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　　摘要：本文对 X 射线探伤装置进行了概述，并针对 X 射线探伤装置产生的 X 射线提出了辐射屏蔽的计算方法，明确了 X 射线的其他防护措施，为 X 射线辐射防护提供参考。

　　关键词：X 射线探伤;辐射屏蔽;辐射防护

　　一、 X 射线探伤装置的概述

　　X 射线探伤装置是指包括 X 射线管头组装体、控制箱及连接电缆在内的对物体内部结构进行 X 射线摄影或断层检查的设备总称 [1]。X 射线探伤装置按照 X 射线发射的方向和窗口范围可分为定向式和周向式;按安装形式可分为固定式和移动式。X 射线探伤装置的工作原理主要是利用不同材料对 X 射线的吸收和散射作用不同而使胶片感光不一样，从而在底片上形成黑度不同的影像，并据此来判断材料内部的缺陷。

　　二、 X 射线探伤装置的辐射屏蔽设计以固定式

　　X 射线探伤装置辐射屏蔽设计为例进行说明。固定式 X 射线探伤装置一般安装在探伤室内。探伤室是用于 X 射线探伤工作具有屏蔽结构以保障室外场所辐射安全的专用 X 射线探伤装置照射室 [2]。探伤室应充分考虑周围的放射安全。

　　(一)X 射线探伤装置参数确定 X 射线探伤装置的设备参数和运行工况参数是进行辐射屏蔽设计的关键。X 射线探伤装置的设备参数主要包括管电压、管电流、主照射方向等;运行工况参数主要包括每片拍片时间、每天拍片数量、周工作天数、周工作负荷、年工作天数等。由于不同 X 射线装置的设备参数和运行工况存在差异，在进行辐射屏蔽设计时，需要对上述参数予以明确。

　　(二)剂量当量率参考控制水平确定 1. 探伤室墙和门外剂量率参考控制水平探伤室墙和门外剂量率参照下列限值，取其最小者作为剂量率参考控制水平： a)关注点的最高剂量率参考控制水平取 2.5μSv/h。 b)以周剂量当量率导出的剂量率参考控制水平。按公式(1)进行计算： (1)式中：Hc,d—由周剂量当量率导出的剂量率参考控制水平，μSv/h;Hw—周剂量当量率，μSv/ 周;I—探伤装置在最大管电压下的最大管电流，mA;U—探伤装置向关注点照射的使用因子，无量纲，根据探伤装置照射方向而定;T—人员在关注点驻留的居留因子，无量纲，全居留时取 1，部分居留时取 1/2 ～ 1/5，偶然居留时取 1/8 ～ 1/40;W—探伤装置的周工作负荷，mA·min/ 周。 2. 探伤室屋顶的剂量率参考控制水平对于不需人员到达的探伤室屋顶，探伤室屋顶外表面 30cm 处的剂量率参考控制水平取 100μSv/h。对于上方已建、拟建建筑物或探伤室旁邻近建筑物在自靶点至探伤室顶内表面边缘所张立体角区域内时，距探伤室屋顶外表面 30cm 处和在该立体角区域内的高层建筑中人物居留处的剂量率参照探伤室墙和门外的控制水平。

　　(三)探伤室屏蔽设计对于探伤室内 X 射线探伤装置产生的 X 射线，主要考虑有用线束、散射、漏射等辐射的屏蔽。对于有用线束照射的整个墙面均考虑有用线束屏蔽，不考虑进入有用线束区的散射和漏射辐射。对于散射考虑以 0°入射探伤工件的 90°散射辐射。对于存在泄露辐射和散射辐射的复合作用时，分别估算泄漏辐射和散射辐射，当它们的屏蔽厚度相差一个什值层厚度(TVL)或更大时，采用其中较厚的屏蔽，当相差不足一个什值层厚度时，则在较厚的屏蔽上增加一个半值层厚度(HVL)。

