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1、放射工作人员培训系列教材工业电离辐射防护与安全1核技术应用是指密封放射源，非密封放射源和射线装置在工业、医疗、农业、地质、科研和教学等领域的应用。2核技术应用的领域工业应用辐射加工：耐热电线、轮胎、发泡塑料、热收缩管、医疗保健产品的辐射灭菌无损检测：压力容器、结构材料内部构造及缺欠的检查工程管理：厚度计、密度计、料位计农业应用品种改良：梨、水稻、大豆、大麦、香蕉害虫防治：瓜实蝇、虻果大实蝇食品辐照：防止马铃薯发芽、延长货架期医学应用诊 断：X光透视、X光照相、X光CT、PET、PETCT治 疗：癌、甲状腺损伤、脑肿瘤的治疗科学应用研 究：X射线结构分析、科学反应跟踪、物质迁移的追踪分 析：微量
2、元素分析、年代测定34工业探伤防护与安全45工业探伤概述射线探伤及其防护射线探伤及其防护事故预防与应急处理讲述内容56概述 工业射线探伤：利用电离辐射(X、射线等)探测非透明材料或装置的缺陷或内部结构的无损检测方法。射线探伤是无损检测材料、零件、部件和构件质量的基本方法、最常用方法，在所采用的无损检查方法中占80%以上。67概述射线探伤使用的辐射源主要来自：射线机、密封放射源和粒子加速器。7探伤的射线种类射线探伤射线探伤射线探伤质子探伤中子探伤889射线探伤早期工业探伤只使用 早期工业探伤只使用 射线，但对于检测厚钢板、焊缝或水泥 射线，但对于检测厚钢板、焊缝或水泥构件，构件，辐射源的使用已经
3、越来越多。辐射源的使用已经越来越多。源优点 源优点 源缺点 源缺点源体积小 辐射具有各向同性 高能辐射能检测的壁厚大于射线的厚度 对电能、冷却水等无特殊要求 外部参数对同位素的辐射无影响 辐射源成本低方法的稳定性高应用较廉价、简单剂量率低（影响经济效益）剂量率低（影响经济效益）壁越薄，射线照片质量就越差 壁越薄，射线照片质量就越差射线照片的轮廓（几何）不清晰度增加 射线照片的轮廓（几何）不清晰度增加放射源要经常更换 放射源要经常更换连续辐射，必须考虑辐射防护问题 连续辐射，必须考虑辐射防护问题连续衰变，需有效时间利用（经济因素）连续衰变，需有效时间利用（经济因素）910射线探伤射线探伤源：l
4、60Co、137Cs、192Ir等，192Ir的射线能量低，容易屏蔽，目前应用得最多。1011射线探伤工作原理：l射线贯穿金属物件而在感光胶片中成像。当物件存在疵点时，射线穿过物体后其强度将随着疵点而改变，根据成像发现物件的缺陷，同时又不损伤物件的特性。1 1射线探伤12作业前准备确定曝光焦距和曝光位置划定工作区域，并设置警戒标志检查输源管、控制部件是否有损坏佩戴个人剂量计和辐射报警器（报警器要完好），并用剂量仪检查放射源是否在探伤机内。检查输源管及控制部件上方，谨防有重物误掉落。12射线探伤主要辐射危害常规运行中的辐射潜在照射放射源处于探伤机贮存位置，工作人员在探伤室工作，探伤准备或探伤结束
5、后整理现场时；运输装有放射源的探伤机时；源输送到探伤位置进行探伤时；放射源没有回到贮存位置，而工作人员又不知情；将没有到贮存位置的源设法处置到贮存位置；放射源破损或源本身放射性物质污染了探伤机或配套设备或场所；放射源丢失。1313射线探伤射线探伤防护探伤室探伤的防护从辐射防护角度出发，主要是屏蔽和安全装置屏蔽要求：探伤室应设在单独建筑物内，或大建筑物底层的一角。主屏蔽墙厚度应根据源的活度和射线能量决定，保证室外公众剂量不超过限值。防护墙外5cm处剂量率应小于2.5Gy.h-1；屏蔽防护层：必须包括防止有用辐射的防护层；防止泄露辐射的防护层。屏蔽层的设计需由专业的辐射防护单位人员进行设计施工；人
6、员出入通道可采用迷路形式；若设置观察窗，观察窗应具有屏蔽墙相等的防护效果；1414射线探伤15射线探伤防护探伤室的防护与安全装置探伤室门口设立醒目的电离辐射标志、灯光和音响信号，安装门-机联锁和安全报警装置；机房内安装固定式剂量率仪；控制台应具有工作信号、源位置显示、联锁装置和紧急终止照射开关，保证终止照射后源能自动回复到安全状态；源探伤时，保证探伤室内没有人，外面的人员进不去；源探伤时，工作人员进出口处应有红灯显示。辐射水平仪表与入口的门要联锁，即室内辐射水平升高时门开不了，人进不去。防护门应设门-机联锁装置，以防误照事故的发生。射线探伤防护15工业X射线探伤室应安装 门-机连锁 安全装置和
