IWt ⋅=60 ...................................... (A.2) 式中：W ——X 射线探伤的周工作负荷（平均每周X 射线探伤照射的累积“mA •min ”值），mA •min/周；60——小时与分钟的换算系数，单位为分每小时（min/h ）；I ——X 射线探伤机在最高管电压下的常用最大管电流，单位为毫安（mA ）。
表A.1 不同场所与环境条件下的居留因子b) 关注点最高剂量率参考控制水平max c,•H ：max c,•H ＝2.5μSv/hc) 关注点剂量率参考控制水平c •H ：c •H 为上述a ）中的d c,•H 和b)中的x H ma c,•二者的较小值。
屏蔽计算资料
屏蔽计算资料: 一、X射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价4.4.1评价方法.1屏蔽评价原则（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。
（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。
（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。
.2辐射屏蔽的计算方法（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）按下式计算最大允许透射量B pp 2B=H×dW×T×U（1）式中：B p——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;H——周剂量约束值，mSv·wk-1;d——焦点至计算点的距离，m；W——周工作负荷，mA·min·wk-1；U——使用因子；T——居留因子。
计算出B p后，取负对数（-logB p），得出相应1/10值(TVT)层厚度个数N TVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。
《放射物理与防护》（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）散射X 射线的透射量B s 按下式计算： B s =H ·(d 1d 2)2/(αWAT) （2） 式中 ：B s ——屏蔽墙最大允许透射量，mSv ·mA -1·min -1; H ——周剂量约束值，mSv ·wk -1;d 1——电子靶到散射表面的最近距离，m ； d 2——散射点至计算点的距离，m ； α——反散射因子， 90°散射角可取0.07%； A ——散射表面面积，m 2;W 、T 、H 的含义与公式（1）相同。
《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》(GBZT250-2014)第
算：
B
6
1.2 104
2.32 5 11.3
50
3.8 105
查表 2，300 kV X 射线 90°散射辐射相应的 X 射线为 200 kV，查附录 B 表 B.2 200 kV X 射线在铅中的什值层为 1.4 mm，然后按式（6）计算所需铅厚度：
X 1.4 lg(3.8 105 ) 6.2 mm 修改为： C.1.2.3 西墙（泄漏辐射和散射辐射复合）屏蔽估算示 例： a）按 4.2 方法估算：
X 1.4 lg(5.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ105 ) 6.0 mm
2) 散射辐射：
在未获得厂家给出的输出量，散射辐射屏蔽估算选取表 中各 kV 下输出量的较大值保守估计。查表 B.1，300 kV 管电压输出量较大值为 20.9 mGy·m2/（mA·min）。根 据式（10）计算：
B 1.2 2.32 50 5.1105 6 104 5 20.9
查表 2，300 kV X 射线 90°散射辐射相应的 X 射线为 200 kV，查附录 B 表 B.2 200 kV X 射线在铅中的什值 层为 1.4 mm，然后按式（6）计算所需铅厚度：
《工业 X 射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T 250 -2014） 第 1 号修改单
C.1.2.3 西墙（泄漏辐射和散射辐射复合）屏蔽估算示
例：
a）按 4.2 方法估算：
2) 散射辐射：
查表 B.1，300 kV 管电压 3 mm 铜过滤条件下的有用线
束输出量为 11.3 mGy·m2/（mA·min）。按式（10）计
某公司X射线探伤室辐射防护屏蔽计算
104科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1 项目概况某公司拟建一座X射线探伤室,并购置2台X射线探伤机(型号分别为定向2005型和周向2505型),用于对压力容器进行无损检测,提高产品的质量与生产安全。
