X射线对物质具有一定的穿透能力，在穿透物质时由于物质密度的差异，对X射线的吸收能力不同，从而透过物质的X射线强度发生差异，通过感光胶片形成曝光差异，以判别被检工件内部多种缺陷^[1]。射线无损检测技术，可以在不影响、不损害被检对象使用性能的前提下，检出被检物质的缺陷和不均匀性，从而给出被检对象所处的技术状态^[2]。由于其操作方便、检测效率高、直观精准以及成本低^[3]，无损检测系统运行较为稳定，以及X射线源的产生及停止简便、成本低，在化工制造、造船等领域具有广泛的应用。随着X射线探伤机数量及探伤工作人员数都有明显增加，探伤工作人员受照剂量，辐射工作场所防护及对周围环境的辐射影响问题，受到社会的广泛关注。在固定式X射线探伤检测过程中，探伤室周围的附加剂量主要来源于X射线机的主射线、漏射线及散射线的影响^[4]。对于探伤室的辐射防护设计，往往低估散射线对门缝外的辐射剂量影响。

1 工业X射线探伤室的屏蔽要求

《工业X射线探伤放射防护要求》(GBZ 117-2015)对开展固定式X射线探伤对探伤室周围辐射环境及辐射工作人员受照剂量要求为“X射线探伤室墙和入口门的辐射屏蔽应同时满足：①人员在关注点的周剂量参考控制水平，对职业工作人员不大于100 μSv/周，对公众不大于5 μSv/周；②关注点最高周围剂量当量率参考控制水平不大于2.5 μSv/h”。在工业X射线探伤室的辐射防护中，主要采用混凝土或铅材料的屏蔽墙、顶及防护门对X射线进行屏蔽，即采用实体结构屏蔽X射线。

2 探伤室防护门门缝外辐射影响

在开展固定式X射线探伤室，探伤室周围辐射环境主要受到X射线探伤机的主射线、漏射线及散射线的影响。在探伤室的设计建造时，采用混凝土屏蔽的探伤室，其主体结构一般采用连续浇筑形式，探伤室主墙体不存在明显的空隙、裂纹，主体结构屏蔽效果较好，但在探伤室防护门处，由于一般防护门与墙体间为搭接方式，必然存在间隙，为避免防护门缝外辐射泄漏过大，在探伤室设计中常采用防护门与屏蔽墙体的搭接宽度至少为搭接间隙的10倍长方式，以降低射线泄漏值。

在X射线机主射线不朝向防护门照射，即防护门处仅受到多次散射的散射线和漏射线的影响时，采用防护门与墙体搭接的设计方式，对于仅屏蔽X射线机产生的漏射线和散射线表现出良好的屏蔽效果。但在实际探伤过程中，由于被检工件不固定，进而X射线探伤机主照射方向不固定，导致探伤室四周屏蔽墙、顶、工件门及人员门均可能受到X射线探伤机的主射线照射，此种情况下，门缝处将受到主射线照射到防护门表面散射至门缝的一次散射线和射线机漏射线的影响，而一次散射的射线能量较高，导致门缝外泄漏辐射剂量较高。

为此，报告依据《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》(GBZ/T 250-2014)中散射计算公式，分别估算X射线探伤机主射线朝向防护门照射的一次散射线及主射线不朝向防护门照射情况下的二次散射对防护门门缝外辐射影响。

2.1 一次散射影响

$ \dot H = \frac{{I\cdot{H_0}\cdot B}}{{R_s^2}}\cdot\frac{{F\cdot\alpha }}{{R_0^2}} $

式中：I-X射线探伤装置在最高管电压下的常用最大管电流，单位为毫安(mA)；H₀-距辐射源点(靶点)1 m处输出量，μSv·m²/(mA·h)，以mSv·m²/(mA·min)为单位的值乘以6×10⁴，B-屏蔽透射因子；F-R₀处的辐射野面积，单位为平方米(m²)；α-散射因子，入射辐射被单位面积(1 m²)散射体散射到距其1 m处的散射辐射剂量率与该面积上的入射辐射剂量率的比；R₀-辐射源点(靶点)至探伤工件的距离，单位为米(m)；R_s-散射体至关注点的距离，单位为米(m)。

计算模式选取X射线机主射线未经过工件屏蔽，射线直接照射防护门。计算结果表明，在此种较为不利屏蔽情况下，防护门门缝外泄漏辐射较为严重。见表 1。

2.2 二次散射影响

上述为在较为不利屏蔽工况下，门缝外泄漏较为严重；一般情况下，X射线探伤机主射线不朝向工件门照射，工件门仅受到漏射线及散射线的影响。为简化计算，报告中假设X射线探伤机置于待检工件表面1m处，并分别选取探伤机置于距防护门2m处，主射线朝向与防护门垂直方向的简易平面工件照射，此时X射线探伤机主射线垂直照射工件，并经工件90°一次散射后到达防护门，散射线再经防护门表面90°二次散射后经门缝泄漏至门缝外(散射路线见下图 1)。

依据(GBZ/T 250-2014)中公式10，导出二次散射辐射剂量率计算公式为：

$ H = \frac{{I\cdot{H_O}\cdot{B_1}\cdot{B_2}}}{{R_s^2\cdot R_{s'}^2}}\cdot\frac{{{F_1}\cdot{\alpha _1}}}{{R_0^2}}\cdot\frac{{{F_2}\cdot{\alpha _2}}}{{R_{0'}^2}} $

上述计算结果可以看出，在主射线未朝向工件门照射，X射线机主射线在经工件一次散射到达工件门，再经工件门表面二次散射后，门缝外依然存在较为明显的附加剂量。见表 2。

3 弥补措施

在长期从事辐射检测工作过程中，发现当探伤室工件门与屏蔽墙之间搭接缝隙较小时，且防护门门体与墙的搭接宽度达到空隙十倍以上时，能够有效避免门缝外辐射泄漏过大。但在实际的施工过程中，由于墙面的不平整及防护门在安装过程中位置的偏差，往往导致防护门与墙体之间存在一定间隙，在对类探伤室进行监测时，发现门缝外泄漏较为明显，瞬时剂量甚至超过标准限值的数倍。

为避免门缝外泄漏过大，笔者曾建议建设单位对已建成探伤室的防护门采取弥补措施，在探伤室门洞内黏贴一层铅皮，同时在防护门边侧垂直于探伤室方向黏贴一层铅皮(见图 2)，以达到缩小防护门与墙体间的搭接缝隙，以避免散射线在无屏蔽状态下直接到达室外。在对采取黏贴铅板的简易弥补措施后的门缝外泄漏辐射剂量进行重新监测，发现门缝外泄漏辐射量降低较为显著，能够控制在标准限值范围内。

4 结束语

对固定式X射线探伤室监测中，发现探伤室门缝处往往存在较为明显的泄漏问题，在对门框处采用补加铅板的弥补措施后，监测结果表明，门缝处辐射泄漏量能够得到较为有效控制，并满足GBZ 117-2015的限值要求。希望在探伤室的设计过程中，建设单位能够重视防护门与墙体的搭接及间隙问题处理，同时在实际探伤工作中，注意有用射线的照射方向尽量避开通风口、电缆线口、防护门等防护相对较为薄弱位置^[5]。