　　1、 有用线束的屏蔽探伤室内有用线束的屏蔽设计可通过查表法和估算法进行计算。查表法和估算法的共同之处是均需要通过公式(2)计算出屏蔽透射因子;不同之处在于查表法可以根据典型的透射曲线查出所需的屏蔽厚度，而估算法是根据公式(3)计算所需的屏蔽厚度。屏蔽透射因子和辐射屏蔽厚度估算公式分别见公式(2)和公式(3)。 (2) (3)式中：B—屏蔽透射因子，无量纲;Hc—关注点的剂量参考控制水平，μSv/h;R—靶点至关注点的距离，m;H0—距靶点 1m 处的输出量，μSv·m2 /(mA·h);X—屏蔽厚度，mm; TVL—探伤装置最大管电压对应的什值层厚度，mm。

　　2、 漏射的屏蔽漏射的屏蔽设计首先通过公式(4)计算屏蔽透射因子，再根据式(3)计算所需的屏蔽厚度。 (4)式中：HL—距靶点 1m 处 X 射线管组装体的泄露辐射剂量率，μSv/h。

　　3、 散射的屏蔽散射的屏蔽设计首先通过公式(5)计算屏蔽透射因子，再根据式(3)计算所需的屏蔽厚度。 (5)式中：Rs—散射体至关注点的距离，m;F—R0 处的辐射野面积，m2 ;a—散射因子，无量纲。注：对于公式(5)，当 X 射线探伤装置圆锥束中心轴和圆锥边界的夹角为 20°时，式(4)中的 R0 2 /F·a 取 60(150kV)和 50(200kV ～ 400kV)。

　　三、 X 射线探伤装置的其他防护措施

　　(一) 防护分区划分为降低 X 射线探伤装置在工作过程中产生的 X 射线对作业人员的影响，对 X 射线探伤工作场所实行分区管理。一般将探伤室墙壁围成的内部区域划分为控制区，与墙壁外部相邻区域划分为监督区。

　　(二)门机联锁及警示标识探伤室设置门 - 机联锁装置，并保证在门关闭后 X 射线装置才能进行探伤作业;门 - 机联锁装置的设置方便探伤室内部的人员在紧急情况下离开探伤室。探伤室内安装紧急停机按钮或拉绳，确保出现紧急事故时，能立即停止照射。探伤室门口和内部同时设置显示“预备”和“照射”状态的指示灯和声音提示装置。照射状态指示装置与 X 射线探伤装置联锁。探伤室防护门上设置电离辐射警告标识和中文警示说明，工作场所设置电离辐射危害告知卡。

　　(三)个体剂量控制工作场所内配备个体剂量计、个人剂量报警仪等。工作人员进入探伤室时除佩戴常规个人剂量计外，还应配备个人剂量报警仪。当辐射水平达到设定的报警水平时，剂量仪报警，工作人员立即离开探伤室，同时阻止其他人员进入探伤室。定期将个人剂量计送有资质的单位进行检测和评估，确保工作人员接触的辐射剂量满足国家要求。

　　四、小结

　　通过对辐射屏蔽的计算方法和辐射防护措施的介绍，为 X 射线装置辐射防护提供技术参考。X 射线辐射防护是一项长期坚持不懈的工作，应引起高度重视。设计单位和建设单位应各司其职，设计单位做好辐射屏蔽设计，建设单位做好使用人员的管理，确保作业人员和公众的职业接触剂量满足标准要求，保证从业人员和公众的健康和安全。

　　参考文献：

　　[1]GBZ 117-2015, 工业 X 射线探伤放射防护要求 [S].

　　[2]GBZ/T 250-2014, 工业 X 射线探伤室辐射屏蔽规范 [S].

　　[3]GBZ 128-2016, 职业性外照射个人监测规范 [S].

　　《工业 X 射线探伤装置辐射屏蔽与防护研究》来源：《中国战略新兴产业》，作者：郑程。