2 新建探伤室的设计平面布局X 射线探伤室的设计应依据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB18871-2002[1]、《工业X射线探伤卫生防护标准》GBZ117-2006[2]进行设计,探伤室占地面积为229.71m 2。
X 射线探伤室由曝光室、操作室、暗室、评片室组成。
操作室通过迷道和铅防护门与曝光室相连通,排风系统设于曝光室东南角,U 型布置,远离工件门,可及时将探伤工作过程中产生的有害气体排出室外,同时,探伤室还设置了门机联锁、摄像头、紧急停止按钮(4个)等,确保探伤工作时不会对工作人员及公众造成辐射影响。
3 辐射防护屏蔽计算使用X射线探伤机进行工作时,本项目需使用电压为最大为250kV,电流为5mA的周向探伤机作为该探伤室设计的基础。
计算公式如下[3][4]:(1)防护墙与工件门的屏蔽UQ W r H priLW X2式中:X 为X射线透射率R ·mA -1·min -1(在1米处)数值上:1R≈1rem;LW H 为关注点处周控制剂量当量率,本次计算取wk mSv H LW /1.0 ;i pr r 为X射线管焦点至东、南、西、北四面墙外参考点的最短距3m 、2m、3m、2m;Q 为居留因子(无量纲),1 Q ;U 为束定向因子(无量纲),1 U ;W 为有效工作负荷W =5(d)×1(h)×60(min)×5(mA)=1500mA ·min/wk;考虑二倍的安全系数,在计算结果的基础上再加上一个半值层的防护厚度(混凝土2.8cm)。
(2)顶棚的屏蔽3.1102231067.0D f d d H B e S i W XS 式中:W H --最大容许剂量当量率;2i d --辐射源到屋顶上方约2m左右的距离;e f --安全系数;10D --1m处吸收剂量指数率; --辐射源于屏蔽墙所张的仰角(立体角),单位为球面度。
屏蔽计算资料
屏蔽计算资料屏蔽计算资料: 一、X射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价4.4.1评价方法4.4.1.1屏蔽评价原则（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。
（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。
（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。
4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）按下式计算最大允许透射量B pp 2B=H×dW×T×U（1）式中：B p——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;H——周剂量约束值，mSv·wk-1;d——焦点至计算点的距离，m；W——周工作负荷，mA·min·wk-1；U——使用因子；T——居留因子。
计算出B p后，取负对数（-logB p），得出相应1/10值(TVT)层厚度个数N TVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。
《放射物理与防护》（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）散射X 射线的透射量B s 按下式计算：B s =H ·(d 1d 2)2/(αWAT) （2）式中 ：B s ——屏蔽墙最大允许透射量，mSv ·mA -1·min -1; H ——周剂量约束值，mSv ·wk -1;d 1——电子靶到散射表面的最近距离，m ； d 2——散射点至计算点的距离，m ；α——反散射因子， 90°散射角可取0.07%； A ——散射表面面积，m 2;W 、T 、H 的含义与公式（1）相同。
放射防护屏蔽计算资料
吉林大学公共卫生学院
辐射防护教研室
贺 强
Jilin University
一、公式回顾
Jilin University
１、距离平方反比公式 人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距 离平方成反比. D1/D2=r22/r12
２、辐射源外照射剂量率的估算 γ 点源外照射剂量率的估算 方法一 (快速估算法)距点源1m D = 0.123AE A单位 MBq D单位 μ Gy/h E单位 MeV
利用公式得： 将该值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得 到天花板次级透射为：
当量。
由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅
