1、X射线探伤监测与评价,云南省辐射环境监督站TEL：087164142471,主要内容,发现历史简介X射线产生原理介绍X射线探伤机工作原理X射线探伤工作场所的划分及标准限值固定探伤与移动探伤监测监测中个人防护与安全结束语,发现历史简介,德国物理学家伦琴于1895年在研究阴极射线的时候，发现了一种奇特的射线，它能量高、穿透力强、能杀死细胞和组织。由于当时知其甚少，所以称为X射线，又叫伦琴射线。,X射线的问世，在医学和工业技术领域得到了广泛的应用，如透视、成像、探伤等），,放 射 性 的 发 现,1896年，Bequerel用铀粉作实验，有一次无意的将铀粉放在避光包装的胶片上，第二天他惊讶的发现胶片
2、暴光了。他由此断定，铀可以放出某种射线，使胶片暴光。人们就将物质能够放出某种射线的现象称为放射性。贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获1903年诺贝尔物理学奖。,2/37,上世纪50年代 ，常规射线检测基本技术和设备就得到了工业应用 。上世纪5070年代 ，射线检测技术在原有的基础上完善，在工业射线探伤中有了广泛的应用。上世纪70年代以后，随着计算机技术和图像处理技术获得了迅速发展，射线检测技术也进入了一个新的发展时代，CT技术、康普顿散射成像技术、数字射线照相技术、辐射数字成像技术等进入了工业射线探伤领域。,工业射线探伤发展历程,发展历史简介,6/37,X射线产生原理介绍,连续X射线的产生,连
3、续X射线是由于高速运动的电子撞击物体（钨靶、银靶、钼靶等），速度猝然而止，其中一部分（90%)的能量则转换为热能。由于释放出的X光子的能量分布是连续的(0Emax)，因此称为连续X光。,5/37,X射线管单位时间内所发出的连续X射线的全部能量的近似公式为式中 0-常数(10-9)，I-管电流(A)，Z-阳极靶原子序数(钨Z=74)，U-管电压(V)。 X射线管的转换效率为其它转变为热能,当U=100kV时 =0.7% 200kV 1.5% 300kV 2.2% 400kV 3% 1 MV 7%由此可见，提高管电压可显著提高转换效率,X射线的效应,一、物理效应： 1：穿透作用 2：电离作用 3：
4、荧光作用 4：热作用 5：干涉、衍射、反射、折射作用,二、化学效应： 1：感光作用 2：着色作用,三、生物效应：长期小剂量照射时，可能诱发恶性疾病，如癌症、白血病、遗传疾病。大剂量照射时，效果立竿见影，如皮炎、脱发，消化道症状、神经系统症状、白血球下降等，严重者可导致死亡。,I：穿透物件后的射线强度I0：穿透物件前的射线强度：物质对射线的吸收系数（对同一材料为一常数）：物件的密度t：物件的厚度 测厚灵敏度可达0.010.001mm.,X、 射线穿透物质的衰减规律,半衰减厚度十分之一衰减厚度,8/37,X射线探伤原理 射线透过被检物体时，有缺陷部位与无缺陷部位对射线上的吸收能力不同、因而在感光胶
5、片上的X光强弱不同（密度大的位置通过的射线较小，经过显影后的胶片色调较浅、反之则大，显影后的胶片色调较黑）,有三个主要部件X-射线管装置X-射线控制面板高压电缆。,简单地说X射线机是由四部分组成：射线发生器（X射线管）、高压发生器、冷却系统、控制系统。,X射线探伤机按照结构通常分为三类：便携式X射线机、移动式X射线机、固定式X射线机。,什么是X射线探伤？利用工件中水份、密度和厚度不同，X射线穿过时减弱程度不同，从而对被检工件的厚度、尺寸、特性作出判断的技术。,工业射线探伤辐射安全与防护,便携式X射线机,移动式X射线机,符合国家电气安全要求,有适当地分类的控制面板有足够长的电缆 (从控制面板到X
6、光机) 例如 20 m。有一个关键的控制面板以便预防误操作。,1、X射线探伤机的辐射安全与防护要求,工业射线探伤辐射安全与防护,2、X射线探伤作业场所的辐射安全与防护要求X射线专用探伤室基本要求迷宫式入口墙壁厚度房顶天空散射照射警示灯紧急按钮,工业射线探伤辐射安全与防护,移动式探伤必须将工作场所划分为控制区和监督区。控制区边界外空气比释动能率应低于15Gyh-1。在其边界必须悬挂清晰可见的“禁止进入放射性工作场所”警示标识。作业结束后，必须用辐射剂量监测仪进行监测，确定放射源收回源容器后。工作人员方能携带探伤装置离开现场。,工业射线探伤辐射安全与防护,辐射预警信号在源照射期间应有声像指示控制和