7、照射信号指示器，并保证在 门关闭 之后X射线装置才能进行探伤作业。16射线探伤射线探伤防护现场探伤的防护现场探伤时，时间一般选在晚上为宜；探伤作业前，将工作场所划分为控制区和监督区；探伤作业时，充分考虑探伤相关因素，保证操作人员受照剂量低于剂量限值，并做到可合理达到的尽量低的水平；所有探伤作业应在剂量仪经常监督下进行，探伤人员必须经过辐射安全防护训练，必须严格规范操作；工作人员应佩戴个人剂量仪，辐射场所应定期辐射监测，并适时地监测探伤机的表面剂量；探伤机应定期检查，确保安全。控制区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，可采用绳索、链条和类似的方法或安排监督人员实施人工管理。
8、电离辐射防护与辐射源安全基本标准（GB18871-2002）对放射性工作人员和公众每年所受辐射剂量限值进行了调整：放射工作人员年有效剂量20mSv（连续5年的平均值），公众为1mSv。1717射线探伤18工作原理射线管：射线管由密封在真空玻璃壳中的阴极和阳极组成。高压电源：加在射线管的两极之间，使两极间形成一个电场，电子在射到靶体之前被加速到很高的速度。18焦点：X射线管阳极靶上产生X射线的面积，即X射线源的大小。19射线探伤射线探伤防护探伤防护的基本措施时间防护：缩短受照时间。距离防护：增大与源的距离，在进行野外或流动性 检验时，利用距离防护射线是极为经济且有效的方法。屏蔽防护：在射线源与人
9、员之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽物质。2020X射线探伤室的防护要点 利用固定建筑物对射线的屏蔽作用，达到保护人员和环境的目的 探伤室应选择在厂区的一角，面积应根据工作需要定，设置必须考虑周围的放射安全，探伤室必须与控制室分开 探伤室的屏蔽设计应充分考虑有用射线束照射的方向和范围、装置的工作负荷及室外情况 探伤室一般采用砖或混凝土为墙壁材料，有用线束投照方向的墙壁按主屏蔽要求设计，其余方向按漏射线及散射线屏蔽要求设计21射线探伤射线探伤的防护探伤人员须经过辐射防护训练，掌握安全防护知识。现场探伤的防护现场探伤时，时间一般选在晚上为宜。充分考虑各种因素，确保作业人员受照剂量低于剂量限值，做到可
10、能合理达到的尽量低的水平。工作人员应佩戴个人剂量计。控制区边界必须悬挂“禁止进入”警示标识，作业人员应在边界外操作，否则必须采取专门的防护措施。监督区边界必须设警示标识，悬挂“无关人员禁止入内”警告牌，必要时设专人警戒。进行近距离操作时，必须使用防护器材，佩戴个人防护用品。2222探伤结束后，放射源必须返回本单位放射源库保管231.探伤机质量：防护壳屏蔽有问题，造成密封源泄露；设计不合理及组装不牢，导致源滑脱。事故预防和应急处理探伤辐射事故射线探伤只要放射源脱离开防护罐，即便是废弃源，均可造成辐射事故，使人遭受不必要照射。2.部件损坏：输源管破裂；源无法回收到防护罐内；源接头损坏，致放射源脱落
11、；源脱落地面造成人员受照；输源管未与源辫挂钩结合或结合不牢，造成出源后源不能收回。3.运输中保管不善，源容器丢失。4.探伤机故障维修，未注意防护，造成照射事故。5.废源乱丢或浅土掩埋，导致放射源遗失与误照事故。2424事故预防与应急处理1.新机调试，分工不明误照：责任人脱离岗位，他人开机使人员误照；2.误传联络信号误照；3.开机未警示，误入受照：探伤室内外无开机照射的警戒信号；4.一室双机，配合失误受照：一台停照而另一机仍在照射5.二人作业，配合失误受照；6.有意伤害受照；7.检修故障受照：不注意防护而受到照射。探伤辐射事故射线探伤射线探伤机只有在开机加高压后，才产生射线。因此，发生辐射事故多