1-4墙屏蔽计算： 条件： 1.该墙后面为走廊，非控制区，可知留 居因子T=1/4，P=0.02mGy/周，因而 P/T=0.02/（1/4）=0.08mGy/周。 2.此墙只考虑次级辐射。 3.设dsec=2米 4.从表中透视管（摄影+透视共用机房） 栏查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1 mGy/患者。 5.每周检查患者数目N=150人。
将这个值降到P/T=0.02mGy/周，利用公式得 到地板的初级透射为：
L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土 ×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.1×10-4))=124.9 mm L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(3.1×10-4))=2.0 mm 因为，从图4.11中查得需要铅当量总厚度为 2.0mm，从表4.18摄影床及其附件前衰减 xpre=0.85mm铅当量厚度，影像增强器取 0.5mmPb,所以Xbarrier=2.0-0.5=1.5mm厚度铅当量。 注：对于一面墙同时存在初级辐射和次级辐射时， 只需计算初级辐射所需要的屏蔽厚度即可。
最新整理关于X射线探伤装置的辐射安全要求.docx
最新整理关于X射线探伤装置的辐射安全要求为了加强我省X射线探伤的辐射安全管理，规范X射线探伤作业，避免恶性辐射事故的发生，根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》等国家相关规定制定本要求：一、固定式工业X射线探伤辐射安全要求（一）探伤室建筑屏蔽设计探伤室建筑（包括辐射防护墙、门、辐射防护迷道）的防护厚度应充分考虑X射线直射、散射效应。
探伤室的设计应有相应资质的单位承担。
（二）固定式工业X射线探伤室的辐射安全措施应具有冗余性、多重性和独立性，其基本要求如下：1．安全联锁1）门机联锁探伤室进出工件大门和人员通道门应与探伤机联锁。
即X射线探伤机的高压控制器与门联锁，关门不到位，高压电源不能启动；高压电源未关闭，门不能被打开。
2）门灯联锁探伤室内墙、进出工件大门外侧和控制台上应各有工作状态警示灯，并与门联锁。
2．紧急止动装置在探伤室内墙上应安装多个串联并有明显标识的“紧急止动”开关，该开关应与控制台上的“紧急止动”按扭联动。
一旦按下按扭，X射线探伤机高压电源被切断，人员通道门可以从内侧打开。
3．钥匙控制探伤机的电源启动钥匙与人员通道门的钥匙以及控制台上的钥匙应牢固连接。
该串钥匙应与便携式X辐射剂量仪（须具报警功能）连在一起，随操作员进出探伤室。
（三）警告标志探伤室工作人员入口门外和被探伤物件出入口门外应设置固定的电离辐射警告标志和工作状态指示灯箱，控制区边界应设置明显可见的警告标志。
探伤作业时，应有声音警示，灯箱应醒目显示“禁止入内”。
（四）通风系统根据探伤室空间大小、x射线机的管电压和管电流、以及探伤作业时间，探伤室内应设置相应排风量的通风系统，使臭氧浓度低于国家标准要求。
并采取相应的辐射屏蔽措施。
二、野外工业X射线探伤作业辐射安全要求（一）制定野外探伤工作方案在野外探伤作业前，按项目应制定工作方案，该工作方案主要包括探伤工况、时间、地点、控制区范围、监测方案、清场方式等，明确探伤人员、防护人员、运输人员、保卫人员的职责和分工。
屏蔽计算资料
屏蔽计算资料: 一、X射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价4.4.1评价方法4.4.1.1屏蔽评价原则（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。
（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。
（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。
4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）按下式计算最大允许透射量B pp 2B=H×dW×T×U（1）式中：B p——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;H——周剂量约束值，mSv·wk-1;d——焦点至计算点的距离，m；W——周工作负荷，mA·min·wk-1；U——使用因子；T——居留因子。
计算出B p后，取负对数（-logB p），得出相应1/10值(TVT)层厚度个数N TVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。
《放射物理与防护》（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）散射X 射线的透射量B s 按下式计算： B s =H ·(d 1d 2)2/(αWAT) （2）式中 ：B s ——屏蔽墙最大允许透射量，mSv ·mA -1·min -1; H ——周剂量约束值，mSv ·wk -1;d 1——电子靶到散射表面的最近距离，m ； d 2——散射点至计算点的距离，m ； α——反散射因子， 90°散射角可取0.07%； A ——散射表面面积，m 2;W 、T 、H 的含义与公式（1）相同。
