射线屏蔽防护计算
放射防护屏蔽计算
放射防护屏蔽计算放射防护屏蔽计算是在进行放射性物质使用、储存、处理和运输等工作时，为保护工作人员和周围环境的安全而进行的一项重要工作。
通过计算辐射源的辐射强度、辐射类型和工作场所的防护要求，确定必要的屏蔽材料和厚度，以达到合理的防护效果。
第一步：确定辐射源的辐射强度和辐射类型。
不同的放射性物质产生的辐射类型不同，常见的辐射类型有α射线、β射线和γ射线。
根据辐射源的性质和辐射强度，确定屏蔽计算的基本参数。
第二步：确定工作场所的防护要求。
根据放射源的特性和工作场所的需求，确定防护目标，包括辐射剂量限值、剂量当量和辐射源与人员之间的距离等。
第三步：选择合适的屏蔽材料和厚度。
根据辐射类型和防护要求，选择适合的屏蔽材料和屏蔽厚度。
不同的辐射类型对应不同的屏蔽材料，比如α射线可以通过纸张或衣物屏蔽，而γ射线则需要使用厚重的铅或混凝土等材料进行屏蔽。
第四步：进行屏蔽计算。
根据所选的屏蔽材料和厚度，计算屏蔽材料对辐射的吸收率和透射率。
吸收率表示屏蔽材料吸收辐射的能力，透射率表示辐射穿过屏蔽材料的能力。
根据屏蔽计算公式，计算出所需的屏蔽厚度。
第五步：验证屏蔽效果。
通过实际测量和监测，验证所选择的屏蔽材料和厚度的有效性，保证工作场所的辐射水平符合防护要求。
放射防护屏蔽计算是一项复杂的工作，需要具备辐射防护的专业知识和技能。
同时，也需要考虑到工作场所的实际情况、操作方式和工作时间等因素，综合考虑屏蔽材料和厚度的选择。
定期的屏蔽效果评估和设备保养也是放射防护屏蔽计算的重要内容。
总之，放射防护屏蔽计算是为了保障工作人员和周围环境的安全而进行的一项重要工作。
通过科学合理地选择屏蔽材料和厚度，确保工作场所辐射水平符合防护要求，从而有效降低辐射对人体的危害。
射线屏蔽防护计算
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。
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0.1rem/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0.1rem/周的限值。
如果射线照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时，应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。
）R—X射线源到操作者的距离，米T—居留因子：全居留T=1（这是表示工作人员在工作场所停留情况的因子，分为全居留、部分居留、偶然居留三种情况。
全居留T=1是指经常有人员停留的地方所考虑的因子，适用于控制区，包括控制室、邻近的暗室、工作室、实验室、走廊、休息室和职业性照射人员常规使用的办公室，以及例如位于射线机房邻近建筑物中用于居留和商店、办公室、居住区、运动场、其他生产工作场所等；部分居留T=1/4是指有部分时间里有人员停留时考虑的因子，适用于非控制区，例如日常非职业性照射人员所用的公共走廊、公共房间、休息室、娱乐室、电梯、无人管理的停车场等；偶然居留T=1/16是指偶然有人员经过情况下考虑的因子，适用于非控制区，例如公共浴室、楼梯、自动电梯、行人、车辆通道等）U—使用因子：充分使用U=1（这是表示射线利用程度的一个因素，分为充分使用、部分使用、不常使用三种情况。
射线屏蔽防护计算
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。
（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0.1rem/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0.1rem/周的限值。
如果射线照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时，应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。
）R—X射线源到操作者的距离，米T—居留因子：全居留T=1（这是表示工作人员在工作场所停留情况的因子，分为全居留、部分居留、偶然居留三种情况。
