X射線防護(hù)的基本方法

1、X射線防護(hù)的根本方法對丁射線檢測人員,主要考慮的是外照射的輻射防護(hù),通過防護(hù)限制外照射 的劑量,使其保持在合理的最低水平,不超過國家輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的劑量 當(dāng)量限值.射線防護(hù)的三要素是距離、時(shí)間和屏蔽,或者說射線防護(hù)的主要方法是時(shí)間 防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù),俗稱為射線防護(hù)的三大方法,其原理如下：§ 3.1時(shí)間防護(hù)時(shí)間防護(hù)的原理是：在輻射場內(nèi)的人員所受照射的累積劑量與時(shí)間成正比, 因此,在照射率不變的情況下,縮短照射時(shí)間便可減少所接受的劑量,或者 人們在限定的時(shí)間內(nèi)工作,就可能使他們所受到的射線劑量在最高允許劑量 以下,保證人身平安僅在非常情況下采用此法,從而到達(dá)防護(hù)目的.時(shí)間防護(hù)的

2、要點(diǎn)是盡量減少人體與射線的接觸時(shí)間縮短人體受照射的時(shí)間.根據(jù)：劑量=劑量率x時(shí)間,因此可根據(jù)照射率的大小確定容許的受照射時(shí) 問.例題1:射線檢測工作人員所處位置在有輻照的情況下該位置的劑量率為 50x10-6Sv/h,根據(jù)GB4792-1984的規(guī)定,為了限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率,年劑 量當(dāng)量限值為50mSv如果每年根據(jù)50周考慮工作時(shí)間,那么每周的劑量當(dāng)量 限值為1mSv=1x10Sv,那么工作人員每周可工作的小時(shí)數(shù)是多少？解：1x10 -3Sv/50x10 -6Sv/h=20h例題2:根據(jù)GB4792-1984的規(guī)定,為了限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率,年劑量當(dāng) 量限值為50mSv如果每年根據(jù)50周考慮

3、工作時(shí)間,那么每周的劑量當(dāng)量限值 為1mSv=1x10Sv,射線檢測工作人員每周工作時(shí)間如果是 24h,那么工作人員 所處位置在輻照時(shí)的最大劑量率不能超過多大？解：1x10-3Sv/ 24h=41.6x10 -6 Sv/h§ 3.2距離防護(hù)距離防護(hù)是外部輻射防護(hù)的一種有效方法,采用距離防護(hù)的射線根本原理是 首先將輻射源是作為點(diǎn)源的情況下,輻射場中某點(diǎn)的照射量、吸收劑量均與 該點(diǎn)和源的距離的平方成反比,我們把這種規(guī)律稱為平方反比定律,即輻射 強(qiáng)度隨距離的平方成反比變化在源輻射強(qiáng)度一定的情況下,劑量率或照射 量與離源的距離平方成反比.增加射線源與人體之間的距離便可減少劑量 率或照射量,或

4、者說在一定距離以外工作,使人們所受到的射線劑量在最高 允許劑量以下,就能保證人身平安.從而到達(dá)防護(hù)目的.距離防護(hù)的要點(diǎn)是 盡量增大人體與射線源的距離.平方反比定律可用公式說明：I a/I b=Fb2/F；,式中：I A-距離A處的射線強(qiáng)度； I B-距離B處的射線強(qiáng)度；Fb-射線源到B處的距離；Fa-射線源到A處的距離. 該公式說明射線一定時(shí),兩點(diǎn)的射線強(qiáng)度,與它們的距離平方成反比,顯然, 隨著距離的增大將迅速減少受輻照的劑量.不過要注意：上述的關(guān)系式適用 丁沒有空氣或固體材料的點(diǎn)射線源,實(shí)際上的射線源都是有一定體積的,并 非理想化的點(diǎn)源,而且還必須注意到輻射場中的空氣或固體材料會(huì)使射線產(chǎn) 生

