某周向工业X射线探伤机辐射环境影响探讨.docx

某周向工业X射线探伤机辐射环境影响探讨 刘辰 张厚军摘要：针对MG165/2.25型工业X射线探伤机，进行了辐射环境影响预测，依据计算结果进行了分析，为探伤室工作人员和公众防护提供参考与依据关键词：周向；X射线；探伤机；辐射环境影响人类对电离辐射的应用，涵盖了从核电生产到医疗、工业、农业等各个方面，其中在工业方面最早建立起来的应用之一就是无损检测工业照相提供了一种检测物质结构、性质是否完好的方法，主要用在容器，管道，焊点、铸件等的检测这些设备的完整性不仅会影响产品的安全质量，也会对工人、公众、环境造成一定的影响[1]航天工业发动机结构件大量采用焊接工艺，发动机产品中所有Ⅰ、Ⅱ级焊缝，需要进行百分之百X射线检测，检测任务量很大，但目前数字化检测水平较低，缺少配套于焊接工艺研发的数字射线照相检测设备，难以满足新型发动机的金属结构焊缝质量检测的数字化水平某周向工业探伤机可以用于航天发动机的无损检测，采用IP板代替传统胶片，提高检测质量，满足新型发动机关键检测工序快速响应试制的数字化、高灵敏度的检测需求工业探伤机开机时对周围环境的X射线辐射影响主要有3类：第1类是初级X射线透过工件造成环境辐射影响；第2类是X射线被工件散射产生次级X射线即散射线；第3类是X射线探伤机开机时产生漏射线对环境造成辐射影响[2]。

而且工业X 射线探伤机运行过程中，X 射线照空气可使空气内产生臭氧和氮氧化物[3]本文通过计算探讨某周向工业探伤机的辐射环境影响，为探伤室工作人员和公众防护提供参考依据1 探伤室及MG165/2.25型工业探伤机相关参数探伤室及MG165/2.25型工业探伤机最大管电压160 kV，最大管电流6 mA，周向照射，位于探伤室内X射线厂房2 X射线辐射影响预测2.1初级屏蔽墙外0.3m处剂量率该探伤室使用MG165/2.25X射线探伤机，为周向照射，探伤室南墙、北墙和室顶应考虑有用线束的照射[4]X射线探伤机的管电压160kV，根据《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T 250-2014），采用内插法估计该机距辐射源点（靶点）1m处最大输出量为20.4mGym2mA-1min-1南墙和北墙的屏蔽物质厚度分别为500 mm混凝土、600 mm混凝土，透射因子B均为10-6，辐射源点（靶点）至关注点的距离R分别为2.8m和8.9m根据《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T250-2014）相关公式，南墙和北墙外30 cm处剂量率分别为0.93 μSv/h和0.09 μSv/h2.2 探伤时散射的剂量率东墙、西墙、货物进出门和人员进出门外的屏蔽物质厚度分别为300 mm混凝土、350 mm混凝土、140 mm铅和30 mm铅，透射因子B分别为410-5、910-6、10-6和10-6，辐射源点（靶点）至关注点的距离R分别为3.6 m、5.65 m、5.44 m和3.33 m。

根据GBZ/T 250-2014 B.4.2，R02/Fα保守取50根据《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T250-2014）相关公式，东墙和西墙外30 cm处散射辐射剂量率分别为0.4μSv/h和0.04 μSv/h，货物进出门外30 cm和人员进出门外30 cm散射辐射剂量率分别为4.4610-3 μSv/h和0.01 μSv/h2.3探伤时漏射的剂量率根据GBZ/T250-2014中表1，X射线探伤机管电压在150～200kV之间时，距靶点1m处的泄露辐射剂量率取值为2500μSv/h）根据《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》（GBZ/T250-2014）相关公式可计算出屏蔽设施外周围漏射剂量率，东墙和西墙外30 cm处散射辐射剂量率分别为7.7210-3 μSv/h和7.0410-4 μSv/h，货物进出门外30 cm和人员进出门外30 cm散射辐射剂量率分别为8.4410-5 μSv/h和2.2510-4 μSv/h2.4 探伤机工作人员及公众在各关心点的剂量率对初级辐射（透射）、散射辐射和漏射辐射在工作人员及公众的剂量率进行汇总南墙、北墻、东墙、西墙、货物进出门和人员进出门外30 cm的总剂量率分别为0.4 μSv/h、0.93 μSv/h、0.04 μSv/h、0.09 μSv/h、4.5410-3 μSv/h、0.01μSv/h和11.3μSv/h。