全居留T=1是指经常有人员停留的地方所考虑的因子，适用于控制区，包括控制室、邻近的暗室、工作室、实验室、走廊、休息室和职业性照射人员常规使用的办公室，以及例如位于射线机房邻近建筑物中用于居留和商店、办公室、居住区、运动场、其他生产工作场所等；部分居留T=1/4是指有部分时间里有人员停留时考虑的因子，适用于非控制区，例如日常非职业性照射人员所用的公共走廊、公共房间、休息室、娱乐室、电梯、无人管理的停车场等；偶然居留T=1/16是指偶然有人员经过情况下考虑的因子，适用于非控制区，例如公共浴室、楼梯、自动电梯、行人、车辆通道等）U—使用因子：充分使用U=1（这是表示射线利用程度的一个因素，分为充分使用、部分使用、不常使用三种情况。
射线屏蔽防护计算
射线屏蔽防护计算Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998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/(mAmin) (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=周；放射性工作场所邻近人员P=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 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 rem/周的限值。
如果射线照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时，应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。
第三章Xγ射线的外照射防护
m / 质量衰减系数（cm2/g）
环境工程 Environmental Engineering
两个常用的概念
• 能谱的硬化： 随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的 “硬成分”所占比重越来越大的现象。 • 平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的 平均自由程。即λ=1/μ。 表示光子每经过一次相互作用之前，在 物质中所穿行的平均厚度。 N e d / N
环境工程
Environmental Engineering
• 在x射线辐射场中，同一点处以Gy为单位的 比释动能K与以Gy为单位的吸收剂量指数DI， 以及以Sv为单位的剂量当量指数HI数值上 几乎相等。因此可上式算出距离阳极靶r （m）处的吸收剂量指数率、剂量当量指数 率。
环境工程
Environmental Engineering
环境工程
Environmental Engineering
(5） 体 球 源 中 的 射 心 照 量 4As (1 e a ) Q1 : X
环境工程
Environmental Engineering
(6）无限大体积源 任一点的照射量 4As X （不计多次散射） 4As A1 1 A1 ）（计多次散射） X （ 1 a1 1 a2
环境工程
Environmental Engineering
• 2）x射线剂量率的计算 • 在距离靶r（m）处由于x射线机产生的初 级x射线束造成的空气比释动能率可近似按 下式计算：
r0 2 1 K a I x ( ) , 单位：mGy min r I：管电流，mA；r0 1m；
环境工程
Environmental Engineering
剂量率和距离公式
剂量率和距离公式典型γ辐射剂量计算方法γ辐射剂量计算是为辐射防护提供设计输入数据，判定屏蔽材料选择是否满足人员和公众辐射防护要求。
文章介绍了几种典型模型的γ辐射剂量计算方法，为同类核设施或核技术运行设施辐射防护屏蔽计算提供参考。
关键词：典型；辐射；计算引言在国内外核技术应用和核设施中，存在大量γ放射性核素，γ放射性核素会发出一定能量的γ射线。
人员接触后，会产生受照剂量，在不采取辐射防护措施的情况下，一旦超过限值，可能对人员产生辐射损伤。
在已建成的核技术运用设施和核设施，通常设置有固定式或者便携式γ剂量测量设备，用于监测工作现场γ剂量率，根据监测数据确定工作人员辐射防护措施，确保工作人员辐射安全。
但新建的核技术运用设施和核设施，需要通过新建设施内的源项进行γ剂量理论计算，计算结果作为设计输入，进行辐射防护屏蔽设计，确保设施运行过程中工作人员辐射安全。