7、监测的范围,3、场地的安全和报警系统,工业射线探伤辐射安全与防护,防护区域必须有警示标示入口必须有连锁装置,4、场地报警系统,工业射线探伤辐射安全与防护,必须在场地内部和外部同时安装伽玛和声音报警器。,4、场地报警系统,当辐射源处于照射和X-射线装置运行期间应该激活可视报警装置A。当门打开时应该有声音警报。,工业射线探伤辐射安全与防护,在防护区域内要显示剂量率能响应伽玛射线、X射线。,4、场地报警系统,工业射线探伤辐射安全与防护,X射线的防护方法,时间防护尽可能减少在辐射场的停留时间，如采取轮换或快去快回的办法。距离防护因辐射强度与辐射源的距离的平方成反比，因此尽可能远离辐射源，这样能有效的减
8、少照射。屏蔽防护根据不同的材料，采用不同的材料对射线进行有效的阻隔。剂量监测做好个人剂量监测，使本人随时知道自己的剂量累计情况。,辐射防护三种办法,33/37,X射线现场探伤划分控制区和监督区。将作业时被检物体周围的空气比释动能率在15Gyh-1以上的范围内划为控制区。将作业时被检物体周围的空气比释动能率在1.5Gyh-1以上的范围划为监督区。,X射线探伤工作场所的划分及标准限值,24,常用射线装置及分类,10/37,辐射防护基本剂量限值和管理限值,基本限值,云南省管理限值,探伤工作人员及公众的剂量限值职业照射剂量限值任何工作人员的职业照射水平不得超过下述限值：a、由审管部门决定的连续5年的年
9、平均有效剂量（但不可作任何追溯性平均），20mSv；b、任何一年中的有效剂量，50mSv；c、眼晶体的年当量剂量，150mSv；d、四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量，500mSv。,探伤工作人员及公众的剂量限值,公众照射剂量限值公众所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：a、年有效剂量，1mSv；b、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；c、眼晶体的年当量剂量，15mSv；d、皮肤的年当量剂量，50mSv。,工业射线探伤辐射安全与防护,工业射线探伤的辐射监测,2、个人剂量监测,1、作业场所辐射监测,3、探伤机的防护性能监测,固定探伤与移
10、动探伤监测,防护监测仪器,SV-7型数字式个人剂量仪,SYJ-9311型射线警报器,典型工作场所巡测仪,热释光个人剂量计,固定探伤与移动探伤监测,1、作业场所的防护监测固定式探伤作业场所的防护监测周围辐射水平巡测（发现辐射水平高的区域） *X射线探伤室屏蔽墙外30cm处空气比释动能率不大于 2.5Gyh-1定点监测：射线照射方向，防护门，工作人员操作位，附近人员活动位置，可能因大气反散射造成地面剂量较高区域。监测周期：一年一次。结果评价,固定探伤与移动探伤监测,移动式探伤作业场所的放射防护监测分区（控制区和监督区）监测周期（新开展现场射线探伤的单位，每年抽检1次； 在居民区进行的现场探伤，发现
11、个人剂量超过5mSv/3月）,固定探伤与移动探伤监测,所有职业照射工作人员配备合适的个人剂量监控设备 (如 TLD。 注意: 胶片剂量计对湿度和温度敏感，在有些场所可能不宜采用),2、个人剂量监测与评价,许可证持有者应保证：,要求这些工作人员在进行探伤时必须正确佩带（或使用）个人剂量监控设备。,个人剂量监测,固定探伤与移动探伤监测,辐射剂量率高时立即发出警报声。,个人剂量监控设备,报警剂量率仪：,注意: 在嘈杂的工作环境采用声音警报器要小心，声音警报器总是与测量仪同时使用。,固定探伤与移动探伤监测,X射线探伤机泄漏射线空气比释动能率监测,X射线装置在额定工作条件下，距X射线管焦点1m处的漏射线
