X射線探傷機監(jiān)測與評價

1、云南省輻射環(huán)境監(jiān)督云南省輻射環(huán)境監(jiān)督站站TEL：087164142471主要內(nèi)容發(fā)現(xiàn)歷史簡介X射線產(chǎn)生原理介紹X射線探傷機工作原理X射線探傷工作場所的劃分及標準限值固定探傷與移動探傷監(jiān)測監(jiān)測中個人防護與安全結(jié)束語發(fā)現(xiàn)歷史簡介德國物理學家倫琴于1895年在研究陰極射線的時候，發(fā)現(xiàn)了一種奇特的射線，它能量高、穿透力強、能殺死細胞和組織。由于當時知其甚少，所以稱為X X射線射線，又叫倫琴射線倫琴射線。X X射線的問世，在醫(yī)學和工射線的問世，在醫(yī)學和工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到了業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應用，如透視、成像、探傷等），貝克勒爾與居里夫婦因發(fā)現(xiàn)貝克勒爾與居里夫婦因發(fā)現(xiàn)放射性榮獲放射性榮獲19031903

2、年諾貝爾物年諾貝爾物理學獎。理學獎。 2/37上世紀50年代 ，常規(guī)射線檢測基本技術(shù)和設(shè)備就得到了工業(yè)應用 。上世紀5070年代 ，射線檢測技術(shù)在原有的基礎(chǔ)上完善，在工業(yè)射線探傷中有了廣泛的應用。上世紀70年代以后，隨著計算機技術(shù)和圖像處理技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，射線檢測技術(shù)也進入了一個新的發(fā)展時代，CT技術(shù)、康普頓散射成像技術(shù)、數(shù)字射線照相技術(shù)、輻射數(shù)字成像技術(shù)等進入了工業(yè)射線探傷領(lǐng)域。工業(yè)射線探傷發(fā)展歷程工業(yè)射線探傷發(fā)展歷程 發(fā)展歷史簡介高壓電源高壓電源低壓電源低壓電源靶靶X射線6/37X射線產(chǎn)生原理介紹射線產(chǎn)生原理介紹5/37 X射線管單位時間內(nèi)所發(fā)出的連續(xù)射線管單位時間內(nèi)所發(fā)出的連續(xù)X射線

3、的全射線的全部能量的近似公式為部能量的近似公式為式中式中 0-常數(shù)常數(shù)(10-9)，I-管電流管電流(A)，Z-陽極靶陽極靶原子序數(shù)原子序數(shù)(鎢鎢Z=74)，U-管電壓管電壓(V)。 X射線管的轉(zhuǎn)換效率為射線管的轉(zhuǎn)換效率為其它轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芷渌D(zhuǎn)變?yōu)闊崮?0IZUEZUIUE0當當U=100kV時時 =0.7% 200kV 1.5% 300kV 2.2% 400kV 3% 1 MV 7%由此可見，提高管電壓可顯著提高轉(zhuǎn)換效率由此可見，提高管電壓可顯著提高轉(zhuǎn)換效率 長期長期tOeIII：穿透物件后的射線強度：穿透物件后的射線強度I0：穿透物件前的射線強度穿透物件前的射線強度 ：物質(zhì)對射線的吸收系數(shù)（

4、對同一材料為一常數(shù)）：物質(zhì)對射線的吸收系數(shù)（對同一材料為一常數(shù)） ：物件：物件的密度的密度t：物件的厚度：物件的厚度 測厚靈敏度可達測厚靈敏度可達0.010.001mm.厚度（密度）厚度（密度）穿透后的射線強度穿透后的射線強度8/37X射線探傷原理射線探傷原理 射線透過被檢物體時，有缺陷部位與無缺射線透過被檢物體時，有缺陷部位與無缺陷部位對射線上的吸收能力陷部位對射線上的吸收能力不同、因而在感不同、因而在感光膠片上的光膠片上的X光強弱不同（密度大的位置通過光強弱不同（密度大的位置通過的射線較小，經(jīng)過顯影后的膠片色調(diào)較淺、的射線較小，經(jīng)過顯影后的膠片色調(diào)較淺、反之則大，顯影后的膠片色調(diào)較黑）反之

5、則大，顯影后的膠片色調(diào)較黑） 工工件件 缺缺陷陷 膠膠片片 增增感感屏屏 暗暗合合 X 射射線線源源 缺缺陷陷影影象象 底底片片 有三個主要部件 X-射線管裝置 X-射線控制面板 高壓電纜。簡單地說簡單地說X X射線機射線機是由是由四部分四部分組成：射線發(fā)生器（組成：射線發(fā)生器（X X射線管）、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。射線管）、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。 X X射線探傷機射線探傷機按照結(jié)構(gòu)通常分為三類：按照結(jié)構(gòu)通常分為三類：便攜式便攜式X X射線機、移動式射線機、移動式X X射線機、固射線機、固定式定式X X射線機。射線機。 什么是什么是X X射線探傷？射線探傷？利用工件中水份、