浅析X射线探伤机房的屏蔽设计
浅析X射线探伤机房的屏蔽设计前言射线探伤是现代常规无损检测方法之一，工业生产上应用十分广泛，它既用于金属检查，也用于非金属检查。
对金属内部可能产生的缺陷，如气孔、针孔、未焊透等，都可以用射线检查。
主要应用的行业有特种设备、船舶、管件制造业等。
射线探伤的基本原理为：当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。
工业射线探伤常用的方法是X射线探伤和γ射线探伤，本文主要讨论X射线探伤机房的屏蔽及优化。
X射线探伤机的X射线管阴极钨丝加热产生电子流，发射的电子经球管内两极高压电场加速后，高速轰击阳极靶，发生轫致辐射效应，产生X射线，利用X 射线进行工业无损探伤。
若对X射线探伤机工作时发出的X射线没有防护措施或者防护不当，则会对周围环境造成电离辐射污染。
为了保证职业操作人员和公众的安全，需要对探伤机房的进行有效屏蔽。
1.辐射源项某公司拟使用的一台X射线装置，该装置型号为XXQ-3005，该X射线装置的最大管电压为300kV，最大管电流为5mA，常用管电压为250kV，常用管电流为5mA，该台X射线装置年曝光出束总时间约为500小时。
X射线装置拟在探伤机房内中央使用，曝光时出束的主射方向为向下。
2.机房设计2.1参考标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871-2002）职业照射：1）由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量（但不可作任何追溯性平均），20mSv；2）任何一年中的有效剂量50mSv；公众照射：实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：1）年有效剂量1mSv；2）特殊情况下，如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv，则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv。
同时，按照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中防护与安全的最优化要求，结合建设单位的实际情况，设定放射工作人员的剂量管理目标值为5mSv/a，公众的剂量管理目标值为0.1mSv/a。
x射线屏蔽标准
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。
同时，目前新疆境内的所有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5mSv/a。
在X射线检测中，常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙，或者是钡水泥（添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥）墙。
屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值层（半价层）的概念。
此外，进行X射线屏蔽时，还应注意：
1. 在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的足够厚度的屏蔽材料。
2. 铅对低能X-ray反向散射高、硬度低、不耐高温、有毒性、使其应用受到限制。
3. 混凝土常用于辐射源的结构屏蔽。
总之，请遵循相应的专业标准与法规，以确保个人安全。
如需了解更多关于X射线屏蔽的信息，建议咨询相关领域的物理专家或查阅相关的专业书籍。
放射防护屏蔽计算
利用公式得到：
将该值降到P/T=0.32mGy/周，利用公 式得到1-2墙次级透射为：
由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。
1-3墙屏蔽计算 条件： 1.此墙后面为控制室，控制区，因此居 留因子选取T=1，因而P/T=0.1mGy/周。 2.此墙只考虑次级辐射。 3.设dsec=1.8米 4.从表中透视管（摄影+透视共用机房） 栏中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1 mGy/患者。 5.每周检查患者数目N=150人。
Jilin University
透射因子B 衰减倍数K
I0
I1
二、计算实例
Jilin University
例一
控制区职业人员剂量目标值取0.1mGy/周, 非控制区公众剂量目标值取0.02mGy/周。 例：某模拟机机房屏蔽计算，该机房仅一 台X线模拟机，为了安全N值取忙时的40人/ 周，位于建筑物最底层，求各墙厚度？
