淺析X、γ射線探傷無損檢測原理及防護

【摘 要】 射線探傷是一種重要的工業無損檢測門類，其中，X射線檢測、γ射線檢測是射線無損檢測常用的方法。本文對（X、γ）射線探傷無損檢測原理闡述，并詳細說明了X射線、γ射線對人體的危害及防護。

【關鍵詞】 射線探傷 X射線探傷無損檢測 γ射線探傷無損檢測 危害 防護

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.04.007

1 概述

射線探傷技術是檢測金屬對接焊縫質量的重要手段。射線探傷無損檢測常用的技術包括X射線檢測、中子射線的檢測和γ射線的檢測。X、γ射線檢測技術被廣泛應用于檢測壓力容器、鍋爐、壓力管道焊縫及其它工業產品和結構材料。中子射線探傷僅用于一些特殊場合。

X、γ射線具有輻射性，過量輻射危害人體健康。因此對于職業放射性工作人員來說，在保證完成射線探傷任務的同時，操作人員應當遵守安全規則，做好必要的防護措施。

2 原理

2.1 [X]射線探傷無損檢測

X射線探傷原理是：X射線管產生X射線穿透金屬材料，當射線遇到裂紋、氣孔等部位時，因X射線受這些缺陷影響產生削減而形成黑度不同的影像，以確定該材料的缺陷。

2.2 γ射線探傷無損檢測

γ射線是放射性同位素通過原子蛻變過程放射出來的。不同厚度的對象需要用不同能量的射線來穿透，因此要用不同的射線源。對于相同的γ射線源，放射性活度在單位時間大的源將輻射更多的γ射線。

γ射線探傷憑借其穿透力強的特點，主要檢測厚度大的鋼件，但γ射線源具有一定半衰期，有些射線源半衰期短，如Ir192更換頻繁，給用戶帶來不便。

當檢測物體被X射線或γ射線穿透時，因被測物體的缺陷存在造成物體各部分的厚度或密度有所不同，射線被吸收的程度將是不同。如果材料厚度為t，射線的原輻射強度為[I0]，衰減系數μ，由輻射材料后的強度為[I]，其關系為[I=Ioe-μt]。

3 射線對人體的危害及防護

當人體受到輻射時，電離輻射的能量轉移給人體，阻礙細胞活性機能，導致細胞死亡，進而使肌體組織產生一系列化學生物變化，甚至導致身體死亡。輻射造成人體傷害程度與輻射劑量有關，劑量越大，則傷害越重。

當人體受到極高劑量的放射線照射時，可引起3種放射損傷。第一種是由大腦和中樞神經系統損傷引起，主要癥狀是疲勞、嗜睡、抽搐，一般在2天內死亡。第二種是胃腸道損傷，主要表現為惡心、嘔吐、腹瀉和乏力，一般在2周內死亡。第三種是造血系統傷害，主要表現為惡心、嘔吐、腹瀉，約2～3周后會出現脫發，經常性流鼻血，造成人體極度瘦弱，可能在2～6周后死亡。

我國放射防護標準GB 18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》規定劑量限值如下：

職業劑量限值要求應對任何職業暴露水平的工作人員被控制在不超過以下限值：

●由監管部門決定的連續5年平均年有效劑量（但不能進行任何追溯性平均），20msv；

●任何一年中的有效劑量，50msv；

●眼晶體的年劑量，150msv；

●四肢（手和腳）或皮膚的年劑量，500msv。

對于經常接觸射線的人群，過量的射線照射會對人體產生不同程度的損傷。因此做好射線防護意義重大?；旧渚€防護措施有：增加距離、縮短曝光時間、屏蔽防護、機械化作業等，來防止放射性物質侵入體內，減少對人員的照射劑量。具體防護措施如下：

（1）縮短受照時間

即時間防護。為了減少現場工作人員受輻射的劑量，要求工作人員熟練操作，提高工作效率，禁止在輻射場所做不必要的停留；當在劑量較大的情況下工作，且防護惡劣的條件下，為了確保每個工作人員的累積劑量在允許劑量限值以下，一項工作可采取幾個人輪換操作，減少曝光時間。

（2）遠離放射源

即距離防護。增大與射線源間的距離來防止射線傷害的方法。在放射源一定時，照射劑量與離源的距離平方成反比，即：[D1/D2=R22/R12]

式中：[D1]——距放射源[R1]處的輻射劑量；

[D2]——距放射源[R2]處的輻射劑量；

[R1]——放射源到1點的距離；

[R2]——放射源到2點的距離。

由上面公式可知，減少2倍距離，劑量就增加到了4倍。所以在現場工作時，應加大操作距離，尤其在沒有屏蔽室的野外工作，為達到保護目的可以采取遙控方式。

（3）屏蔽防護

即對人體或放射源采取屏蔽措施從而把射線與人體隔開。儲存放射性物質的場所也需應用到屏蔽防護方法。屏蔽的材質和形式通常根據放射線的性質和強度決定。

屏蔽形式分為移動式和固定式。移動式屏蔽物一般有容器、鉛房劑、防護屏等。固定式屏蔽物指地板、防護墻、防護門、天花板等。

屏蔽X射線常用鉛、混凝土、磚等材料。鉛是一種常用的X射線防護材料，鉛對X射線有很好的防護能力以及抗輻射耐腐蝕性能。平常的磚也是一種X射線防護材料，但是在施工過程中要讓磚縫中的沙漿飽滿，不能出現縫隙；混凝土是一種成本低廉的X射線防護材料，有很好的結構性能，在其中加入適量的重晶石、鐵礦石等材料可以制成密度較高的重混凝土。

屏蔽防護射線的屏蔽物厚度可以通過理論計算得到，同時可以采用儀表測定屏蔽后的安全范圍。每次作業前派人到現場組成臨時工作小組檢查安全措施的落實情況，按文件要求進行人員清場。

4 結論

射線可能危害人體的健康，嚴重時可能會造成不可逆轉的后果甚至死亡。通過學習掌握預防射線危害的方法和措施，就會使人們不受射線的輻射傷害。就像水、火、風這些自然現象，人們通過認識它、駕馭它，使它造福人類，免卻災禍。