目前国内外γ辐射剂量计算多数采用蒙卡计算，计算软件较为复杂，而且需要专业技术人员计算，科研研究院所使用较多，厂矿企业使用较少。
因此，为方便厂矿企业开展辐射剂量计算，特开展较为典型模型的辐射剂量计算开展研究。
对于较为复杂的模型，可采用点核计算后进行积分或叠加。
1 γ外照射辐射防护计算原理1.1 Γ常数放射性同位素的Γ常数表示从1mCi点源释放出的未经屏蔽的γ射线在距源1cm处所造成的剂量率（R/h）。
Γ常数分为微分Γ常数和总Γ常数，对某一给定放射性同位素的某一单能γ射线所计算的Γ常数为微分Γ常数，以Γi表示，放射性同位素的总Γ常数简称Γ常数，等于Γi之和。
即：上式可简化为：。
经计算，Cs-137的Γ常数为8.51E-14Gy.m2/（h.Bq），Co-60的Γ常数为3.42E-13Gy.m2/（h.Bq）。
1.2 γ屏蔽计算γ射线与物质的相互作用，主要是光电效应、电子对效应和康普顿散射。
究竟哪种效应是主要的，决定于射线的能量和屏蔽材料的原子序数，三种效应均随屏蔽材料原子序数的增加而不同程度的增加。
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。
辐射屏蔽设计
辐射防护的方法辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。
体外辐射源对人体的照射称为外照射，进入人体的放射性同位素对人体的照射，称为内照射。
外照射的基本防护原则是，缩短照射时间、加大人员与辐射源的距离和进行适当的屏蔽。
内照射防护最根本的方法是尽量减少放射性物质进入体内的机会。
例如制定合理的卫生管理制度，通风，密闭存放和操作，个人防护等等。
第一节 X 或?射线的外照射防护与X 、?射线相关的辐射源有：X 射线机、加速器X 射线源和放射性核素。
X 射线机的工作电压通常低于400kV ，电子加速器产生的高能X 射线一般为2~30MeV 。
放射性核素产生的X 或?射线一般在几keV 到几MeV 之间。
1．1 X 或?辐射源的剂量计算1、 X 射线机X 射线机的发射率常数?X 定义为：当管电流为1mA 时，距离阳极靶1m 处，由初级射线束产生的空气比释动能率，其单位是mGy ?m 2?mA -1?min -1。
发射率常数?X 与X 射线管类型、管电压及其电压波形、靶的材料和形状、以及过滤片的材料和厚度等因素有关。
准确的发射率常数应通过实验测量得出。
准确度要求不高时，也可查手册中的发射率常数曲线来近似估计。
空气比释动能率.K a 可近似按下式计算： 式中，r 0=1m ；I 是管电流，单位是mA ；.K a 的单位是mGy ?min -1。
例1：为某患者做X 射线拍片，设X 射线管钨靶离患者，曝光时间。
已知管电压为90kV 、管电流50mA ，出口处过滤片为2mm 铝。
试估算患者表面所在处的吸收剂量（忽略人身的散射影响）。
解：查得该条件下，发射率常数?X 为 mGy ?m 2?mA -1?min -1，由公式（2．1）计算.K a 为693 mGy ?min -1，空气比释动能为 mGy 。
吸收剂量值近似等于空气比释动能值，为 mGy 。
2、 加速器X 射线源由加速器输出的电子束产生的X 射线源的发射率，同电子能量、束流强度、靶物质的原子序数以及靶的厚度等因素有关，并随出射角度而异。
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。
r射线检测安全距离
按标准GBZ 132—2008《工业γ射线探伤卫生防护标准》第6.1条将探伤工作场所划分为控制区和监督区，控制区边界的空气比释动能率应低于15μGy·h-1，监督区边界的空气比释动能率应低于2.5μGy·h-1。
探伤工作场所之外为公众区(安全区)。
γ射线作业安全防护计算辐射防护计算公式:Rx2=A·Kr/(P·2δ0/T1/2)式中 Rx----防护距离,mA----源活度,Bq (1Ci=37GBq)Kr----常数,32.9×10-16C·m2/h·kg·BqP----公众安全剂量值,≤2.5μGy·h-1(6.45×10-8C·kg-1·h-1) ----操作人员安全剂量值,≤15μGy·h-1(3.86×10-7C·kg-1·h-1) δ0----屏蔽厚度,mmT1/2 ----半价层,mm安全计算1：A=20Ci,无屏蔽时δ0=0，公众安全距离Rx=√（20×37×109×32.9×10-16/6.45×10-8）=195m操作人员安全距离Rx=80m即以半径为80m所包围的区域为控制区，以半径为80m至195m之间所包围的环行区域为监督区。