指定的工作负荷分布
每名患者的Wnorm （mA· min/患者） 1米处每名患者的初 级空气比释动能 （mGy/患者）
X射线摄影机房（胸部bucky） X射线摄影机房（地板或其他屏障） X射线摄影管（摄影和透视共用机房） 专用立式胸部bucky摄影机房
0.6 1.9 1.5 0.22
2.3 5.2 5.9 1.2
（0） sec
1
P/T 0.32 -1 Bsec （X barrier） 4 . 66 * 10 （0） 0.686 K sec
在次级辐射的透射曲线上可查，相当于0.1mm铅当量,所以墙（1-3）需 要0.1mm铅当量的屏蔽。
6、墙（1-4）：
该面墙体需要考虑初级辐射和次级辐射；其外侧为走廊 候诊区（非控制区），T=1/4,则P/T=0.02*4=0.08mGy/ 周；Kp1=5.9mGy/患者，U=1（为安全），dp=3m， N=40 1 利用公式得出： K 5.9 *1* 40 （0） p UN Kp 26.22mGy / 周 2 dp2 3 将这个值降低到0.1mGy/周，
X—射线探伤室的屏蔽设计计算
X—射线探伤室的屏蔽设计X —射线探伤室的屏蔽设计计算一、MG325型和MG452型X 射线探机的主要技术参数二、X 射线探伤室主要尺寸 三、X 射线屏蔽厚度计算 1、计算公式22d T U Q d H B mt xt ⋅⋅⋅⋅=2、X 射线探伤室混凝屏蔽土墙厚度计算结果上表的计算结果是根据X 射线透射率，得出混凝土密度为2.35g/cm 3时，其混凝土屏蔽墙的厚度如下：MG325型的320kvX 射线机探伤室混凝土墙厚为：mm 。
MG452型的450kvX 射线机探伤室混凝土墙厚为：mm 。
3、 X 射线探伤室防护门铅屏蔽层厚度的计算结果4、 X 射线探伤Z 型迷路防护门铅屏蔽厚度的计算结果 （1）Z 型迷路有效长度L eff ：⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-++⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+-=21232221232102221i i effW W W W L L ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=2122212225808088082580808808212155 mm 2038=（2）Z 型迷外入口减弱倍数K 2：)(07.1202020eff sL dm Z eFd H t T D K +-⨯⋅⋅⋅⋅=776.351440020207.01014016.27)04.24(07.123=⨯⋅⨯⨯⨯⨯=+--e K Z （3）Z 型迷路外入口的铅门屏蔽层厚度)2.1ln(12K μ=∆mm cm 1.4409.04.20347.8===5 、X 射线探伤室屋顶混凝土屏蔽层厚度假定X 射线机探伤对直接对屋顶照射，只有漏射线和散射线对屋顶照射。
（1）漏射线辐射屏蔽由于M325型和MG452型X 射线探伤机的说明书未给出其漏射辐射的空气吸收剂量，根据现有资料给出虚拟值为46.9×10-3Gy/h 。
减弱倍数为：2d H T D Km L ⋅=辐射剂量减弱K 倍所需的1/10减弱厚度的数目为：K n log =2logd H t T D m L ⋅⋅⋅=（2）散射线辐射屏蔽Fd d T Q S H B se se mt s 400)()(22⋅⋅⋅=GM325型320kv ： 11322min 10605.39.476540000019.04007.031.0---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=mA rem B sGM452型450kv ：11322min 10419.59.476360000019.04007.031.0---⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=mA rem B s 散射线混凝土屏蔽层厚度（3）散射辐射和漏射辐射混合屏蔽根据散射辐射和漏射辐射叠加时，其屏蔽厚度的取值原则，由泄漏辐射屏蔽厚度与散射辐射屏蔽厚度之差决定之。
某公司工业X射线探伤室辐射防护屏蔽计算
创新管理DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.21.200某公司工业X射线探伤室辐射防护屏蔽计算①相正志1 战景明2 薛向明2 杨雪2(1.辽宁红沿河核电有限公司 辽宁瓦房店 116300；2.中国辐射防护研究院 山西太原 030006)摘 要：以某工业X射线探伤室为例，论述了探伤室屏蔽墙外、屋顶剂量率控制水平和探伤室屏蔽计算方法，验证该探伤室辐射屏蔽设计的有效性。
