γ射线探伤是无损检测工业中发展较快的探伤技术, 它具有射线穿透能力强、仪器携带方便、能在施工现场使用操作、且解决检测厚板的问题, 因而应用面越来越广。目前使用的放射源主要为⁶⁰Co, ¹³⁷Cs, ¹⁹²Ir源, 由于在现场作业时, 条件复杂, 影响操作的因素较多, 其防护难以有效的采取, 而且作业人员、公众对该项作业的辐射安全范围缺乏了解, 致使对人员的超剂量照射时有发生。为了保证γ射线现场探伤人员和公众的辐射安全, 使作业人员能方便地掌握辐射安全区的划分, 我们参考德国国家标准DIN54115-92第一部分的附件内容^[1], 结合γ射线现场探伤的作业特点, 提出划分现场探伤作业时的“控制区”和“监督区”的理论计算方法, 供探伤作业时参考。

1 划分两区的剂量限值

根据DIN54115第一部分附件的规定, 按照每年工作50周, 每周曝光7.5小时, 年接受剂量小于15mSv(放射工作人员年限值的3/10), 这样, 控制区边界的剂量率(空气比释动能率)限制为40 μGy·h^-1。通过调查, 我国的情况与上述基本一致, 故按此值作为划分控制区的剂量限值。监督区边界的剂量率限制为2.5 μGy·h^-1, 按照上述曝光时间和工作时间, 公众接受的年剂量小于1mSv, 符合国际电离辐射防护辐射源安全的基本安全标准中对公众的剂量限值规定^[2]。

2 控制区大小的确定 2.1 影响控制区大小的因素

根据γ射线现场探伤的情况, 其影响因素有探伤机结构、检测对象、使用放射源种类等。探伤作业示意图见图 1。

图 1中的范围a_Ⅰ为未被检测物阻挡的控制区; a_Ⅱ为被检测物品阻挡后的控制区; a_Ⅲ为被放射源源容器屏蔽后的控制区, 对于利用导源管将放射源导至容器外进行照相的探伤机则不存在a_Ⅲ。

2.2 控制区大小计算举例 2.2.1

计算控制区的要素:不同材料的近似半值层(见表 1)、用于确定控制区大小的因子(见表 2)、不同活度不同种类放射源的未被任何物品阻挡的控制区大小与不同活度、不同种类放射源的关系曲线(见图 2), 三个要素均来自DIN54115第一部分的附件^[1]。

2.2.2

举例:应用¹⁹²Ir放射源(活度为1.85×10¹²Bq)探伤, 检测对象为28mm厚的结构钢(2HVL), 源容器壁为钨制, 壁厚25mm(10HVL), 计算三种控制区的大小。

解:由图 2中查得a_Ⅰ =78(m)

由表 2中查得a_Ⅱ的相应半值层的因子为0.5, 故

由表 2中查得a_Ⅲ的相应半值层的因子为0.05, 故

可以确定, 在上述工作条件下, 三种不同的控制区分别为78m, 39m, 3.9m。在开始照射前, 应在上述距离上设置放射性警告标志, 禁止任何人员进入该范围内。同样根据剂量与距离平方成反比的关系, 可以计算出边界空气比释动能为2.5μGy·h^-1的监督区大小:

3 小结

用移动或手提式γ射线探伤机在施工现场进行探伤时, 由于场所不是固定的放射工作场所, 而且现场的防护设施往往不齐备, 容易造成工作人员和公众的超剂量照射, 因此, 在实施探伤前必须根据作业条件明确划分出控制区和监督区, 并在各自的边界上设置辐射警告标志。本文提供了简单、快捷的二区确定方法, 可以在广大的施工单位推广应用。