某機械設備制造公司工業(yè)加速器應用項目輻射環(huán)境監(jiān)測分析

高峰++王震

摘 要：目的 評價某機械設備制造公司工業(yè)加速器應用項目對周圍環(huán)境、輻射工作人員和公眾的影響。方法 通過現場監(jiān)測和公式計算得出結果，依據國家標準開展評價。結果 加速器非工作狀態(tài)下，探傷室周圍環(huán)境X-γ劑量率監(jiān)測結果范圍為78.3～120.4nGy/h，處于淄博市天然放射性本底水平范圍內；工作狀態(tài)下，探傷室周圍環(huán)境X-γ劑量率監(jiān)測結果范圍為97.3nGy/h～1.15μGy/h，低于《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）的標準限值。結論 本項目加速器運行對工作人員和公眾的影響符合標準限值要求，對周圍環(huán)境影響較小。

關鍵詞：無損探傷 工業(yè)加速器 X-γ劑量率 年有效劑量 輻射環(huán)境

中圖分類號：X822 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（c）-0116-02

無損檢測是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，利用材料內部結構異常或缺陷引起射線、超聲等反應的變化，對材料進行缺陷檢查的技術。射線檢測是無損檢測的主要方法之一，其利用X射線或γ射線穿透檢測件，使膠片曝光或產生實時數字圖像，從而反映檢測信息。射線檢測設備主要有X射線探傷機、γ射線探傷機和工業(yè)加速器。工業(yè)加速器主要由電子槍、加速管、微波傳輸系統(tǒng)、調制器系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電子束聚焦系統(tǒng)等組成，利用射頻駐波電場加速電子，使被加速的高能電子轟擊鎢靶產生高能X射線，對工件進行檢測。本文主要對工作狀態(tài)下加速器探傷室周圍環(huán)境進行輻射環(huán)境監(jiān)測，評價其運行對環(huán)境和人員的輻射影響，并提出減少影響的措施和建議。

1 項目概況

該公司位于山東省淄博市，主要從事大型機械設備綜合設計和生產制造。為滿足公司工件無損檢測技術需要，建設一座探傷室，安裝1臺CD-600BXA型工業(yè)加速器（4MeV），屬Ⅱ類射線裝置。探傷室為一層建筑，無迷道，長8.56m，寬7.74m，高7.5m，混凝土結構，主屏蔽墻厚240cm，副屏蔽墻厚150cm，屋頂為厚150cm，防護門厚20cm，主要材料為鉛。加速器為固定位置固定方向照射，向西北方向出束。防護門安裝了門機聯(lián)鎖，門外設置了工作狀態(tài)指示燈和電離輻射警告標志；控制臺和探傷室內設置了急停按鈕，安裝了視頻監(jiān)控，設置了通風系統(tǒng)。

2 材料與方法

2.1 污染因素分析

加速器開機后產生X射線，會對周圍環(huán)境和人員產生影響。由于該加速器能量低于10MeV，故不考慮中子影響[1]。加速器開機運行后，產生的X射線與空氣作用產生少量臭氧和氮氧化物，但探傷室通風系統(tǒng)運行良好，可明顯減低有害氣體濃度，不會產生影響。因此，本文只考慮X射線的影響。

2.2 監(jiān)測設備與環(huán)境條件

監(jiān)測儀器為FH40G-10型便攜式X-γ劑量率儀，探頭類型為高靈敏度塑料閃爍，內置碘化鈉探測器，測量范圍1nGy/h～100μGy/h，能量范圍48keV～4.4MeV。該儀器由中國計量科學研究院檢定，監(jiān)測時在檢定有效期內。監(jiān)測當天天氣晴，溫度為26℃，相對濕度為62%，符合監(jiān)測標準要求。

2.3 監(jiān)測及評價依據

X射線監(jiān)測方法依據《環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范》（GB/T 14583-1993）[2]要求；職業(yè)照射和公眾照射劑量約束值依據《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）[3]規(guī)定：輻射工作人員個人年劑量約束值為5mSv，公眾成員個人年劑量約束值為0.1mSv；工作場所劑量控制依據《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）規(guī)定：工作場所以及周圍環(huán)境的屏蔽體表面大于或等于30cm處任何監(jiān)測點的周圍劑量當量率應不大于2.5μSv/h。

淄博市環(huán)境天然γ空氣吸收劑量率水平本底值見表1。

3 結果

3.1 監(jiān)測結果

根據現場條件和相關技術規(guī)范要求布設監(jiān)測點，監(jiān)測點位示意圖見圖1。

在非工作狀態(tài)和工作狀態(tài)下，分別對加速器探傷室周圍X-γ輻射劑量率進行監(jiān)測，每個點位監(jiān)測10個數據，記錄、剔除異常數據后計算得出平均值。監(jiān)測結果見表2。

由表2可知，非工作狀態(tài)下，加速器探傷室周圍環(huán)境X-γ輻射劑量率監(jiān)測結果范圍為78.3～120.4nGy/h，處于淄博市天然放射性本底水平范圍內。工作狀態(tài)下，加速器探傷室周圍環(huán)境X-γ輻射劑量率監(jiān)測結果范圍為97.3nGy/h～1.15μGy/h，低于《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）所規(guī)定的標準限值。

3.2 年有效劑量分析

計算X射線產生的外照射人均年有效劑量公式為：

H=0.7×Dr×T

式中：H為年有效劑量當量（Sv/a）；0.7為吸收劑量對有效劑量當量的換算系數（Sv/Gy）；Dr-X-γ為輻射劑量率（Gy/h）；T為年受照時間（h/a）。該公司每年加速器開機時間不超過100h。根據現場監(jiān)測結果，取操作位監(jiān)測值113.4nGy/h計算工作人員年有效劑量為：

H=0.7×113.4×100nGy=7.938μSv

該年有效劑量低于《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）規(guī)定的輻射工作人員個人年劑量為5mSv的約束值。

根據現場監(jiān)測結果，取探傷室墻外X-γ輻射劑量率最大監(jiān)測值1.15μGy/h計算公眾接受的年有效劑量為：

H=0.7×1.15×100μSv=80.5μSv

該年有效劑量低于《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）規(guī)定的公眾成員個人年劑量為0.1mSv的約束值。

4 結論與建議

4.1 結論

本項目落實了輻射安全防護措施，工作場所布局與分區(qū)合理，探傷室屏蔽墻與防護門滿足屏蔽要求，加速器運行對工作人員和公眾的影響符合標準限值要求，對周圍環(huán)境影響較小。

4.2 建議

公司日常輻射安全管理工作應遵循輻射實踐正當化、輻射防護最優(yōu)化、個人劑量限值的原則；嚴格按照法律法規(guī)和《電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范》（HJ 785-2016）等要求開展加速器探傷工作；定期開展門機連鎖有效性試驗，做好加速器及各項輻射安全設施的維護維修，確保各項設施安全有效，防止開機狀態(tài)下人員進入產生誤照射；定期開展輻射事故應急演練，及時修訂輻射事故應急預案；發(fā)生輻射事故時，及時向當地環(huán)保、衛(wèi)生計生部門報告。

參考文獻

[1] 李德平，潘自強.輻射防護手冊第一分冊[M].北京：原子能出版社，1991：218-228.

[2] 國家環(huán)境保護局.GB/T 14583-1993，環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，1993.

[3] 環(huán)境保護部.HJ 785-2016，電子直線加速器工業(yè)CT輻射安全技術規(guī)范[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2016.endprint