依据《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T250-2014），在探伤室屏蔽墙、屋顶及防护门外30cm处选取关注点，估算各关注点辐射剂量率水平，关注点剂量率应满足相应的剂量率控制水平要求。
屏蔽计算结果显示，该探伤室屏蔽墙、入口处、屋顶剂量率均满足剂量率控制值要求，该探伤屏蔽设计能够满足要求。
关键词：工业X射线探伤室 屏蔽计算中图分类号：R144 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)07(c)-0200-05①作者简介：相正志（1979—），男，汉族，江苏连云港人，助理研究员，硕士，主要从事安全管理工作。
工业射线探伤是利用X射线、γ射线和中子等在穿透被检物各部分时强度衰减的不同，进行摄片或成像，以检测被检物体内部几何缺陷的一种无损检测手段和方法。
射线探伤技术中，应用最广泛的是X射线探伤技术。
X射线探伤作业会产生X射线，应高度重视探伤室辐射安全和防护问题。
本文以某工业X射线探伤室为例，依据《工业X 射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T250-2014），对探伤室屏蔽墙、屋顶及防护门外剂量率进行了估算，评估探伤室屏蔽设计的有效性。
1 对象与方法1.1 对象某企业拟新建工业X射线探伤室，该探伤室设东、西两个探伤间，每个探伤间分别安装一台X射线探伤机。
探伤机技术参数见表1。
1.2 方法1.2.1 辐射源项该探伤机开机运行会产生X射线，包括：X射线机输出窗输出的有用线束，射线管发出的透过X射线机屏蔽壳体的泄露辐射，有用线束和泄漏辐射入射到工件等散射体后形成的散射辐射。
屏蔽计算资料知识讲解
屏蔽计算资料: 一、X射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价4.4.1评价方法4.4.1.1屏蔽评价原则（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。
（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。
（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。
4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）按下式计算最大允许透射量B pp 2B=H×dW×T×U（1）式中：B p——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;H——周剂量约束值，mSv·wk-1;d——焦点至计算点的距离，m；W——周工作负荷，mA·min·wk-1；U——使用因子；T——居留因子。
计算出B p后，取负对数（-logB p），得出相应1/10值(TVT)层厚度个数N TVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。
《放射物理与防护》（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）散射X 射线的透射量B s 按下式计算： B s =H ·(d 1d 2)2/(αWAT) （2） 式中 ：B s ——屏蔽墙最大允许透射量，mSv ·mA -1·min -1; H ——周剂量约束值，mSv ·wk -1;d 1——电子靶到散射表面的最近距离，m ； d 2——散射点至计算点的距离，m ； α——反散射因子， 90°散射角可取0.07%； A ——散射表面面积，m 2;W 、T 、H 的含义与公式（1）相同。
屏蔽计算报告报告
屏蔽计算资料: 一、X射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价4.4.1评价方法4.4.1.1屏蔽评价原则（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。
（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。
（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。
4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）按下式计算最大允许透射量B pp 2B=H×dW×T×U（1）式中：B p——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;H——周剂量约束值，mSv·wk-1;d——焦点至计算点的距离，m；W——周工作负荷，mA·min·wk-1；U——使用因子；T——居留因子。
计算出B p后，取负对数（-logB p），得出相应1/10值(TVT)层厚度个数N TVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。