12、为开机时误照。2525核仪器仪表及其他应用装置26核仪器仪表 核仪器仪表是指利用放射性物质或X射线的特性，显示或测量被测物质或材料特性的仪器仪表或相应的设备。具有快速、准确、非损坏性、不接触、可以实现自动检测或连续检测等特点。包括辐射密度计、料位计、核子秤、测厚仪、中子水分仪等。27核仪器仪表密封放射源仪表 凡带有密封放射源都仪表统称为密封放射源仪表。使用都放射源大多是、类源，活度一般在1071010Bq（毫居里级或居里级）水平使用X射线工作的仪器仪表关键部件是发射X 射线的器件。只有在通电开机时才有X 辐射28核仪器仪表按照照射线入射到探测器前与物质发生相互作用的类型分为3类：透射式辐射仪表
13、反散射式核仪表核反应式核仪表29透射式辐射仪表工作原理 透射式辐射仪表的放射源和探测器分别对应地安放在被测物质地两边，入射射线穿透物质时被减弱了，同时探测器测量出出射线的剂量率（或计数率）。30反散射式核仪表反散射式核仪表是利用射线与物质相互作用产生的反散射的一种核仪表。31核反应式核仪表 利用高能中子发生器把非放射性物质诱发成放射性物质。生成的放射性核素能发射出其能量可被识别的特征射线。32核子秤物料对射线具有衰减作用，物料厚处透过的射线少，物料薄处透过的射线多根据射线穿过传送带上物料的计数率，便可以连续秤出输送物料的重量使用的放射性核素主要是137Cs，活度在30mCi至130mCi33料
14、位计当料仓内无料时，探头接收到的信号很强，主机给出料空信号；当料仓内有料时，阻挡射线穿过，探头接收到的信号很弱，主机给出料满信号料位计常用60Co和137Cs源，活度从10mCi到1Ci不等高位探测器低位探测器源源34料位计用于测量高温、高压、易燃、易爆、有毒和腐蚀性的物料应用于石油工业、钢铁工业、水泥生产等35密度计如果材料的密度较低，穿过材料的射线就较强，探测器在单位时间内的计数就较高。反之，如果材料的密度较高，高密度材料对射线的屏蔽较强，探测器在单位时间内的计数就低。36测厚仪 放射性同位素射出的射线通过被测物质时，局部被吸收或散射。当放射源的强度和被测物质不变时，射线强度的变化仅与被测
15、物质的厚度有关。37测厚仪 用于监测连续生产过程中金属板、薄膜、纸张和镀层管的厚度 测厚仪常用的放射性同位素有14C、60Co、85Kr、90Sr等。38测厚仪39离子感烟火灾探测器40离子感烟火灾探测器 在探测器的电离室内放一放射源Am241，其不断地持续放射出粒子射线，使空气中的氮、氧等分子电离，从而使得原来不导电的空气具有导电性。当在电离室两端加上一定的电压后，使得空气中的正负离子向相反的电极移动，形成电离电流。当烟雾粒子进入电离室后，由于气熔胶吸附大量的正负离子，使其中和。烟雾越浓，导致离子复合几率加快，从而使空气中电离电流迅速下降，电离室阻抗增加，因此根据R值变化可以感受到烟雾浓度的
16、变化，从而实现对火灾的探测。41离子感烟火灾探测器主要使用241Am放射源，含量约几kBq到40kBq不等，小于豁免水平。离于型感烟火灾探测器的制造、装配和拆洗工作属于放射丁作。作业场所应配备外照射剂量监测和表面污染的监测仪器。42中子水分计检测原理：中子减速扩散法；中子减速透射法；中子衰减法；散射法43含密封源仪表的安全防护特点 含密封源仪表使用的放射源活度远远小于大型辐照装置的源强，它们一般都在1071010Bq(毫居里级或居里级)水平 特点是数量大、应用范围广、流动性强、接触人员多、工作场所和条件千变万化。安全防护易被忽视，工作人员的防护意识较差，容易发生丢源事故，或造成射线泄漏污染和人
17、员受射线误照事件。44使用含密封源仪表安全防护的管理要求 密封源操作和管理人员上岗前必须接受有关辐射安全防护的职业培训，掌握一定的安全防护知识和技能，并经考核合格。制定科学适用的含密封源仪表操作规程和安全防护规定等规章制度，并严格执行。操作人员应根据密封源的数量、类型和活度，按安全防护最优化原则，充分考虑时间、距离、屏蔽设施等因素，采取各种有效的安全防护措施，使用相应的工具和屏蔽设施，使受照剂量控制在可合理达到的尽量低的水平。（4)对可能发生的密封源事故应有预防和应急救援措施。45使用含密封源仪表安全防护的管理要求密封源更换容器时，应有专业防护人员负责现场操作剂量监测密封源装置野外作业时，在有