6、密度和厚度不同，利用工件中水份、密度和厚度不同，X X射線穿過時減弱程度不同，從而對被射線穿過時減弱程度不同，從而對被檢工件的厚度、尺寸、特性作出判斷檢工件的厚度、尺寸、特性作出判斷的技術(shù)。的技術(shù)。工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護便攜式便攜式X射線機射線機移動式移動式X射線機射線機符合國家電氣安全要求有適當?shù)胤诸惖目刂泼姘逵凶銐蜷L的電纜 (從控制面板到X光機) 例如 20 m。有一個關(guān)鍵的控制面板以便預防誤操作。1 1、X X射線探傷機的輻射安全與防護要求射線探傷機的輻射安全與防護要求工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護2 2、X X射線探傷作業(yè)場所的輻射安

7、全與防護要求射線探傷作業(yè)場所的輻射安全與防護要求X X射線專用探傷室射線專用探傷室基本要求 迷宮式入口 墻壁厚度 房頂 天空散射照射 警示燈 緊急按鈕工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護移動式探傷移動式探傷必須將工作場所劃分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)。控制區(qū)邊界外空氣比釋動能率應低于15Gyh-1。在其邊界必須懸掛清晰可見的“禁止進入放射性工作場所”警示標識。作業(yè)結(jié)束后，必須用輻射劑量監(jiān)測儀進行監(jiān)測，確定放射源收回源容器后。工作人員方能攜帶探傷裝置離開現(xiàn)場。工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護 輻射預警信號 在源照射期間應有聲像指示 控制和監(jiān)測的范圍3 3、場地場地的安全

8、和報警系統(tǒng)的安全和報警系統(tǒng)工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護 防護區(qū)域必須有警示標示 入口必須有連鎖裝置4、場地場地報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護 必須在場地內(nèi)部和外部同時安裝伽瑪和聲音報警器。4 4、場地場地報警系統(tǒng)報警系統(tǒng) 當輻射源處于照射和X-射線裝置運行期間應該激活可視報警裝置A。 當門打開時應該有聲音警報。工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護 在防護區(qū)域內(nèi)要顯示劑量率 能響應伽瑪射線、X射線。4、場地場地報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護輻射防護三種辦法輻射防護三種辦法33/37

9、X X射線現(xiàn)場探傷射線現(xiàn)場探傷劃分控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)。將作業(yè)時被檢物體周圍的空氣比釋動能率在15Gyh-1以上的范圍內(nèi)劃為控制區(qū)。將作業(yè)時被檢物體周圍的空氣比釋動能率在1.5Gyh-1以上的范圍劃為監(jiān)督區(qū)。X射線探傷工作場所的劃分及標準限值射線探傷工作場所的劃分及標準限值24常用射線裝置及分類裝置類別裝置類別 裝裝 置置 名名 稱稱 類射線裝置類射線裝置 生產(chǎn)放射性同位素的加速器（制備生產(chǎn)放射性同位素的加速器（制備PET用用放射性藥物的除外）放射性藥物的除外）能量大于能量大于100兆電子伏的加速器兆電子伏的加速器II 類射線裝置類射線裝置 工業(yè)輻照類加速器工業(yè)輻照類加速器 工業(yè)探傷加速器工業(yè)探傷加

10、速器 安檢用加速器安檢用加速器 醫(yī)用加速器醫(yī)用加速器 制備制備PET用放射性藥物的加速器用放射性藥物的加速器 中子發(fā)生器中子發(fā)生器 其它加速器其它加速器X射線深部治療機、射線深部治療機、DSAX射線探傷機射線探傷機工業(yè)工業(yè)CT X射線探傷機射線探傷機10/37照射人員類別全身均勻照射職業(yè)照射個人20mSv/a公眾照射個人1mSv/a探傷工作人員及公眾的劑量限值探傷工作人員及公眾的劑量限值職業(yè)照射劑量限值任何工作人員的職業(yè)照射水平不得超過下述限值：a、由審管部門決定的連續(xù)5年的年平均有效劑量（但不可作任何追溯性平均），20mSv；b、任何一年中的有效劑量，50mSv；c、眼晶體的年當量劑量，15