《放射物理与防护》（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）散射X 射线的透射量B s 按下式计算： B s =H ·(d 1d 2)2/(αWAT) （2）式中 ：B s ——屏蔽墙最大允许透射量，mSv ·mA -1·min -1; H ——周剂量约束值，mSv ·wk -1;d 1——电子靶到散射表面的最近距离，m ； d 2——散射点至计算点的距离，m ； α——反散射因子， 90°散射角可取0.07%； A ——散射表面面积，m 2;W 、T 、H 的含义与公式（1）相同。
射线屏蔽防护计算
射线屏蔽防护计算(总5页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除射线屏蔽防护屏蔽防护的原理是：射线包括穿透物质时强度会减弱，一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度，在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物（屏蔽材料），便可降低辐射水平，使人们在工作所受到的剂量降低最高允许剂量以下，确保人身安全，达到防护目的。
屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。
对于X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙，或者是钡水泥（添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥）墙。
屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值层(半价层)的概念。
在X射线检测中利用的是宽束X 射线，下表给出了宽束X射线在铅和混凝土中的近似半价层厚度T1/2和1/10价层厚度T1/10。
注意：由于铅板的纯度及纯净度、混凝土的配方以及组织结构上必然存在的差异，因此表中给出的半价层厚度只能作为参考值，在实际应用中必须考虑增加保险量。
在屏蔽防护计算中，需要考虑两个方面的因素，即由射线源直接穿过屏蔽物的初级辐射屏蔽，还有射线在屏蔽物上引起的散射辐射也是需要考虑屏蔽的。
下面结合具体例题予以说明：[1]初级X射线屏蔽：首先确定屏蔽透射量，然后根据由实验测量得到的射线减弱曲线求出所需要的屏蔽层厚度。
屏蔽透射量B=PR2/WUT式中：B—X射线的屏蔽透射量 R/(mA•min) (在1米处) 数值上：1R≈1remP—每周最大容许剂量当量：职业性照射为P=0.1rem/周；放射性工作场所邻近人员P=0.01rem/周（注：根据GB4792-1984《放射卫生防护基本标准》规定放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过5rem，一年365天共52周，按国家法定工作时间（即扣除周六、日和法定节假日）应为250天约36周，但为了从严考虑（例如加班），取50周计算得到0.1 rem/周的限值，公众人员个人受到的年剂量当量应低于0. 5rem,即为0.1 rem/周的限值。
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X—射线探伤室的屏蔽
设计
X—射线探伤室的屏蔽设计计算
一、 MG325 型和 MG452 型 X 射线探机的主要技术参数
技术参数名称MG325 型M452 型
市电电源
交流 AC 、（ V ）220220
频率，（Hz ）50/6050/60
电源容量，（kw ）1010
X 射线管
管电压，（ kv）15~320，可调20~`450，可调
管电压复性，（ %）0.010.01
高压温度漂移，（ppm/℃）8080
高压纹波，（v ）4040
管电流，（ mA ）0~22.5，可调0~15，可调
精确度，（ %）± 0.2±0.2
管电流温度漂移，（ ppm/℃）50（按要求可达到30）50（按要求可达到30）
X 射线束
阳极钨靶焦点，（mm3 mm）0.8（大焦点， 1）0.8（大焦点， 1）
辐射角（度°）4040
X 射线输出量（R2 Am-12 man-1 2 m2） 2.67 3.29
漏射线，距焦点1m 处空气比释动能率
4.68983 10-3 Gy/h （0.5372R/h） 4.68983 10-3 Gy/h （0.5372R/h）（Gy/h ）
二、 X 射线探伤室主要尺寸
名称MG325MG452
工作房间（ mm3 mm 3 mm）81003 66003 6000120003 66003 6000
工件房门（ mm3 mm 3 mm）2100（W ）3 2400（ H）2100 （ W ）3 2400 （H）
迷宫门（ mm3 mm3 mm）808（W ）3 2000（ H）808（ W ）3 2000（H ）
迷路（ mm3 mm）2155（ L ）3 808（ W ）2155（ L ）3 808（ W ）