考虑现场实际情况，操作时必须有屏蔽物体，可用计算法或者计量仪实际测量划分区域。
安全计算2：A=30Ci,无屏蔽时δ0=0，公众安全距离Rx=√（30×37×109×32.9×10-16/6.45×10-8）=239m操作人员安全距离Rx=98m安全计算3：A=40Ci,无屏蔽时δ0=0，公众安全距离Rx=√（40×37×109×32.9×10-16/6.45×10-8）=276m 操作人员安全距离Rx=113m安全计算4：A=60Ci,无屏蔽时δ0=0，公众安全距离Rx=√（60×37×109×32.9×10-16/6.45×10-8）=338m 操作人员安全距离Rx=138m安全计算5：以20mm厚的钢板做屏蔽时δ0=20mm, T1/2 =10mm,安全距离减半。
射线屏蔽防护计算
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。
如果射线照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时，应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。
γ射线屏蔽计算
γ射线屏蔽计算
γ射线在物质中被吸收的特点，是服从于指数减弱规律的。
γ射线屏蔽体厚度的计算方法，常用的有三种，即减弱倍数法、减弱因子法和半值层厚度法。
下面是减弱倍数法的计算过程：
减弱倍数法的计算公式为：
$D_0\div D=e^{-μx}$
其中，$D_0$是入射γ射线的剂量率，$D$是透射γ射线的剂量率，$x$是屏蔽层的厚度，$μ$是材料的减弱系数。
假设初始剂量率为$100$，屏蔽材料的减弱系数为$0.5$，那么根据上述公式，需要的屏蔽层厚度为：
$100\div(100e^{-0.5x})=e^{0.5x}$
解这个方程可以得到：
$x\approx4.6$
因此，需要大约$4.6$厘米的屏蔽层才能减弱初始剂量率的一半。
需要注意的是，上述计算是一个简单的示例，实际应用中需要考虑多种因素，如屏蔽材料的选择、γ射线的能量和强度等。
如果你需要更精确的计算，请咨询专业的辐射防护专家。
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。
第九章 X射线屏蔽防护
第二节 屏蔽材料
• 一、对屏蔽材料的要求。 • 1、防护性能 防护性能主要是指材料对辐射的衰 减能力，也就是说，为达到某一预定的屏蔽效果 所需材料的厚度和重量。 • 2、结构性能 屏蔽材料除应具有很好的屏蔽性 能，还应成为建筑结构的部分。 • 3、稳定性能 为保持屏蔽效果的持久性，要求 屏蔽材料稳定性能好。 • 4、经济成本 所选用的屏蔽材料还应成本低、来 源广泛，易加工，且安装、维修方便。
第三节 屏蔽厚度的确定方法
• 二、屏蔽厚度的计算 • （一）透射量计算法 • B=Pd2/WUT
第九章 X射线屏蔽防护
第一节 外照射防护的基本方法
• 一、时间防护：是指在不影响工作质量的 前提下，尽量缩短人员受照射的时间。 • 二、距离防护：是指在不影响工作质量的 前提下，尽量延长人员到X射线管和散射体 的距离。 • 三、屏蔽防护：是指在放射源和人员之间， 放置能有效吸收放射线的屏蔽材料，从而 衰或消除射线对人体的危害。
第二节 屏蔽材料
• 二、常用屏蔽防护材料 • （一）对X（或y）射线的屏蔽材料 • 1、铅 优点：具有耐腐蚀、在射线照射下 不易损坏和强衰减X射线的特性，是一种良 好的屏蔽防护材料。缺点：价格贵、结构 性能差，机械强度差，不耐高温，且有化 学毒性，对低能X射线散射量较大。 • 应用：铅橡皮、铅玻璃
第二节 屏蔽材料
• 2、铁 优点：机械性能好，价廉，易于获得，有 较好的防护性能，因此是防护性能与结构性能兼 优的屏蔽材料，可在很多地方用铁代替铅。 • 3、砖 优点：价廉、通用、来源容易；砖的散射 量较低。 • 4、混凝土 优点：成本低廉，有良好的结ห้องสมุดไป่ตู้性能， 多用作固定防护屏障，可制成重混凝土，但成本 较高。 • 5、水
第二节 屏蔽材料
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。
射线屏蔽防护计算
射线屏蔽防护计算首先，进行射线屏蔽防护计算之前，需要收集相关的数据。
