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(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(biāo)準(zhǔn)限值固定探傷與移動探傷監(jiān)測監(jiān)測中個人防護(hù)與安全結(jié)束語,發(fā)現(xiàn)歷史簡介,德國物理學(xué)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(xì)胞和組織。由于當(dāng)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(xué)和

2、工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(zhì)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(xué)獎。,2/37,上世紀(jì)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(yīng)用 。上世紀(jì)50～70

3、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(yīng)用。上世紀(jì)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(jìn)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(jìn)入了工業(yè)射線探傷領(lǐng)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(chǎn)生原理介紹,連續(xù)X射線的產(chǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)換效率為其它轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?當(dāng)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(zhuǎn)換效率,X射線的效應(yīng),一、物理效應(yīng)： 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(xué)效應(yīng)： 1：感光作用 2：著色作用,三、生物效應(yīng)：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(jīng)系統(tǒng)癥狀、白血球下降等，嚴(yán)重者可導(dǎo)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(zhì)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(dá)0.01~0.001mm.,X、? 射線穿透物質(zhì)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(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）,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(jié)構(gòu)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(shù)。,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護(hù),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(dāng)?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(yù)防誤操作。,1、X射線探傷機的輻射安全與防護(hù)要求,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護(hù),2、X射線探傷作業(yè)場所的輻射安全與防護(hù)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(hù),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(yīng)低于15μGy·h-1。在其邊界必須懸掛清晰可見的“禁止進(jìn)入放射性工作場所”警示標(biāo)識。③作業(yè)結(jié)束后，必須用輻射劑量監(jiān)測儀進(jìn)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(hù),輻射預(yù)警信號在源

10、照射期間應(yīng)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(hù),防護(hù)區(qū)域必須有警示標(biāo)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(hù),必須在場地內(nèi)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(dāng)輻射源處于照射和X-射線裝置運行期間應(yīng)該激活可視報警裝置A。當(dāng)門打開時應(yīng)該有聲音警報。,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護(hù),在防護(hù)區(qū)域內(nèi)要顯示劑量率能響應(yīng)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(hù),X射線的防護(hù)方法,時間防護(hù)—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(hù)—因輻射強度與輻射源的距離的平方成反比，因此盡可能遠(yuǎn)離輻射源，這樣能有效的減少照射。屏蔽防護(hù)—根據(jù)不同的材料，采用不同的材料對射線進(jìn)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(hù)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(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1.5μGy·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(biāo)準(zhǔn)限值,24,常用射線裝置及分類,10/37,輻射防護(hù)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(dāng)量劑量，150mSv；d、四肢（手和足）或皮膚的年當(dāng)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(yīng)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(dāng)量劑量，15mSv；d、皮膚

14、的年當(dāng)量劑量，50mSv。,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護(hù),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(hù)性能監(jiān)測,固定探傷與移動探傷監(jiān)測,防護(hù)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(hù)監(jiān)測固定式探傷作業(yè)場所的防護(hù)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(hù)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(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(hù)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(jìn)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(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、個人劑量監(jiān)測與評價,許可證持有者應(yīng)保證：,要求這些工作人員在進(jìn)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,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,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(yīng)符合下表要求。,工業(yè)射線探傷輻射安全與防護(hù),固定探傷與移動探傷監(jiān)測,1、固定式探傷(1)γ探傷室應(yīng)盡量設(shè)在單獨的房間內(nèi)。探傷室的建筑應(yīng)充分考慮直射、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(hù)厚度。(2)操作間必須與探傷室分開，輻射防護(hù)墻外5cm處劑量率應(yīng)小于2.5μGy·h-1。為了排

18、除臭氧，探傷室應(yīng)有良好的通風(fēng)，換氣次數(shù)應(yīng)不低于3次／h。(3）人員出入通道可采用迷路形式。在設(shè)置觀察窗時， 觀察窗應(yīng)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(yīng)設(shè)置固定的電離輻射警告標(biāo)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(jìn)口處應(yīng)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)置聲光報警裝置，該裝置在γ射線探傷機工作時應(yīng)自動接通，有聲音警示，

19、燈箱應(yīng)醒目顯示“禁止入內(nèi)”，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(hù)門的防護(hù)性能應(yīng)與同側(cè)墻相同，其外5cm處的劑量率應(yīng)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(nèi)輻射水平升高時門開不了，人進(jìn)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(yīng)顯示在控制機房內(nèi)。(8)應(yīng)配置便攜式輻射檢測報警儀，該報警儀應(yīng)與防護(hù)門鑰匙、探傷裝置

20、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),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(shè)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(dāng)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

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(hù)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(cè)1米處、右側(cè)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(hù)與安全,1、進(jìn)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(jìn)行合理布點。2、劃定管理區(qū)域，并設(shè)計警戒線。3、對移動探傷進(jìn)行監(jiān)測時，宜由遠(yuǎn)而近（對于探傷機）進(jìn)行監(jiān)測。不要由近及遠(yuǎn)的順序。4、應(yīng)注意探傷機操作人員盡量應(yīng)用周圍地形地物屏蔽，減少個人劑量。,5、現(xiàn)場探傷時，應(yīng)佩戴劑量報警器。6、進(jìn)行X射線劑量較大位置監(jiān)測時，應(yīng)穿戴防護(hù)服。,結(jié) 束 語,1、監(jiān)測前多與委托方溝通，了解探傷機主要技術(shù)參數(shù)，使用情況，維護(hù)情況等。2、了解操作人員個人劑