2.5剂量估算（1）辐射工作人员受照剂量X射线厂房探伤机工作时所致控制室内工作人员最大剂量率为0.4μSv/h，工作人员的最大附加剂量分别为0.056mSv/a远小于2mSv/a的剂量限值2）公众受照剂量X射线厂房南墙外0.3m公众受照剂量最大，为0.03mSv/a，小于在本项目的公众剂量限值0.1mSv/a3 辐射照射产生的有害气体预测3.1臭氧3.1.1有用线束的O3 产额根据相关文献[5]，计算有用射线束所致O3 产额3.1.2泄漏辐射的O3 产额将泄漏辐射看成为4π 方向均匀分布的点源（包括有用束区限定的空间区），并考虑探伤室墙壁的散射线使室内的O3 产额增加10%，=0.375Gy/min，R=10m（最大值），θ=+20?/-20?，G=10，容积V≈400m3有用线束P=5.5mg/h，X射线厂房泄漏辐射的P=0.092mg/h二项合计，P 总=5.6mg/h3.1.3 臭氧浓度探伤室内的产生臭氧一部分由通风系统排到室外，另一部分自然分解正常通风时探伤室的换气次数达到4.7 次/h，即tv≈0.2h/次由式（9）计算得T 为0.16h当t>>T 时，臭氧达饱和浓度，由式（8）得到X射线厂房在正常排风时探伤室内的臭氧浓度分别为2.210-3mg/m3，远远低于工作场所中O3 浓度限值【《工作场所有害因素职业接触限值-化学有害因素》（GBZ2.1-2007），浓度限值为0.3mg/m3】。

探伤室内臭氧通过排风系统由排气筒排放，经过大气的稀释和扩散作用其浓度进一步降低，远低于大气环境质量标准中O3 浓度限值【《环境空气质量标准》（GB3095-2012），1h 平均浓度为0.2mg/m3】，对周围大气环境的影响十分轻微3.2氮氧化物在多种氮氧化物（NOx）中，以NO2 为主，其产额约为O3 的一半工作场所中NO2 的浓度限值（GBZ2.1-2007，浓度限值为5mg/m3）超出O3 的10 多倍，环境空气中其浓度限值（《环境空气质量标准》（GB 3095-2012），1h 平均浓度为0.2mg/m3与O3的浓度限值相同因而，NOx 的产生和排放对周围大气环境的影响很小4 结论与建议经预测分析，X射线厂房辐射工作人员所受年剂量分别0.056mSv/a，公众受照剂量最大为0.03mSv/a，均低于职业工作人员2mSv/a，公众人员0.1mSv/a的剂量约束限值辐射照射产生的臭氧和氮氧化物浓度很低，对周围大气环境的影响十分轻微建议健全放射防护管理组织和规章制度，制订详尽的放射事故或放射突发事件应急预案，加强应急人员的培训和应急演习训练，以应对各种意外事故的发生操作人员必须经过放射防护知识和工业探伤专业知识培训，并经考核合格后方可上岗。

从事放射的工作人员必须按规定开展个人剂量监测，监测周期为每三个月测读一次个人剂量计根据国家有关规定，该工业X 射线探伤机房正常运行后，必须进行放射工作场所及周围环境辐射水平检测，由建设单位自行组织竣工验收合格后，该项目方可正式投入使用参考文献：[1]沈樂园，曹璐璐，刁端阳. 个人剂量监测在辐射安全管理中的应用[J].中国辐射卫生，2013，22（4）：431-434.[2]李德平，潘自强.辐射防护手册：第一分册：辐射源与屏蔽[M]北京：原子能出版社，1987.[3]王厉秦都，姜铖，李荣霞. 某X- 射线探伤室的屏蔽计算分析[J].环境科学与技术，2016，39（s2）：498-503.[4]苏静，冯泽臣，孟斌，李海亮，X 射线探伤室辐射屏蔽探讨[J].2017，26（4）：394-398.[5]王时进，娄云. 辐射所致臭氧的估算与分析[J]. 中华放射医学与防护杂志.1994，14（2）：101-103. -全文完-。