砖被广泛应用于对医用诊断X射线和工业探伤X射线的防护, 但在实际应用中有些易被忽略的问题, 例如砌砖时所用砂浆的类型、砖缝砂浆的饱满度等均会影响砖墙的屏蔽效果, 笔者旨在介绍一些有关利用砖墙作屏蔽防护的实践经验, 供同道参考。

1 砖的理化性质^[1]

粘土砖的密度ρ为1.6g.cm^-3, 标准尺寸为240mm×115mm ×53mm, 砌体每立方米为512块, 24cm厚的1砖眠墙, 每平方米需用128块红砖, 砖的吸水率为16% ~ 18%, 砖的吸水性能与砖的质量优劣有关, 因此砖的吸水率过大会影响其强度, 普通粘土砖一般为红色, 也有青色者, 但青砖价格较红砖贵1/4左右。砖的大面(240mm×115mm)的强度等级为MU 20, 抗压强度单块最小值不小于13.73MPa, 抗折强度单块最小值不小于2.55MPa, 泛霜试验, 每块砖不应出现起砖粉掉屑和脱皮现象, 抗冻性:每块砖样均需符合下列要求: ①干重损失不大于2%; ②被冻裂砖样的裂纹长度不大于110(大面宽度方向延伸到条面的长度)~ 150mm(大面上长度方向延伸到顶面上的长度)。

2 砌砖墙用的沙浆

砌砖墙用的沙浆有3种标号, 每平方米墙面的耗料列于表 1。

3 砖的铅当量

粘土砖的铅当量与射线的能量和砖的厚度有关, 表 2列出了对不同管电压(kV)和不同砖厚度条件下1mmm厚砖的铅当量(比铅当量)近似值。表 2中的数据显示, 对同一种能量(kV)的X射线, 砖的比铅当量隨砖的厚度而略有增加, 据此, 在实际应用时, 从安全考虑, 对24cm厚的砖墙, 可按200mm厚砖墙的比铅当量来计算其铅当量; 对37cm的砖墙, 可按300mm砖墙的比铅当量来计算其铅当量。

4 砖与普通混凝土(砼)之间的换算关系

有时计算出了混凝土的屏蔽厚度而改用砖墙, 就需要知道1mm厚的混凝土相当于多厚的砖墙, 表 3列出了两者之间的换算关系。

5 粘土砖的替代品—煤渣砖

用于建筑材料的粘土砖, 由于国家的限制日趋减少, 而煤渣砖是其替代品之一。煤渣砖又称炉渣砖, 系由工业废料煤灰渣75% ~ 80%, 电石渣18% ~ 22%, 石膏渣(炼铝厂的) 3% ~ 2%混合碾压成型, 经蒸汽养护硬化而成。用于墙体的规格为240mm×115mm×53mm, 密度为1.2g /cm³, 强度等级MU7.5 ~ 15。煤渣砖的铅当量列于表 4。

6 砖用作屏蔽材料值得注意的问题 6.1 核实砖的质量与表观密度

作为屏蔽材料其烧结质量和表观密度与防护效果有关, 因此, 必需选择烧结质量合格的纯粘土砖或煤渣砖。若想知道砖的实际密度, 可将一块标淮规格(240mm×115mm×53mm)的砖称重, 用其体积(cm³)除其重量(g), 即求出其表观密度(容重)。

6.2 选用沙浆和砖缝沙浆的飽和度

用于屏蔽防护的砖墙, 一定要告知承建者选用高标号的水泥砂浆, 最好采用较高密度的钡沙替代常用的河沙与水泥制成的水泥钡沙砂浆, 以保证砖缝达到与实心砖同样的防护效果。另外24cm厚的砖墙, 在1m²的面积上就有128块砖的缝隙。笔者曾对已建成尚未抹墙面的CT机房的墙体缝隙用丝进行探查, 有的砖缝空隙可深达10cm以上。笔者留意观察一些被拆除的普通砖墙, 在砖面两端凝结的砂浆多于中间。因此, 在用砖建造X射线机房或屏蔽室时, 一定要告知承建者做到砂浆饱满、不留空隙, 并要有人监督施工, 以确保施工质量。

6.3 旧砖房改造为X射线机房

由于对旧砖房当时的施工情况不明, 为弥补砖缝可能存在的缺陷, 可采用钡砂沙浆抹墙面。根据笔者经验, 用容重为2.7g /cm³的硫酸钡沙25kg, 与适量水泥和水混合制成泥状, 抹1m²的墙面约1.5cm厚, 对医用诊断X射线约相当于1mm铅当量。