工业射线探伤室防护设计分析.pdf

工业射线探伤室防护设计分析 A n a l y s i s o fR a d i o l o g i c a l P r o t e c t i o n D e s i g n o fI n d u s t r i a l I n s p e c t i o n R o o m 杨晨，胡益鑫，王盛，张敏，张明峰，匡中付，曾鹏 ( 中国联合工程公司，杭州3 1 0 0 2 2 ) Y A N GC h e r t ，H U Y i - x i n , W A N G S h e n g , Z H A N G M i n ，Z H A N G M i n g - f c n g ，K U A N G Z h o n g - f u ，Z E N G P e n g ( C h i n a U n i t o d E n g i n e e d n g C o r p o r a t i o n , H a n g z h o u 3 1 0 0 2 2 ，C h i n a ) 【摘要】为更好地进行工业射线探伤室的设计与安全防护，论文对辐射防护标准限制值进行了比较探讨，结合实例对工业射线探 伤室防护设计与实测进行了分析与对比，并对辐射防护设计参数与防护薄弱区域进行了深入分析，旨在对工业射线探伤室设计、环 境评价与竣工验收等提供一定的参考依据 【A b s t r a c t F o rt h eb e t t e rd e s i g na n ds a f e t yp r o t e c t i o no fi n d u s t r i a lr a d i o g r a p h yr O O m ，i nt h i sp a p e r , t h er a d i a t i o np r o t e c t i o n s t a n d a r dl i m i tv a l u e sa r ed i s c u s s e da n dc o m p a r e d C o m b i n e dw i t he x a m p l e s ，d e s i g na n dt e s to fp r o t e c t i o no fi n d u s t r i a l r a d i o g r a p h yl o o ma l ea n a l y z e da n dc o m p a r e d I na d d i t i o n ，r a d i a t i o np r o t e c t i o nd e s i g np a r a m e t e r sa n dp r o t e c t i o no f t h ew e a k r e g i o na r ed e e p l ya n a l y z e di no r d e rt op r o v i d ec e r t a i nr e f e r e n c et ot h ed e s i g n , e n v i r o n m e n t a la s s e s s m e n ta n da c c e p t a n c eo f i n d u s t r i a l r a d i o g r a p h y r o o m 【关键词】探伤室防护设计；辐射防护标准；剂量限制值 【K e y w o r d s d e s i g n f o r i n d u s t r i a l i n s p e c t i o n r o o m ；r a d i a t i o n p r o t e c t i o n s t a n d a r d ；r a d i a t i o n d o s e s 【中图分类号1 R 1 4 4 1【文献标志码】A 【文章编号】1 0 0 7 9 4 6 7 ( 2 0 1 4 ) 0 4 - 0 11 2 0 3 D O I I O 1 3 6 1 6 j c n k i g c j s y s j 2 0 1 4 0 4 0 2 9 1 引言2 辐射防护标准限制值 探伤室竣工验收主要是采取实际测量的方式，即根据相 关标准进行环境辐射水平的巡测与控制点处的空气比释动能 率来判断探伤室设计是否满足防护要求，其测量值并非全年 累计值。而探伤室在防护计算时主要针对防护对象采用全年 累计剂量当量值，因此，单纯采用实测数据进行复核未必能准 确反映防护设计的合理性。本文依据辐射防护相关标准，针对 探伤室防护设计值与实测值进行实例分析，对工业射线探伤 室的设计与安全防护有重要意义。 【作者简介】杨晨( 1 9 8 7 ) ，男，浙江台州人，助理工程师，从事工程 设计咨询和机械工艺研究。( 电子信箱) y a n g c c h i n a c u c c o m 。 1 1 2 针对工业射线探伤室辐射防护标准主要有以下几类，分别 对照射限值进行了详细规定。 2 1 电离辐射防护与辐射源安全基本标准( G B 18 8 7 1 - 2 0 0 2 ) 针对不同防护对象的辐射剂量限值本标准有详细规定， 简言之，公众年总限值为1m S v ，职业照射年总限值为 2 0 m S v ，这个指标是最基础的防护控制条件【1 1 。 2 2 工业1 射线探伤防护标准 1 ) 国标 ( G B1 7 5 6 8 2 0 0 8 ) 第4 2 4 条规定：在探伤室防护设计时，职业人员防护设 计限制 y 辐射当量值为5 m S v a ，公众人员防护限制值为o 1 万方数据 m S v a 吲。 2 ) 卫生部颁布的工业1 射线探伤放射防护标准) ( G B Z 1 3 2 - - 2 0 0 8 ) 第6 1 条中规定：射线探伤室进行屏蔽墙设计时剂 量约束值可取O 1 0 3 m S v a ，并要求探伤室墙外3 0 c m 处的 空气比释动能率不大于2 5i z G y h D l 。 