周恺

[摘要]γ射线探伤是现代常用的工业无损检测方法之一。对探伤机房进行有效的防护可以保证职业操作人员和公众的安全。本文主要针对工业γ射线探伤机房如何屏蔽进行探讨。

[关键词]γ射线探伤 电离辐射 屏蔽

[中图分类号] O657.35 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-450-1

0前言

工业射线探伤常用的方法是X射线探伤和γ射线探伤，γ射线探伤机用放射性同位素（常见使用的核素如60Co，192Ir，137Cs等）作为γ射线放射源发出γ射线，它与X射线机的一个重要不同是γ射线放射源始终都在不断地发出γ射线，而X射线探伤机仅在开机高压通电后才产生X射线。γ射线是由放射性同位素发出，能量不变，强度不能调节，只随时间成指数倍减小。γ射线探伤机与X射线机比较具有设备简单、便于操作、不用水电等特点，但γ射线探伤机操作错误所引起的后果将是十分严重，因此，必须注意γ射线探伤机的屏蔽、操作和使用。本文主要针对工业γ射线探伤机房如何屏蔽进行探讨。

1辐射源项

某公司拟使用的1台60Co探伤机，该探伤机含1枚最大活度为7.4×1012Bq的放射源，该台γ射线探伤机年曝光出束总时间约为150小时。60Co 放射源的半衰期为5.27年，主要γ射线能量Eγ：1.17MeV和1.33MeV。60Co探伤机拟在探伤机房内中央使用，曝光时出束的方向四周全向。

2机房设计

2.1参考标准

《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871-2002）。

职业照射：（1）由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量（但不可作任何追溯性平均），20mSv；（2）任何一年中的有效剂量50mSv。

公众照射：实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：（1）年有效剂量1mSv；（2）特殊情况下，如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv，则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv。

同时，按照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中防护与安全的最优化要求，结合建设单位的实际情况，设定放射工作人员的剂量管理目标值为5mSv/a，公众的剂量管理目标值为0.1mSv/a。

2.2机房尺寸

根据建设单位探伤需要，该探伤机房内部各边长均为12米，高7米，探伤机房与控制室间设置防护门，同时在一侧墙壁设置被检物件进出探伤机房防护门。

2.3计算方法

根据γ射线穿过混凝土（或者铅）时，透射比与屏蔽厚度的关系图中查得所需要屏蔽墙（或者铅防护门）的厚度。

2.4参数选择

针对本项目公式中的参数可选取为如下：

H—职业人员选取5mSv，公众选取0.1mSv；r—γ射线探伤机位于探伤机房中央，则探伤机房四周选取6m，机房顶选取6m；A—源活度，7.4×1012 Bq；Г—伽马常数，60Co为1.32 Rm2h-1Ci-1；k—转换因子8.73×10-3 Sv/R；U—使用因子，各方向选取1；T—居留因子对于控制室，暗室、评片室等选取1，生产车间选取1/4，过道选取1/16；h—年曝光出束总时间，150小时。

2.5计算结果

控制室、暗室、评片室等：0.75米厚的混凝土；其他四周墙壁（控制室、暗室、评片室方向除外）：0.95米厚的混凝土；探伤机房顶：0.9米厚的混凝土；控制室防护门：13毫米厚的铅；被检器件进出探伤室防护门：17毫米厚的铅。

2.6设计安全系数

根据上述计算结果，考虑一定的安全系数，对计算结果进行修正和调整。一般设计取2倍安全系数对结果进行修正和调整。控制室、暗室、评片室等：0.8米厚的混凝土。其他四周墙壁（控制室、暗室、评片室方向除外）：1.05米厚的混凝土。控制室防护门：15毫米厚的铅。被检器件进出探伤室防护门：19毫米厚的铅。

2.7优化设计

鉴于铅板价格十分昂贵，且本项目中防护门中所使用的铅板较多，考虑在探伤机房内在通向控制室进出门处设置一道混凝土迷路墙，墙体厚度不小于0.6米，则探伤机房与控制室进出门中铅板可减少10毫米厚的使用量，可大大降低工程成本。

3安全措施

60Co探伤机在不使用时，存放在专用源库内，源库库门为双人双锁，分由二人管理；源库库门张贴符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）附录F要求的电离辐射警告标志；源库外安装监控摄像头；源库从选址上与其他易燃易爆物质存放场所需保持一定安全距离。

4结果与讨论

综上所述，根据γ射线穿过屏蔽材料时，透射比与屏蔽厚度的关系图中查得所需要屏蔽材料的厚度，考虑一定的安全系数后对机房进行合理的屏蔽设计；同时在探伤机房有效的设置混凝土迷路墙体，可减少铅防护门中铅板的厚度，进而显著的降低工程成本。

由于γ射线放射源始终都在不断地发出γ射线，一旦发生事故（如遗失），对环境的影响和公众的人体危害极大，故需严格按照国家相关法律法规规定，重点加强放射源存放和使用的安全管理。

参考文献

[1]国家质量监督检验检疫总局，电离辐射防护与辐射源安全基本标准（GB18871-2002），北京：中国标准出版社，2002.

[2]李星洪等，辐射防护基础，原子能出版社，1982.

[3]王建龍、何仕均，辐射防护基础教程，清华大学出版社，2012.

[4]中华人民共和国卫生部，《工业γ射线探伤卫生防护标准》 （GBZ132-2008），北京：中国标准出版社，2008.

[5]钱建复、沈庭云，核辐射剂量学，国防工业出版社，2009.

[6]上海市质量技术监督局，《重点单位重要部分安全技术防范系统要求 第2部分：剧毒化学品、放射性同位素集中存放场所》 （DB31/329.2-2005），北京：中国标准出版社，2005.