12、空气比释动能率应符合下表要求。,工业射线探伤辐射安全与防护,固定探伤与移动探伤监测,1、固定式探伤(1)探伤室应尽量设在单独的房间内。探伤室的建筑应充分考虑直射、散射和屏蔽物材料和结构等各种因素并按要求确定防护厚度。(2)操作间必须与探伤室分开，辐射防护墙外5cm处剂量率应小于2.5Gyh-1。为了排除臭氧，探伤室应有良好的通风，换气次数应不低于3次h。(3）人员出入通道可采用迷路形式。在设置观察窗时， 观察窗应具有屏蔽墙相等效果。,固定探伤与移动探伤监测,1、固定式探伤（续）(4)探伤室工作人员入口和被探伤物件出入口应设置固定的电离辐射警告标志和工作状态指示灯箱。源处于探伤状态时，工作人员进
13、口处应有红灯显示。(5)探伤室入口处及被探物件出入口处必须设置声光报警装置，该装置在射线探伤机工作时应自动接通，有声音警示，灯箱应醒目显示“禁止入内”，并能在有人通过时自动将放射源收回源容器。,固定探伤与移动探伤监测,1、固定式探伤（续）(6)辐射防护门的防护性能应与同侧墙相同，其外5cm处的剂量率应小于2.5Gyh-1，并安装门-机联锁装置和工作指示灯，即室内辐射水平升高时门开不了，人进不去。(7)机房内安装固定式剂量仪，探头设在探伤室内，剂量率水平应显示在控制机房内。(8)应配置便携式辐射检测报警仪，该报警仪应与防护门钥匙、探伤装置的安全锁钥匙串结一起。,探伤室外探伤作业流程图及产污环节,
14、图6-3：云南化工机械有限公司固定探伤辐射区域划分北图 例测点 铅门 普通门,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,云南化工机械有限公司固定探伤辐射区域划分,图 例测点 铅门 普通门北X 线线探伤机,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,图1：云南化工机械有限公司X-剂量率(8月27日)监测布置点图,监督区,控制区,移动探伤,监测情况：使用探伤机为XXQ - 2505型移动式工业X射线探伤机，工作电压为240kV、电流5mA，在一平坦开阔场地，控伤机前不设式件。（资料来源:中国辐射卫生2007年9月,第十六卷第3期）
15、室外X射线探伤机周围环境辐射场剂量当量率(mGy/h ),辐射场剂量分布可看出, 在240kV、电流5mA定向式X射线探伤机工作时，控制区边界划分范围大约为以探伤机X射线管焦点为起点,有用X射线束照射方向的正前方约110m处，左右侧90约45m，正后方约35m处。监督区为：X射线束照射方向的正前方约260m处，左右前122m，左右侧90约115m，正后方约86m处。,移动探伤管理区划分,按一次受照时间5min，2505探伤机为例，分析在处于探伤机正前方不同距离所受到照射剂量不同距离和不同位置时所受到的意外照射剂量（mSv）,距离探伤机越近所受的剂量也越大，在无任何防护条件情况下，处于探伤机正前
16、方10m处，左前方45 1米处、右前方451米处左侧1米处、右侧1米处一次受到的照射就超过了公众一年0.25mSv的限值。,200kV工况下主束方向剂量率分布图,工业X 线探伤机不同距离下(XXG-2505G型)正前方不同距离剂量率(10-8Gy/h未扣除宇宙射线),探伤机主束90方向不同距离剂量率(10-8Gy/h未扣除宇宙射线),200kV工况下主束90方向剂量率分布图,200kV工况下主束探伤机正后方剂量率分布图 (10-8Gy/h未扣除宇宙射线),200kV工况下正后方向剂量率分布图,监测中个人防护与安全,1、进行移动探伤监测前充分了解控制区和监督区域划分范围情况，进行合理布点。2、划
17、定管理区域，并设计警戒线。3、对移动探伤进行监测时，宜由远而近（对于探伤机）进行监测。不要由近及远的顺序。4、应注意探伤机操作人员尽量应用周围地形地物屏蔽，减少个人剂量。,5、现场探伤时，应佩戴剂量报警器。6、进行X射线剂量较大位置监测时，应穿戴防护服。,结 束 语,1、监测前多与委托方沟通，了解探伤机主要技术参数，使用情况，维护情况等。2、了解操作人员个人剂量定期监测情况，对个另剂量较大人员，要了解其工作情况，了解其原因。3、了解监测中哪些位置是可能出现高剂量率。4、注意个人防护。5、详细记录监测时探伤机工况、并绘制监测点位草图。,6、监测记录应及时整理结果、编制报告。7、发现异常情况及时报告，如果发现遗漏及时进行补测。,谢 谢！,