2 3 工业X 射线探伤防护标准 1 ) 卫生部颁布的工业x 射线探伤卫生防护标准) ( G B Z 1 1 7 2 0 0 2 ) 第5 2 2 条和第5 2 3 条中分别规定：空气比释动 能率在4 0 斗G y h 以上范围内划分为控制区，比释动能率在 4 1 x G y h 以上范围内划分为管理区。该标准适用于5 0 0 k V 以下 的工业x 射线探伤装置1 4 1 。 该标准的配套技术规范工业x 射线探伤卫生防护监测 规范) ( G B Z T 1 5 0 - - 2 0 0 2 ) 第5 1 4 条规定：探伤室周围非放射 工作人员居留侧辐射水平应不大于2 5 “G y h ，放射工作人员 居留侧辐射水平应不大于2 5 I 山G y h ，其监测点为探伤室墙外 5 c m 旧。 2 ) 国家标准粒子加速器辐射防护规定( G B5 1 7 2 8 5 ) 第2 I 条规定：职业放射工作人员全身收到均匀照射的剂量当 量或全身受到不均匀照射的有效剂量当量均不得超过 5 0 m S v a ；公众中的个人均不得超过5 m S v a t 日。 2 4 防护设计限制值对比 综合上述，辐射防护标准限制值，工业x 射线、工业y 射 线探伤防护标准极限限制值可按表1 取值。 至堕三堡堡盐l E a v u o n m t n 西g 沁e 岫仉J 女n l 项目联合厂房探伤室为例，其最大产品壁厚约2 0 0 m m ，探伤室 内配置4 M e V 直线加速器l 台，c o 射线源( 2 0 0 C i ) 1 只。首先 按4 M e V 直线加速器进行主照墙厚度的设计，其主照墙外为 厂内工人走道，防护对象属于对公众的防护，考虑探伤设备的 有效工作时间按照近年来国内主要重型机械工厂探伤室的的 工作情况，其加速器的年实际出束时间一般不超过4 0 0 h r q ，因 此取居留因子为0 2 5 ，设备有效年时基数为4 0 0 h ，剂量限制值 按4 倍的安全系数取0 2 5m S v a ，其设计参数如表2 所示。 表2 主照墙设计参数表 参数桨S 擀淼年时( h 基数a ) 率1 m ( e G 处y 警m 收剂2 m 量i n ) 居留因子 ”( mv a ) 点距离缸 ”。 祷号H。d n D l oT 取值O 2 57 54 0 05 0 0O ，2 5 经设计计算得屏蔽透射率最为4 6 9 x1 0 4 ，主照墙厚度 ( 混凝土) 为l8 5 0 m m 。 而检测值为墙外5 0c m 处空气比释动能率需满足小于 2 5 1 - L G y h ，按照此限制条件主照墙厚度( 混凝土) 为16 7 5 m m ， 因此，主照墙防护设计能满足控制点处的空气比释动能率的 检测要求。 再按6 0 C o 射线源( 2 0 0 C i ) 进行次墙厚度的设计，次墙外 为控制区，防护对象为职业照射人员，工人的实际居留时间决 定了控制点处的限制值，按照机械工厂年时基数标准，工人的 年时基数为13 3 0 h 。取居留因子为1 进行，剂量限制值按4 倍 的安全系数取1 2 5 m S v a ，其设计参数如表3 所示。 表3 次墙设计参数表 _ 笔黧鐾三= 再鍪筹箬辫 参数而赢笋F 弧赢产 磊专赏孑i 秦醐有 效f f U 剂( m 量S 当v a ) 2 。 l5 o l 0 3 二兰_ 三：1 C i = 3 j 7 x 1 0 4 B q 一 量 一 。 注： 能毒蕊砦露嚣刈h ) ( 墙外髫。m 处) ( 墙外茗锄处)( 墙外茗咖处)( 墙外藐m 处) 经设计计算得屏蔽透射率鼠为9 9 1 0 3 9 9 x 1 0 t ，次 丝奎里型笪f ! 型垒) 【堕处丝巴丝) 遵筮Q 翌堂【撞筮2 Q 巴堂【鲎 垫婴堂毪设计计算- 侍屏敝透习日罕圾刁 。，伙 3 防护设计与实测对比 ；到1 。l 圈 ! 二_ ! 二二_ 二二_ _ - 疆圈已二! 二二一二! _ 卜：+控制区 图1 探伤室示意图 以某重型机械设备有限公司大型压力容器制造基地 墙厚度( 混凝土) 为11 6 6 m m 。 而检测值为墙外3 0c m 处空气比释动能率需满足 2 5 1 L G y h ，按照此限制条件主照墙厚度( 混凝土) 为1 0 7 7 m m ，因此，次墙防护设计能满足控制点处的空气比释动能 率的检测要求。 但探伤室周边环境各异，对于不同的周边环境要分别进 行对应的分析。如探伤室附近有居民区，或者周边存在固定工 位的工人，有全天居留的可能。对于此类情况，要针对其进行 单独分析，并采用年剂量当量限制值与控制点处的空气比释 11 3 万方数据 T 程建设与设计 I 凸嗍眦由n 岳m l 劬，打，畸州 动能率指标分别进行核算检验。 值均未，必能准确反映防护设计的合理性胸。因此，在竣工验收 4 辐射防护薄弱区域分析 时，最好采用两者指标分另4 燃算检验。对于辐射防护薄弱 区域，在设计时应重点考虑，并在施工过程中严格按设计要求 根据第3 节防护设计与实测对比分析可得，按标准进行 执行。渗 的防护设计一般能满足控制点处的空气比释动能率的检测要 【参考文献】 求，但探伤室外仍存在一些防护薄弱区域。最具代表性的为照 【1 】G B l 8 8 7 l 2 0 0 2 电离辐射防护与辐射源安全基本标准【s 】 射室大门门缝外侧，探伤室迷宫处以及照射室与控制室之间的 2 G B1 7 5 6 8 2 8 1 辐照装置设计建造和使用规范【s 】 线缆穿墙处。其中照射室大门门缝外侧经常由于大门垂直度 【3 G B Z l 3 2 - - 2 0 0 8 Z 、J k - y 射捌剽璇5 c 身携弼晰难【s 】 等不能满足要求导致门缝过大以致辐射超标，在设计与施工 【4 】G B z l l 7 - 2 0 0 2 工业x 射线探伤卫生防打撕谁 s 】 时需重点考虑。而探伤室迷宫设计需根据射线的散射规律进 【5 】G B z ，r 1 5