通排风孔道
观察窗
水、暖管和电缆过墙沟
三、 X 射线屏蔽厚度计算
1、计算公式
B
xt
H
mt d 2 Q U T d02
2、X 射线探伤室混凝屏蔽土墙厚度计算结果
项目名称
X射线管电压，（ kv ）
周工作负荷 Q，（ mA 2 min ）
X射线透穿率 B xt，（ Sv2 mA -1 2 min-1）混凝土屏蔽层厚度，（ mm）
2 倍安全系数的屏蔽厚度，（mm）
MG325MG452
320450 5400036000 1.6673 10-7 2.503 10-7
上表的计算结果是根据X 射线透射率，得出混凝土密度为2.35g/cm3时，其混凝土屏蔽墙的厚度如下：
MG325 型的 320kvX 射线机探伤室混凝土墙厚为：mm。
MG452 型的 450kvX 射线机探伤室混凝土墙厚为：mm。
3、 X 射线探伤室防护门铅屏蔽层厚度的计算结果
项目名称MG325MG452 X 射线管电压 V ，（ kv）320450周工作负荷 Q，（ mA 2 min ）5400036000 X 射线透射率 B xt，（ Sv2 Ma-1 2min -1） 1.6673 10-7 2.503 10-7防护门铅（ Pb）屏蔽厚度，（ mm）
2 倍安全系数的铅屏蔽厚度+1/2，（ mm）
4、 X 射线探伤 Z 型迷路防护门铅屏蔽厚度的计算结果
（1）Z 型迷路有效长度L eff：
21
2
1
1W 32
W 3
2
L eff L 0W 1
2i W 22
i
222
21
2
1
18085802
808580
2
2155808 28082
222 2038 mm
（2）Z 型迷外入口减弱倍数K2：
D 0 T t 2020 1 .07 ( d s L eff )
K Z H m d 2F e
K Z27 .614020 20 e 1 .07 ( 4 2.04 )3514 . 776
11030.7 2400
（3）Z 型迷路外入口的铅门屏蔽层厚度
1
ln( 1. 2 K 2 )
8 .347
0 .409 cm 4. 1mm
20 .4
5、X 射线探伤室屋顶混凝土屏蔽层厚度
假定 X 射线机探伤对直接对屋顶照射，只有漏射线和散射线对
屋顶照射。
（1）漏射线辐射屏蔽
由于 M325 型和 MG452 型 X 射线探伤机的说明书未给出其漏射辐射的空气吸收剂量，根据现有资料给出虚拟值为46.93 10-3 Gy/h。
减弱倍数为： D L T
K
2
H m d
辐射剂量减弱 K 倍所需的 1/10 减弱厚度的数目为：
n log K
log D L T t H m d 2
项目名称MG325 ： 350kv MG452 ： 450kv 混凝土 1/10 减弱厚度数目 1.319 1.319
混凝土 1/10 减弱层厚度（ mm）106.5113
漏射线混凝土防护层厚度（mm）104.5149.1（2）散射线辐射屏蔽
B s
H
mt(d se2 )( d se2 )
400 S Q T F
GM325 型 320kv：B s0.1 320.72400 3.60510 3 rem mA 1min 1
0.001954000476.9
GM452 型 450kv：B s0.1 320.72400 5.41910 3 rem mA 1min 1
0.001936000476.9
散射线混凝土屏蔽层厚度
项目名称MG325MG452
散射线透射量 B s，（ 10-3 rem2 mA -12 min ） 3.605 5.419
混凝土屏蔽层厚度，（ mm）285335
（3）散射辐射和漏射辐射混合屏蔽
根据散射辐射和漏射辐射叠加时，其屏蔽厚度的取值原则，由泄漏
辐射屏蔽厚度与散射辐射屏蔽厚度之差决定之。
其差值 L=L S-L L。
项目名称MG325 （ 320kv ）MG452 （450kv ）
散射线屏蔽厚度L S，（ mm）285335
漏射线屏蔽厚度L L，（ mm ）140.5149.1
差值 L=L S-L L，（ mm）144.5185.9
3 倍半减弱层1/2，（ mm）96.0103.5
探伤屋顶混凝屏蔽层厚度：
项目名称MG325 （ 320kv ）MG452 （ 450kv ）混凝土屏蔽层厚度（L=L S，∵L＞ 31/2），（mm）
考虑 2 倍安全系数的混凝土屏蔽层厚度（L1+1/2 ），（mm）
四、 X 射线探伤主要设计参数：
项目名称MG325 （ 320kv ）MG452 （450kv ）
混凝土屏蔽墙，（ mm）
混凝土屏蔽屋顶，（mm ）
工件门铅屏蔽层，（mm ）
迷宫门铅屏蔽层，（mm ）
五、 X 射线探伤室的通风
X 射线照空气，可使空气内产生臭氧和氮氧化物，而臭氧空气中
浓度限值为 0.1ppm，氮氧化物空气中浓度限值为5ppm。
探伤室的容积 MG325 型（320kV）为 201.52m3、MG452 型（450kV）为m3，为了有效排除有害的气体即臭气和氮化物，建议探伤室的
排速率选取 m3min-1 ~m3min -1为宜。