随着X射线在各类工业、医疗行业的快速发展和运用，X射线成像与荧光分析技术已经成为物质化学元素分析、材料质量无损检测和微电路光刻检验的重要手段^[1-2]。为了降低辐射安全管理成本，提高X射线装置的适用效率，生产、销售、进口代理X射线装置的核技术利用单位通过国家核技术利用申报系统对X射线装置申报最终用户豁免。X射线装置能够产生电离辐射，使用或管理不当，会造成从业人员和周围公众受到电离辐射照射^[3]，从而影响健康与安全;但如监管过度,将增加核技术利用单位的经营和管理负担^[4-5]。

豁免是指由监管机构决定的包含辐射的源或实践活动部分或完全不需要受到监管控制^[6-8]，是监管机构准予对其继续进行监管是没有必要的一种认可^[9]。即辐射的源或实践活动可不用申报辐射安全许可证，不用安排员工入职、在职、离职职业健康检查，不用定期的剂量监测，不用申请辐射岗位培训，不用定期进行辐射环境监测评价这一系列的监管控制要求，国际放射防护委员会（International Commission on Radiological Protection, ICRP）早在1990年建议书中就提出豁免是监管职能的一个重要组成部分^[10]。如何从自身固有防护安全可靠性、自身屏蔽防护效果、设备额定参数（管电压、管电流、曝光时长）等方面正确判断X射线装置是否可以豁免管理，是否符合国际原子能机构的豁免准则和我国的法规标准的豁免要求成为了辐射安全监管部门的重点难点。

X射线装置的管电压决定了产生的X射线能量大小和射线穿透能力，管电流决定了产生的X射线出束量。因此辐射安全监管部门将管电压和管电流作为是否符合豁免管理要求限制参数^[11-12]。本文通过对深圳市申请豁免管理的X射线装置进行调查和监测，从管电压、管电流和装置表面剂量率等方面进行分析并提出相应建议。

1 材料与方法 1.1 调查对象

根据全国核技术利用辐射安全监管系统中已提交的X射线装置管理豁免申请，共筛选出10家位于深圳市的X射线装置生产单位，将各单位库存中销售、使用活动已获得或正在申请豁免管理的29种型号、50台射线装置纳入调查对象，见表1。

1.2 监测依据和方法

参照《辐射环境监测技术规范》（HJ 61—2021）^[13]、《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ 117—2015）^[14]、《X射线衍射仪和荧光分析仪卫生防护标准》（GBZ 115—2002）^[15]的方法要求，结合《电离辐射防护与辐射源安全标准》（GB 18871—2002）^[16]的豁免管理要求，对该类申请豁免管理的X射线装置监测符合如下要求：

（1）监测点位应覆盖X射线装置6面（左侧、右侧、前侧、后侧、上方、下方）表面10 cm位置；

（2）监测点位应在设备通风口、线孔、进样口和观察窗等存在屏蔽接缝的位置外表面10 cm处；

（3）首先对设备周边进行辐射巡测，以发现辐射剂量较高位置分别进行定点辐射剂量监测；

（4）进行辐射监测时，X射线装置处于额定最高管电压条件下，尽量使用高管电流。

1.3 豁免准则

根据《电离辐射防护与辐射源安全标准》（GB 18871—2002）^[16]和《关于规范放射性同位素与射线装置豁免备案管理工作的通知》（环办辐射[2018]49号）^[17]关于射线装置豁免的要求：

被豁免实践和源应具有固有安全性，即应同时满足：X射线装置属于自屏蔽设备，屏蔽体与主体结构一体设计和制造，具有制式型号和尺寸；屏蔽体能将装置产生的辐射剂量率减少到规定的剂量限值以下，人员接近时无需额外屏蔽；在任何工作模式下，人体无法进入和滞留在X射线装置屏蔽体内。

符合下列条件并具有审管部门认可的型式的辐射发生器和符合下列条件的电子管件（如显像用阴极射线管），经审管部门认可后可被豁免：正常运行操作条件下，在距设备的任何可达表面0.1 m处所引起的周围剂量当量率或定向剂量当量率不超过1 μSv/h；或所产生辐射的最大能量不大于5 keV。

1.4 监测仪器

本次监测使用AT1123型辐射检测仪，仪器通过广东省辐射剂量计量检定站进行检定，校准因子接近1（0.7～1.3），见表2，该辐射检测仪适合对X射线装置的豁免判定^[11]。对X射线装置正常使用情况下的周围剂量当量率进行监测。仪器型号参数见表2。