5、散射或吸收,不能忽略射源附近的墻壁或其他物體的散射影響,使得在實(shí) 際應(yīng)用時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)卦龃缶嚯x以保證平安.例題1:輻照場中距離射線源2米處的劑量率為90x10-6Sv/h,射線檢測工作 人員每周工作時(shí)間如果是25h,根據(jù)GB4792-1984的規(guī)定,為了限制隨機(jī)效 應(yīng)的發(fā)生率,年劑量當(dāng)量限值為 50mSv如果每年根據(jù)50周考慮工作時(shí)間, 那么每周的劑量當(dāng)量限值為1mSv=1x10Sv,那么工作人員與射線源的最小距離應(yīng) 為多少？解：首先計(jì)算工作人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在距離射線源某處時(shí)每小時(shí)允許接受到的劑量率：1x10-3Sv/25h=40 x10 -6Sv/h ,設(shè)此允許的劑量率為12,距離 為D2,題意

6、中的D=2米,劑量率I 1=90x10-6Sv/h ,那么根據(jù)平方反比定律：I 1/I 2=D2/Di2,可以求得 D2=3 米例題2:輻照場中距離射線源2米處的劑量率為180x10-6Sv/h,工作人員與 射線源的距離為3米,根據(jù)GB4792-1984的規(guī)定,為了限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生 率,年劑量當(dāng)量限值為50mSv如果每年根據(jù)50周考慮工作時(shí)間,每周的劑 量當(dāng)量限值為1mSv=1x10Sv,那么射線檢測工作人員每周工作時(shí)間不應(yīng)超過多 少小時(shí)？解：首先根據(jù)平方反比定律求得工作人員所處位置的劑量率=180x10-6Sv/hx2 2/3 2=80x10-6Sv/h ,然后再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許劑量當(dāng)量

7、限 值計(jì)算得到：1x10 -3Sv/ 80x10 -6Sv/h=12.5h§ 3.3屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù)的原理是：射線包括穿透物質(zhì)時(shí)強(qiáng)度會(huì)減弱,一定厚度的屏蔽物質(zhì) 能減弱射線的強(qiáng)度,在輻射源與人體之間設(shè)置足夠厚的屏蔽物屏蔽材料, 便可降低輻射水平,使人們在工作所受到的劑量降低最高允許劑量以下,確 保人身平安,到達(dá)防護(hù)目的.屏蔽防護(hù)的要點(diǎn)是在射線源與人體之間放置一 種能有效吸收射線的屏蔽材料.對丁 X射線常用的屏蔽材料是鉛板和混凝土墻,或者是徹水泥添加有硫酸 徹-也稱重晶石粉末的水泥墻.屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值層半價(jià)層的概念.在X射線檢測中利 用的是寬束X射線,下表給出了寬束X射線

8、在鉛和混凝土中的近似半價(jià)層厚 度Ti/2和1/10價(jià)層厚度T1/10.注意：由丁鉛板的純度及純潔度、混凝土的配 方以及組織結(jié)構(gòu)上必然存在的差異,因此表中給出的半價(jià)層厚度只能作為參考值,在實(shí)際應(yīng)用中必須考慮增加保險(xiǎn)量.岫減、寬X射線束的近似半價(jià)層厚度Ti/2和1/10價(jià)層厚度T1/10峰值電壓KVT1/2 cmT1/10 cm鉛匚混凝土鉛混凝土500.0060.430.0171.5700.017r 0.840.0522.8750.017r 0.841000.0271.60.0886.31250.0282.00.0936.61500.0302.240.0997.42000.0522.50.178.

9、42500.0882.80.299.43000.1473.10.4810.94000.2503.30.8310.95000.3603.61.1911.71000(1MV)0.7904.42.614.72000(2MV)1.256.4在屏蔽防護(hù)計(jì)算中,需要考慮兩個(gè)方面的因素,即由射線源直接穿過屏蔽物 的初級輻射屏蔽,還有射線在屏蔽物上引起的散射輻射也是需要考慮屏蔽 的.下面結(jié)合具體例題予以說明：1初級X射線屏蔽：首先確定屏蔽透射量,然后根據(jù)由實(shí)驗(yàn)測量得到的射線減 弱曲線求出所需要的屏蔽層厚度.屏蔽透射量b=pRwut式中：B X射線的屏蔽透射量 R/mA?min在1米處數(shù)值上：1F81remP每