11、0mSv；d、四肢（手和足）或皮膚的年當量劑量，500mSv。探傷工作人員及公眾的劑量限值探傷工作人員及公眾的劑量限值公眾照射劑量限值公眾照射劑量限值公眾所受到的平均劑量估計值不應超過下述限值：a、年有效劑量，1mSv；b、特殊情況下，如果5個連續(xù)年的年平均劑量不超過1mSv，則某一單一年份的有效劑量可提高到5mSv；c、眼晶體的年當量劑量，15mSv；d、皮膚的年當量劑量，50mSv。工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷的輻射監(jiān)測工業(yè)射線探傷的輻射監(jiān)測2 2、個人劑量監(jiān)測、個人劑量監(jiān)測1 1、作業(yè)場所輻射監(jiān)測、作業(yè)場所輻射監(jiān)測3 3、探傷機的防護性能監(jiān)測、探傷機的

12、防護性能監(jiān)測固定探傷與移動探傷監(jiān)測防護監(jiān)測儀器防護監(jiān)測儀器SV-7SV-7型數(shù)字式個人劑量儀型數(shù)字式個人劑量儀 SYJ-9311SYJ-9311型射線警報器型射線警報器 典型工作場所巡測儀典型工作場所巡測儀 熱釋光個人劑量計熱釋光個人劑量計 固定探傷與移動探傷監(jiān)測1 1、作業(yè)場所的防護監(jiān)測、作業(yè)場所的防護監(jiān)測固定式探傷作業(yè)場所的防護監(jiān)測固定式探傷作業(yè)場所的防護監(jiān)測周圍輻射水平巡測（發(fā)現(xiàn)輻射水平高的區(qū)域） * *X X射線射線探傷室屏蔽墻外探傷室屏蔽墻外30cm30cm處空氣比釋動能率不大于處空氣比釋動能率不大于 2.5Gyh2.5Gyh-1-1定點監(jiān)測：射線照射方向，防護門，工作人員操作位，附

13、近人員活動位置，可能因大氣反散射造成地面劑量較高區(qū)域。監(jiān)測周期：一年一次。結(jié)果評價固定探傷與移動探傷監(jiān)測移動式探傷作業(yè)場所的放射防護監(jiān)測移動式探傷作業(yè)場所的放射防護監(jiān)測分區(qū)（控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)）監(jiān)測周期（新開展現(xiàn)場射線探傷的單位，每年抽檢1次； 在居民區(qū)進行的現(xiàn)場探傷，發(fā)現(xiàn)個人劑量超過5mSv/3月）固定探傷與移動探傷監(jiān)測 所有職業(yè)照射工作人員配備合適的個人劑量監(jiān)控設(shè)備 (如 TLD。 注意: 膠片劑量計對濕度和溫度敏感，在有些場所可能不宜采用)2 2、個人劑量監(jiān)測與評價、個人劑量監(jiān)測與評價許可證持有者應保證： 要求這些工作人員在進行探傷時必須正確佩帶（或使用）個人劑量監(jiān)控設(shè)備。個人劑量監(jiān)測個人劑

14、量監(jiān)測固定探傷與移動探傷監(jiān)測 輻射劑量率高時立即發(fā)出警報聲。個人劑量監(jiān)控設(shè)備個人劑量監(jiān)控設(shè)備報警劑量率儀：注意: 在嘈雜的工作環(huán)境采用聲音警報器要小心，聲音警報器總是與測量儀同時使用。固定探傷與移動探傷監(jiān)測X X射線探傷機泄漏射線空氣比釋動能率監(jiān)測射線探傷機泄漏射線空氣比釋動能率監(jiān)測X射線裝置在額定工作條件下，距X射線管焦點1m處的漏射線空氣比釋動能率應符合下表要求。工業(yè)射線探傷輻射安全與防護工業(yè)射線探傷輻射安全與防護固定探傷與移動探傷監(jiān)測1、固定式探傷、固定式探傷(1)探傷室應盡量設(shè)在單獨的房間內(nèi)。探傷室的建筑應充分考慮探傷室應盡量設(shè)在單獨的房間內(nèi)。探傷室的建筑應充分考慮直射、散射和屏蔽物材

15、料和結(jié)構(gòu)等各種因素并按要求確定防護直射、散射和屏蔽物材料和結(jié)構(gòu)等各種因素并按要求確定防護厚度。厚度。(2)操作間必須與探傷室分開，輻射防護墻外操作間必須與探傷室分開，輻射防護墻外5cm處劑量率應小處劑量率應小于于2.5Gyh-1。為了排除臭氧，探傷室應有良好的通風，換氣為了排除臭氧，探傷室應有良好的通風，換氣次數(shù)應不低于次數(shù)應不低于3次次h。(3）人員人員出入通道可采用迷路形式。在設(shè)置觀察窗時，出入通道可采用迷路形式。在設(shè)置觀察窗時， 觀察窗應具有屏蔽墻相等效果。觀察窗應具有屏蔽墻相等效果。固定探傷與移動探傷監(jiān)測1、固定式探傷（續(xù)）、固定式探傷（續(xù)）(4)探傷室工作人員入口和被探傷物件出入口應