18、用线束投照方向应划定一定范围的控制区。应至少每年进行一次设备防护性能及安全设施检验。使用含密封源仪表的工作人员不能自行拆卸含密封源仪表的源与探测器系统，防止损坏放射源而造成泄漏污染。维修、安装、保管含密封源仪表的人员要佩戴个人剂量计，并定期监测和建立个人剂量档案。要定期进行从业人员健康体检和建立健康档案。46核仪器仪表工作人员监测 对仪器核仪表使用人员进行个人剂量监测时，应选择有代表性的工作位置，该位置受照剂量较大，工作时间较长。监测内容是工作人员所接受的外照射剂量 监测目的是评定工作人员所接受的剂量水平是否符合有关标准(GBl887l附录B)的规定。47 个人剂量监测包括：外照射监测，内照射
19、监测，表面污染检测48核仪器仪表工作场所监测核仪器仪表工作场所监测的内容和频度应根据工作场所内辐射水平及其变化和潜在照射的可能性与大小来确定，并应保证：a)能够评估工作场所的辐射状况b)可以对工作人员受到的照射进行评价；c)能用于审查工作场所区域划分是否适当。e）工作场所监测计划应包括：a)拟测量的量；b)测量的时间、地点和频度；c)最合适的测量方法与程序；d)参考水平和超过参考水平时应采取的行动。实施工作场所监测计划所获得的结果应认真记录和存档49使用含密封源仪表安全防护的技术措施 控制放射源的质和量 在不影响使用效果的前提下，尽可能以对人体毒性小的放射性核素代替毒性大的；优先选用低活度、短
20、半衰期的放射性核素 采用时间、距离、屏蔽防护 必须具有能够防止密封源脱落并保护密封源免遭损坏的机械结构和保护措施，如源套。含密封源仪表具有源套时，在源套外表面必须具有牢固的警告标志；不具有源套时，在密封源附近须有牢固的警告标志 含密封源的敞束型仪表应当具有遮光器及遮光器开、关状态的明显标志5051含密封源仪表的贮存 使用单位应有密封源的帐目，设立领存登记，状态核查，定期清点，钥匙管理等防护措施。根据密封源类型、数量及总活度，应分别设计安全可靠的贮源室、储源柜、储源箱等相应的专用储源设备 贮源室应符合防护屏蔽设计要求，确保周围环境安全，贮源室应有专人管理。有些储源室应建造贮源坑，根据存放密封源的
21、最大设计容量确定贮源坑的防护设施，储源坑应保持干燥。52含密封源仪表的贮存 储源室应设置醒目的电离辐射警示标志，严禁无关人员进入。贮源室应有足够的使用面积，便于密封源存取。并应保待良好的通风和照明。贮源室以及贮源柜、箱等均应有防火、防水、防爆、防腐蚀与防盗等安全措施 无使用价值或不继续使用的退役密封源应退回厂家或送交有资质的单位收储（处）53含密封源仪表的运输 密封源及其容器的运输应遵守GB11806放射性物质安全运输规程 密封源运输车辆不得混装易燃、易爆等危险品 密封源运输车辆应具备防止密封源丢失、颠覆散落或被盗等安全措施。源罐需要有足够厚的防护层，对源来说用铅、铁等防护材料；对中子源来说需
22、用三层不同材料。内层为石蜡，用作慢化中子，中层为硼，用作俘获慢中子，外层为铅或铁，用作屏蔽射线 密封源到货后，应进行包装箱表面污染辐射水平及剂量率监测，核对检测结 果与供货单位提供的产品合格证书是否相符。54含密封源仪表的运输 装载密封放射源的运输容器应设有能证明确实未被开启的”铅封”之类标志物。常规运输条件下，在交通工具外表面任意一点辐射的空气比释动能不得超过2mGyh-1；在距其表面2m处的任意一点不得超过0.1mGyh-1。专载运输条件下，车辆外表面任意一点或在车辆外缘垂直投影面上，在货包表面和车辆下部外表面任意一点辐射的空气比释动能牢不得超过2 mGyh-1；距车辆外侧面2m处任意一点
23、或在离车辆外缘垂直平面外2m远的任意一点辐射的空气比释动能率均不得超过0.1mGyh-1。55核仪器仪表的辐射事故应急预案 含密封源仪表使用的放射源活度一般都在毫居里级或居里级水平，大部分为类源，小部分为类源 由于类源和类源的危害性很小，因此有关响应行动将限制在非常小的范围56核仪器仪表常见的事故（故障）(1)核仪器仪表质量问题，导致源脱落(2)管理不到位，包括放射源在内的仪器设备被盗；(3)运输中保管不善，源丢失；(4)测井中放射源坠落；(5)故障维修中源下落不明(6)仪器失控或长时间近距离靠近辐射源，造成超辐射剂量照射。57核仪器仪表的事故应急遵守国务院449号令 编制应急预案 应急报告和处理 应急措施 应急人员的剂量控制5859