10、周最大容許劑量當(dāng)量：職業(yè)性照射為P=0.1rem/周；放射性工作場所鄰近人員 P=0.01rem/ 周注：根據(jù)GB4792-1984?放射衛(wèi)生防護(hù)根本標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定放射性工作人員受到全 身均勻照射時(shí)的年劑量當(dāng)量不應(yīng)超過 5rem, 一年365天共52周,按國家法定工 作時(shí)間即扣除周六、日和法定節(jié)假日應(yīng)為 250天約36周,但為了從嚴(yán)考慮例如加班,取50周計(jì)算得到0.1 rem/周的限值,公眾人員個(gè)人受到的年劑 量當(dāng)量應(yīng)低丁 0. 5rem,即為0.1 rem/周的限值.如果射線照射工作場地鄰近非 職業(yè)射線照射工作人員的工作現(xiàn)場時(shí),應(yīng)考慮屏蔽的最大容許劑量當(dāng)量按公眾人 員標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算.R X射線源到操作

11、者的距離,米T一居留因子：全居留T=1 這是表示工作人員在工作場所停留情況的因子,分 為全居留、局部居留、偶然居留三種情況.全居留T=1是指經(jīng)常有人員停留的地 方所考慮的因子,適用丁限制區(qū),包括限制室、鄰近的暗室、工作室、實(shí)驗(yàn)室、 走廊、休息室和職業(yè)性照射人員常規(guī)使用的辦公室,以及例如位丁射線機(jī)房鄰近建筑物中用丁居留和商店、辦公室、居住區(qū)、運(yùn)動(dòng)場、其他生產(chǎn)工作場所等；部 分居留T=1/4是指有局部時(shí)間里有人員停留時(shí)考慮的因子,適用丁非限制區(qū),例如日常非職業(yè)性照射人員所用的公共走廊、公共房間、休息室、娛樂室、電梯、 無人治理的停車場等；偶然居留T=1/16是指偶然有人員經(jīng)過情況下考慮的因子, 適

12、用丁非限制區(qū),例如公共浴室、樓梯、自動(dòng)電梯、行人、車輛通道等U使用因子：充分使用U=1 這是表示射線利用程度的一個(gè)因素,分為充分使 用、局部使用、不常使用三種情況.充分使用 U=1是指直接承受射線照射,例如 透照室內(nèi)直接受到有效射線束照射的門、墻、天花板、地面、窗口；局部使用 U=1/4是指不直接受到射線照射,例如射線機(jī)房內(nèi)不直接受到有效射線束照射的 門、墻、天花板、地面、窗口；不常使用 U=1/16是指根本上不受到有效射線的 照射.VA工作負(fù)荷：mA?min 指高壓通電時(shí)間即每周的工作負(fù)擔(dān),在數(shù)值上等 丁每周工作時(shí)間與管電流的乘積計(jì)算出屏蔽透射量后在X射線減弱曲線圖上查出相應(yīng)管電壓的所要求的

13、屏蔽厚 度鉛板或混凝土墻,考慮兩倍的平安系數(shù)時(shí)那么再加一個(gè)半價(jià)層厚度.X射線減弱曲線圖管電壓50-200KV的寬束X管電壓250-400KV的寬束 管電壓50-400KV的寬束射線穿過鉛密度X射線穿過鉛密度X射線穿過混凝土密度11.35g/cm3的減弱曲線11.35g/cm3的減弱曲線2.25g/cm3的減弱曲線2散射X射線的屏蔽：初級X射線照射到物體這里指屏蔽物時(shí)將有散射X射線發(fā)生,我們可以把散射體看作為輻射源,散射X射線照射量的大小一般用距 離散射體1米處散射X射線照射量與入射初級X射線照射量之比來表示,它與初 級射線的性質(zhì)、射線源到物體的距離、散射體受初級射線照射的面積和散射角度 等許多

14、因素有關(guān).下表給出散射的 S值與入射光子能量的關(guān)系：散射的S值與入射光子能量的關(guān)系X射線源KV散射角30°45060°90°120°135°500.00050.00020.000250.000350.00080.0010700.000650.000350.000350.00050.00100.00131000.00150.00120.00120.00130.00200.00221250.00180.00150.00150.00150.00230.00251500.00200.00160.00160.00150.00240.00262000.00

15、210.00200.00190.00190.00270.00282500.00250.00210.00190.00190.00270.00283000.00260.00220.00200.00200.00260.0028散射屏蔽透射量 Bs=(PFSi2FS22/WST)(400/F)(在 1 米處)單位：R/(mA?min)P每周最大容許劑量當(dāng)量：職業(yè)性照射為P=0.1rem/周；放射性工作場所鄰 近人員P=0.01rem/周妣工作負(fù)荷：mA?min周(指高壓通電時(shí)間)T一居留因子：全居留T=1Ri一散射體到散射點(diǎn)的距離,米思2 一射源到散射體的距離,米F一散射面積,cmS一散射面積為400

