x射線探傷機監(jiān)測與評價

1、X射線探傷監(jiān)測與評價,云南省輻射環(huán)境監(jiān)督站TEL：0871—64142471,主要內容,發(fā)現(xiàn)歷史簡介X射線產生原理介紹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射線，又叫倫琴射線。,X射線的問世，在醫(yī)學和

2、工業(yè)技術領域得到了廣泛的應用，如透視、成像、探傷等），,放 射 性 的 發(fā) 現(xiàn),1896年，Bequerel用鈾粉作實驗，有一次無意的將鈾粉放在避光包裝的膠片上，第二天他驚訝的發(fā)現(xiàn)膠片暴光了。他由此斷定，鈾可以放出某種射線，使膠片暴光。人們就將物質能夠放出某種射線的現(xiàn)象稱為放射性。貝克勒爾與居里夫婦因發(fā)現(xiàn)放射性榮獲1903年諾貝爾物理學獎。,2/37,上世紀50年代 ，常規(guī)射線檢測基本技術和設備就得到了工業(yè)應用 。上世紀50～70

3、年代 ，射線檢測技術在原有的基礎上完善，在工業(yè)射線探傷中有了廣泛的應用。上世紀70年代以后，隨著計算機技術和圖像處理技術獲得了迅速發(fā)展，射線檢測技術也進入了一個新的發(fā)展時代，CT技術、康普頓散射成像技術、數(shù)字射線照相技術、輻射數(shù)字成像技術等進入了工業(yè)射線探傷領域。,工業(yè)射線探傷發(fā)展歷程,,發(fā)展歷史簡介,6/37,X射線產生原理介紹,連續(xù)X射線的產生,連續(xù)X射線是由于高速運動的電子撞擊物體（鎢靶、銀靶、鉬靶等），速度猝然而止，其中一部分

4、（90%)的能量則轉換為熱能。由于釋放出的X光子的能量分布是連續(xù)的(0~Emax)，因此稱為連續(xù)X光。,5/37,X射線管單位時間內所發(fā)出的連續(xù)X射線的全部能量的近似公式為式中 η0-常數(shù)(×10-9)，I-管電流(A)，Z-陽極靶原子序數(shù)(鎢Z=74)，U-管電壓(V)。 X射線管的轉換效率為其它轉變?yōu)闊崮?當U=100kV時 η=0.7% 200kV 1.5%

5、 300kV 2.2% 400kV 3% 1 MV 7%由此可見，提高管電壓可顯著提高轉換效率,X射線的效應,一、物理效應： 1：穿透作用 2：電離作用 3：熒光作用 4：熱作用 5：干涉、衍射、反射、折射作用,二、化學效應： 1：感光作用 2：著色作用,三、生物效應：長期小劑量照射時

6、，可能誘發(fā)惡性疾病，如癌癥、白血病、遺傳疾病。大劑量照射時，效果立竿見影，如皮炎、脫發(fā)，消化道癥狀、神經系統(tǒng)癥狀、白血球下降等，嚴重者可導致死亡。,I：穿透物件后的射線強度I0：穿透物件前的射線強度?：物質對射線的吸收系數(shù)（對同一材料為一常數(shù)）?：物件的密度t：物件的厚度 測厚靈敏度可達0.01~0.001mm.,X、? 射線穿透物質的衰減規(guī)律,半衰減厚度十分之一衰減厚度,8/37,X射線探傷原理 射線透過

7、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不同、因而在感光膠片上的X光強弱不同（密度大的位置通過的射線較小，經過顯影后的膠片色調較淺、反之則大，顯影后的膠片色調較黑）,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X射線機是由四部分組成：射線發(fā)生器（X射線管）、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。,X射線探傷機按照結構通常分為三類：便攜式X射線機、移動式X射線機、固定式X射線機。,什么是X射線探傷？利用工

8、件中水份、密度和厚度不同，X射線穿過時減弱程度不同，從而對被檢工件的厚度、尺寸、特性作出判斷的技術。,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護,便攜式X射線機,移動式X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。有一個關鍵的控制面板以便預防誤操作。,1、X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,2、X射線探傷作業(yè)場所的輻射安全與防護要求X射線專用探傷

9、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,移動式探傷①必須將工作場所劃分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)。②控制區(qū)邊界外空氣比釋動能率應低于15μGy·h-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。③作業(yè)結束后，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,輻射預警信號在源

10、照射期間應有聲像指示控制和監(jiān)測的范圍,3、場地的安全和報警系統(tǒng),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、場地報警系統(tǒng),工業(yè)射線探傷輻射安全與防護,必須在場地內部和外部同時安裝伽瑪和聲音報警器。,4、場地報警系統(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,在防護區(qū)域內要顯示劑量率能響應伽瑪射線、X射線。,4、場地報警系統(tǒng),

11、工業(yè)射線探傷輻射安全與防護,X射線的防護方法,時間防護—盡可能減少在輻射場的停留時間，如采取輪換或快去快回的辦法。距離防護—因輻射強度與輻射源的距離的平方成反比，因此盡可能遠離輻射源，這樣能有效的減少照射。屏蔽防護—根據(jù)不同的材料，采用不同的材料對射線進行有效的阻隔。劑量監(jiān)測—做好個人劑量監(jiān)測，使本人隨時知道自己的劑量累計情況。,輻射防護三種辦法,33/37,X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