16、設(shè)置固定的探傷室工作人員入口和被探傷物件出入口應設(shè)置固定的電離輻射警告標志和工作狀態(tài)指示燈箱。源處于探傷狀態(tài)電離輻射警告標志和工作狀態(tài)指示燈箱。源處于探傷狀態(tài)時，工作人員進口處應有紅燈顯示。時，工作人員進口處應有紅燈顯示。(5)探傷室入口處及被探物件出入口處必須設(shè)置聲光報警裝探傷室入口處及被探物件出入口處必須設(shè)置聲光報警裝置，該裝置在置，該裝置在射線探傷機工作時應自動接通，有聲音警射線探傷機工作時應自動接通，有聲音警示，燈箱應醒目顯示示，燈箱應醒目顯示“禁止入內(nèi)禁止入內(nèi)”，并能在有人通過時自，并能在有人通過時自動將放射源收回源容器。動將放射源收回源容器。固定探傷與移動探傷監(jiān)測1、固定式探傷（續(xù)

17、）、固定式探傷（續(xù)）(6)輻射防護門的防護性能應與同側(cè)墻相同，其外輻射防護門的防護性能應與同側(cè)墻相同，其外5cm處的劑量率處的劑量率應小于應小于2.5Gyh-1，并安裝門并安裝門-機聯(lián)鎖裝置和工作指示燈，即室內(nèi)機聯(lián)鎖裝置和工作指示燈，即室內(nèi)輻射水平升高時門開不了，人進不去。輻射水平升高時門開不了，人進不去。(7)機房內(nèi)安裝固定式劑量儀，探頭設(shè)在探傷室內(nèi)，劑量率水平應機房內(nèi)安裝固定式劑量儀，探頭設(shè)在探傷室內(nèi)，劑量率水平應顯示在控制機房內(nèi)。顯示在控制機房內(nèi)。(8)應配置便攜式輻射檢測報警儀，該報警儀應與防護門鑰匙、探應配置便攜式輻射檢測報警儀，該報警儀應與防護門鑰匙、探傷裝置的安全鎖鑰匙串結(jié)一起。

18、傷裝置的安全鎖鑰匙串結(jié)一起。探傷室外探傷作業(yè)流程圖及產(chǎn)污環(huán)節(jié)工件送入探傷室固定探傷前準備（標記，安放膠片）設(shè)置探傷警戒區(qū)域?qū)⑷藛T離開機房，關(guān)閉探傷室門探傷機放在工件檢驗部位設(shè)定探傷參數(shù)，X射線裝置曝光（探傷）探傷結(jié)束后，進入探傷室移走探傷機，取片洗片、評片、出探傷報告X射線、O3廢顯影液、定影液、廢膠片探傷前準備（標記，安放膠片）圖6-3：云南化工機械有限公司固定探傷輻射區(qū)域劃分 北北 圖 例測點 鉛門 普通門 北北圖 例測點 鉛門 普通門云南化工機械有限公司固定探傷輻射區(qū)域劃分圖 例測點 鉛門 普通門北北 X 線線探傷機 移動探傷移動探傷方向距離(m)15102030405060801001

19、20正前方191560.35.131.811.911.030.590. 370.180.0290.007左前4532.13.270.720.0570.0220.0230.009-右前4531.53.290.720.210.0610.0220.008-左908.941.530.310.0610.0180.0180.008-右909.571.590.330.0650.0200.008-正后方2.770.310.150.0350.0160.007-監(jiān)測情況：使用探傷機為XXQ - 2505型移動式工業(yè)X射線探傷機，工作電壓為240kV、電流5mA，在一平坦開闊場地，控傷機前不設(shè)式件。（資料來源:中國

20、輻射衛(wèi)生2007年9月,第十六卷第3期） 室外X射線探傷機周圍環(huán)境輻射場劑量當量率(mGy/h )輻射場劑量分布可看出, 在240kV、電流5mA定向式X射線探傷機工作時，控制區(qū)邊界劃分范圍大約為以探傷機X射線管焦點為起點,有用X射線束照射方向的正前方約110m處，左右側(cè)90約45m，正后方約35m處。監(jiān)督區(qū)為：X射線束照射方向的正前方約260m處，左右前122m，左右側(cè)90約115m，正后方約86m處。移動探傷管理區(qū)劃分移動探傷管理區(qū)劃分方向距離(m)151020304050正前方111.73.520.3000.1050.0830.0600.034左前451.870.190.0420.003-右前451.840.190.0420.012-左900.520.0890.0180.004-右900.560.0890.0190.004-正后方0.160.0180.0090.002-按一次受照時間5min，2505探傷機為例，分析在處于探傷機正前方不同距離所