16、cni時(shí)離散射體1米處的散射輻射產(chǎn)生的照射量與入射輻 射照射量之比400-測量S時(shí)的散射面積,cm2對丁 0.5MeV以下的X射線可認(rèn)為主要的散射X射線與初級X射線具有相同 的減弱特性,計(jì)算出Bs值后可從X射線減弱曲線查得相應(yīng)的屏蔽厚度.例1: 一臺(tái)250KV勺X光機(jī),管電流5mA探傷人員每天工作6h(高壓通電時(shí) 間),每周工作5天,工作地點(diǎn)距X射線管焦點(diǎn)4米,求防護(hù)初級X射線的 混凝土厚度.W=It=5m 60min 夫 6h 大 5 天=9000 mA?min/周P=0.1rem/ 周R=4mU=1T=1B=(0.1 夫 42)/(9000 夫 1 大 1)=1.8 夫 10-4rem/(

17、mA?min)在X射線減弱曲線圖縱坐標(biāo)查到B值并從該點(diǎn)作橫坐標(biāo)與250KV曲線相交得 到混凝土厚度35cm考慮兩倍平安系數(shù),增加一個(gè)混凝土半價(jià)層 2.8cm,合 計(jì) 37.8cm例2:承上題,散射體距X射線管焦點(diǎn)4米,散射面積400cm,工作點(diǎn)距散 射體1米,散射角60.,求防護(hù)散射X射線所需混凝土厚度.2P=0.1rem/周,思1=10)FS2=4m W=9000 mA?minH, F=400cm, T=1查看“散射的S值與入射光子能量的關(guān)系得到：S=0.0019Bs=(0.1 夫 42 大 12 大 400)/(0.0019 夫 9000 夫 400)=0.09rem/(mA?min)查得

18、混 凝土厚度11cm例3: 一臺(tái)額定管電壓250KV的X射線機(jī)在1米處1mA?mirM產(chǎn)生的劑量 X=0.02Sv,檢測人員使用該機(jī)每周工作 5天,每天開機(jī)工作時(shí)間為4小時(shí), 使用的管電流為5mA工作人員所在的操作位置距離 X射線機(jī)為4米,根據(jù)GB4792-1984的規(guī)定,防護(hù)一次射線的混凝土墻所需厚度T是多少？解：根據(jù)GB4792-1984的規(guī)定,為了限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率,年劑量當(dāng)量限 值為50mSv如果每年根據(jù)50周考慮工作時(shí)間,每周的劑量當(dāng)量限值為 Hw=1mSv=1x10Sv,檢測人員每周工作負(fù)荷為 W=5 x4小時(shí)x60分鐘/小時(shí) x5毫安=6000mA?min混凝土對250KV的X

19、射線的半值層厚度為T°=28mm根 據(jù)在距離射線源1米處1mA?mirM產(chǎn)生的劑量是0.02Sv,以及工作人員的距 離為R=4米,首先計(jì)算在沒有防護(hù)時(shí)工作人員所處位置的劑量H:H=X?W/2=(0.02x6000)/4 2=7.5Sv根據(jù)T=n?T0這里n為T0的倍數(shù),即H=2?HW,n=lg(H/ H)/lg2=lg7.5/(1x10-3)/lg2=12.87那么T=12.87T0 =12.87x28=360.4mm,假設(shè)考慮兩倍的平安系數(shù),那么應(yīng)再加一個(gè) 半值層厚度,即：T=360.4+28=388.4mm從建筑工藝角度來說,可取整數(shù) 400mm例4:同上題,如果采用鉛板屏蔽,那么鉛板厚度 T應(yīng)為多少？解：鉛對250KV的X射線的半值層厚度為 T°=0.88mm因此T=12.87To =12.87x0.88=11.33mm,假設(shè)考慮兩倍的平安系數(shù),那么應(yīng)再加一個(gè)半值層厚度, 即：T=11.33+0.88=12.21mm,從商品化鉛板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格角度來說,可取整數(shù)12.5 或 13mm概括而言,時(shí)間