12、動能率在15μGy·h-1以上的范圍內劃為控制區(qū)。將作業(yè)時被檢物體周圍的空氣比釋動能率在1.5μGy·h-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,24,常用射線裝置及分類,10/37,輻射防護基本劑量限值和管理限值,基本限值,云南省管理限值,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

13、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，150mSv；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,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

14、的年當量劑量，50mSv。,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護,工業(yè)射線探傷的輻射監(jiān)測,,2、個人劑量監(jiān)測,1、作業(yè)場所輻射監(jiān)測,3、探傷機的防護性能監(jiān)測,固定探傷與移動探傷監(jiān)測,防護監(jiān)測儀器,SV-7型數(shù)字式個人劑量儀,SYJ-9311型射線警報器,典型工作場所巡測儀,熱釋光個人劑量計,固定探傷與移動探傷監(jiān)測,1、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①周圍輻射水平巡測（發(fā)現(xiàn)輻射水平高的區(qū)域） *X射線探傷室屏蔽墻外3

15、0cm處空氣比釋動能率不大于 2.5μGy·h-1②定點監(jiān)測：射線照射方向，防護門，工作人員操作位，附近人員活動位置，可能因大氣反散射造成地面劑量較高區(qū)域。③監(jiān)測周期：一年一次。④結果評價,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①分區(qū)（控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)）②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

16、,所有職業(yè)照射工作人員配備合適的個人劑量監(jiān)控設備 (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、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)控設備。,個人劑量監(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

17、定探傷與移動探傷監(jiān)測,X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,固定探傷與移動探傷監(jiān)測,1、固定式探傷(1)γ探傷室應盡量設在單獨的房間內。探傷室的建筑應充分考慮直射、散射和屏蔽物材料和結構等各種因素并按要求確定防護厚度。(2)操作間必須與探傷室分開，輻射防護墻外5cm處劑量率應小于2.5μGy·h-1。為了排

18、除臭氧，探傷室應有良好的通風，換氣次數(shù)應不低于3次／h。(3）人員出入通道可采用迷路形式。在設置觀察窗時， 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)）(4)探傷室工作人員入口和被探傷物件出入口應設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)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置聲光報警裝置，該裝置在γ射線探傷機工作時應自動接通，有聲音警示，

19、燈箱應醒目顯示“禁止入內”，并能在有人通過時自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)）(6)輻射防護門的防護性能應與同側墻相同，其外5cm處的劑量率應小于2.5μGy·h-1，并安裝門-機聯(lián)鎖裝置和工作指示燈，即室內輻射水平升高時門開不了，人進不去。(7)機房內安裝固定式劑量儀，探頭設在探傷室內，劑量率水平應顯示在控制機房內。(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、探傷裝置

20、的安全鎖鑰匙串結一起。,探傷室外探傷作業(yè)流程圖及產污環(huán)節(jié),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    圖 例γ測點 鉛門 普通門,,,2,2,2,2,2,

21、2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,云南化工機械有限公司固定探傷輻射區(qū)域劃分,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,圖 例γ測點 鉛門  普通門北                 &

22、#160;    X 線線探傷機,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,,,圖1：云南化工機械有限公司X-γ劑量率(8月27日)監(jiān)測布置點圖,監(jiān)督區(qū),控制區(qū),,,,,,,,,,,,,,,,,,移動探傷,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，控傷機前不設式件。（資料來源:

23、《中國輻射衛(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90°約115m

24、，正后方約86m處。,移動探傷管理區(qū)劃分,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受到照射劑量不同距離和不同位置時所受到的意外照射劑量（mSv）,距離探傷機越近所受的劑量也越大，在無任何防護條件情況下，處于探傷機正前方10m處，左前方45º 1米處、右前方45º1米處左側1米處、右側1米處一次受到的照射就超過了公眾一年0.25mSv的限值。,200kV工況下主束方向劑量率分布圖,

25、工業(yè)X 線探傷機不同距離下(XXG-2505G型)正前方不同距離劑量率(?10-8Gy/h未扣除宇宙射線),探傷機主束90º方向不同距離劑量率(?10-8Gy/h未扣除宇宙射線),200kV工況下主束90·方向劑量率分布圖,200kV工況下主束探傷機正后方劑量率分布圖 (?10-8Gy/h未扣除宇宙射線),200kV工況下正后方向劑量率分布圖,監(jiān)測中個人防護與安全,1、進行移動

26、探傷監(jiān)測前充分了解控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)域劃分范圍情況，進行合理布點。2、劃定管理區(qū)域，并設計警戒線。3、對移動探傷進行監(jiān)測時，宜由遠而近（對于探傷機）進行監(jiān)測。不要由近及遠的順序。4、應注意探傷機操作人員盡量應用周圍地形地物屏蔽，減少個人劑量。,5、現(xiàn)場探傷時，應佩戴劑量報警器。6、進行X射線劑量較大位置監(jiān)測時，應穿戴防護服。,結 束 語,1、監(jiān)測前多與委托方溝通，了解探傷機主要技術參數(shù)，使用情況，維護情況等。2、了解操作人員個人劑