这些数据包括辐射源的类型、能量和活动度，以及目标区域的尺寸和位置关系。
辐射源的类型和能量将决定需要的屏蔽材料和厚度。
目标区域的尺寸和位置关系将决定屏蔽材料和厚度的布置。
其次，根据收集到的数据，使用计算工具或软件进行射线屏蔽防护计算。
这些软件根据辐射源的属性和目标区域的要求，可以计算出所需的屏蔽材料的种类和屏蔽厚度。
这些计算通常基于一些经验公式和数据，可以确保辐射水平在安全范围内。
然后，根据计算结果选择合适的屏蔽材料和厚度。
屏蔽材料可以是金属、混凝土、铅等，具体选择取决于辐射源的属性和目标区域的要求。
厚度的选择通常根据计算结果和实际情况进行调整，以确保防护效果。
接下来，根据选择的屏蔽材料和厚度，设计和实施射线屏蔽防护方案。
这包括设计防护结构的布局和尺寸，并采取措施确保屏蔽材料和厚度的正确安装。
必要时，还可使用辅助设备如隔离室、屏蔽门等增加防护效果。
最后，进行屏蔽效果的验证和监测。
这可以通过使用辐射监测设备和探测器，对目标区域内的辐射水平进行实时监测。
如果监测结果显示辐射水平超过安全标准，需要重新评估并进行调整。
除了上述步骤，射线屏蔽防护计算还涉及到一些其他的注意事项。
首先，需要考虑不同类型的辐射，如γ射线、X射线和中子射线等，每种辐射的屏蔽方法和材料都不同。
其次，还需要考虑辐射源和目标区域的几何形状和位置关系，以确保计算结果的准确性。
此外，还需要考虑人员的防护和安全，如佩戴适当的防护设备和采取正确的操作措施等。
总之，射线屏蔽防护计算是一项复杂而重要的任务，涉及到多个步骤和考虑因素。
通过收集数据、计算屏蔽厚度、选择合适的材料和设计防护方案，可以确保辐射水平在安全范围内。
然后通过监测和验证，保证防护效果的有效性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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≈1rem
P—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。
如果射线
照射工作场地邻近非职业射线照射工作人员的工作现场时，应考虑屏蔽的最大容许剂量当量按公众人员标准计算。
）
R—X射线源到操作者的距离，米
T—居留因子：全居留T=1（这是表示工作人员在工作场所停留情况的因子，分为全居留、部分居留、偶然居留三种情况。
全居留T=1是指经常有人员停留的地方所考虑的因子，适用于控制区，包括控制室、邻近的暗室、工作室、实验室、走廊、休息室和职业性照射人员常规使用的办公室，以及例如位于射线机房邻近建筑物中用于居留和商店、办公室、居住区、运动场、其他生产工作场所等；部分居留T=1/4是指有部分时间里有人员停留时考虑的因子，适用于非控制区，例如日常非职业性照射人员所用的公共走廊、公共房间、休息室、娱乐室、电梯、无人管理的停车场等；偶然居留T=1/16是指偶然有人员经过情况下考虑的因子，适用于非控制区，例如公共浴室、楼梯、自动电梯、行人、车辆通道等）
U—使用因子：充分使用U=1（这是表示射线利用程度的一个因素，分为充分使用、部分使用、不常使用三种情况。
充分使用U=1是指直接承受射线照射，例如透照室内直接受到有效射线束照射的门、墙、天花板、地面、窗口；部分使用U=1/4是指不直接受到射线照射，例如射线机房内不直接受到有效射线束照射的门、墙、天花板、地面、窗口；不常使用U=1/16是指基本上不受到有效射线的照射。
）
W—工作负荷：mA•min/周（指高压通电时间）（即每周的工作负担，在数值上等于每周工作时间与管电流的乘积）
计算出屏蔽透射量后在X射线减弱曲线图上查出相应管电压的所要求的屏蔽厚度（铅板或混凝土墙），考虑两倍的安全系数时则再加一个半价层厚度。
X射线减弱曲线图
管电压50-200KV的宽束X射线穿过铅(密度11.35g/cm3)的减弱曲线
管电压250-400KV的宽束X射线穿过铅(密度11.35g/cm3)的减弱曲线
管电压50-400KV的宽束X射线穿过混凝土(密度2.25g/cm3)的减弱曲线
[2]散射X射线的屏蔽：初级X射线照射到物体（这里指屏蔽物）时将有散射X射线发生，我们可以把散射体看作为辐射源，散射X射线照射量的大小一般用距离散射体1米处散射X射线照射量与入射初级X射线照射量之比来表示，它与初级射线的性质、射线源到物体的距离、散射体受初级射线照射的面积和散射角度等许多因素有关。
下表给出散射的S值与入射光子能量的关系：
散射屏蔽透射量Bs=(PRS12RS22/WST)(400/F) (在1米处) [单位：R/(mA•min)]
P—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
W—工作负荷：mA•min/周（指高压通电时间）
T—居留因子：全居留T=1
RS1—散射体到散射点的距离，米
RS2—射源到散射体的距离，米
F—散射面积，cm
S—散射面积为400cm2时离散射体1米处的散射辐射产生的照射量与入射辐射照射量之比400—测量S时的散射面积，cm2
对于0.5MeV以下的X射线可认为主要的散射X射线与初级X射线具有相同的减弱特性，计算出Bs值后可从X射线减弱曲线查得相应的屏蔽厚度。
例1：一台250KV的X光机，管电流5mA，探伤人员每天工作6h(高压通电时间)，每周工作5天，工作地点距X射线管焦点4米，求防护初级X射线的混凝土厚度。
W=It=5mA*60min*6h*5天=9000 mA•min/周
P=0.1rem/周
R=4m
U=1
T=1
B=(0.1*42)/(9000*1*1)=1.8*10-4rem/(mA•min)
在X射线减弱曲线图纵坐标查到B值并从该点作横坐标与250KV曲线相交得到混凝土厚度35cm，考虑两倍安全系数，增加一个混凝土半价层2.8cm，合计37.8cm
例2：承上题，散射体距X射线管焦点4米，散射面积400cm2，工作点距散射体1米，散射角60°，求防护散射X射线所需混凝土厚度。
P=0.1rem/周，RS1=1m，RS2=4m，W=9000 mA•min/周，F=400cm2，T=1
查看“散射的S值与入射光子能量的关系”得到：S=0.0019
Bs=(0.1*42*12*400)/(0.0019*9000*400)=0.09rem/(mA•min) 查得混凝土厚度11cm
例3：一台额定管电压250KV的X射线机在1米处1mA•min时产生的剂量X=0.02Sv，检测人员使用该机每周工作5天，每天开机工作时间为4小时，使用的管电流为5mA，工作人员所在的操作位置距离X射线机为4米，按照GB4792-1984的规定，防护一次射线的混凝土墙所需厚度T 是多少？
解：按照GB4792-1984的规定，为了限制随机效应的发生率，年剂量当量限值为50mSv，如果每年按照50周考虑工作时间，每周的剂量当量限值为HW=1mSv=1x10-3Sv，检测人员每周工作负荷为W=5天x4小时x60分钟/小时x5毫安=6000mA•min，混凝土对250KV的X射线的半值层厚度为
T0=28mm，根据在距离射线源1米处1mA•min时产生的剂量是0.02Sv，以及工作人员的距离为R=4米，首先计算在没有防护时工作人员所处位置的剂量H：H=X•W/R2=(0.02x6000)/42=7.5Sv
根据T=n•T0 这里n为T0的倍数，即H=2n•HW ,n=lg(H/ HW)/lg2=lg[7.5/(1x10-3)]/lg2=12.87 则T=12.87T0 =12.87x28=360.4mm，若考虑两倍的安全系数，则应再加一个半值层厚度，即：
T=360.4+28=388.4mm，从建筑工艺角度来说，可取整数400mm。
例4：同上题，如果采用铅板屏蔽，则铅板厚度T应为多少？
解：铅对250KV的X射线的半值层厚度为T0=0.88mm，因此T=12.87T0 =12.87x0.88=11.33mm，若考虑两倍的安全系数，则应再加一个半值层厚度，即：T=11.33+0.88=12.21mm，从商品化铅板标准规格角度来说，可取整数12.5或13mm。
概括而言，时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间，距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离，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足够厚度的屏蔽材料，其最终目标都是要使射线检测工作人员承受的辐射剂量在国家辐射防护安全标准规定的限值以下。
附表1：不同管电压时混凝土（密度2.35g/cm3）的铅当量（mm）
注：对于低能量的X射线，原子序数低的物质的散射效应远比铅为重要，因此在千伏低的时候，物质的铅当量值要高。
附表2：几种建筑材料在不同能量射线时的铅当量（单位：mm）。