2 结　果 2.1 屏蔽厚度和管电压对辐射剂量率影响试验

X射线装置的管电压决定了产生的X射线能量大小和射线穿透能力。辐射安全监管部门也因此会管电压和管电流的大小作为射线装置能否可以进行豁免管理的条件。该文利用一台X射线装置作为试验源，在X射线装置发射方向1.5 m处放置辐射检测仪器，X射线能量大小通过调节该X射线装置的管电压大小实现，试验的辐射屏蔽层利用不同厚度的滤过材料实现，见表3。

固定测量位置、管电流、照射野等其他影响参数，利用各类厚度的辐射屏蔽层和X射线装置自身管电压大小调节，得到不同辐射屏蔽厚度和不同能量X射线的辐射剂量率试验数据，见表4。

对应7类屏蔽层，将试验得到的辐射剂量率数值与对应的管电压进行曲线拟合,均呈现出指数变化规律（R²＞0.95），见图1。可以发现,随着在试验的各类厚度辐射屏蔽层，产生的剂量率与X射线装置管电压均存在指数变化正相关，表明在其他条件相同情况下，管电压的提高确实可能造成辐射环境泄露风险加大。

将试验中高管电压段（80～100 kV）高屏蔽层（2～5 mm Pb）区域（简称高区）的数据与低管电压段（40～60 kV）低屏蔽层（5～40 mm Al）区域（简称低区）的数据进行多段范围对比，见表5。数据显示，低区的辐射剂量率高于高区的辐射剂量率1个数量级以上，这也表明了低区比高区辐射剂量泄漏的风险更高。

综合该章节分析结果，针对低能（40～100 kV）X射线装置辐射剂量泄漏安全风险,其固有屏蔽体防护效果比管电压的有更高影响权重。

2.2 现状监测情况

本次调查29 种型号共50 台X射线装置设备外表面0.1 m处周围剂量当量率监测，共获得关注点位监测结果473个，见表6。

本次调查的X射线装置涉及8台X射线装置10个监测结果的周围剂量当量率高于关机状态下的辐射环境本底最大值2倍，即＞0.36 μSv/h，参照《放射诊断放射防护要求》（GBZ 130—2020）^[18]判定认为存在辐射剂量泄漏，包含7台X射线荧光光谱仪和1台X射线点料机，其中1台X射线荧光光谱仪在正常工作状态下，设备外表面10 cm处周围剂量当量率最大值为1.2 μSv/h，超过豁免管理要求的1 μSv/h；其它42台X射线装置外表面10 cm处周围剂量当量率最大值为0.16～0.24 μSv/h；473个监测结果数据分布情况见图2。监测数据较高处大部分位于设备通风口、线孔等自屏蔽较薄弱部位。

2.3 不同管电压的监测数据分析

本次调查的X射线装置在不同管电压条件下，周围剂量当量率最大值的分布对比情况，见图3，可以发现本次调查的X射线荧光光谱仪的X射线装置的管电压明显低于工业探伤的X射线装置，但存在泄漏的监测点位反而多集中出现于低管电压（ ≤ 50 kV）的X射线装置。

利用SPSS软件将管电压与周围剂量当量率最大值进行kendall和spearman相关性分析。kendall相关系数为− 0.124，sig值（显著性检验结果）为0.232；spearman相关系数为− 0.172，sig值（显著性检验结果）为0.253；相关性均为负数，数值在− 0.1～− 0.2之间，sig值均＞0.05，可以认为管电压和周围剂量当量率最大值之间存在极不显著的极低负相关，这与上段中描述的“存在泄漏的监测点位数据反而多集中出现于低管电压（ ≤ 50 kV）的X射线装置”一致。

2.4 不同管电流的监测结果分析

本次调查的X射线装置在不同管电流下，周围剂量当量率最大值的分布对比情况，见图4，可以发现本次调查的各类X射线装置的管电流大小存在较大波动，3类X射线装置的最大管电流与最小管电流相差均能达到8～10倍，高管电流与低管电流均出现周围剂量当量率较高值，最大值出现在管电流最大值位置。

利用SPSS软件将管电流与周围剂量当量率最大值进行kendall和spearman相关性分析。kendall相关系数为0.058，sig值（显著性检验结果）为0.588；spearman相关系数为0.105，sig值（显著性检验结果）为0.468；相关性数值均＜0.2，sig值均远＞0.05，可以认为管电流与周围剂量当量率最大值存在极不显著的极低正相关或无相关性，这与上段中描述的“高管电流与低管电流均出现周围剂量当量率较高值，最大值出现在管电流最大值位置”一致。

2.5 固有安全性分析

本次调查的X射线装置超过豁免管理要求的仅有1台，属于敞束型X射线荧光分析仪，最大管电压为50 kV，最大管电流为1 mA。生产单位设计制造了用来屏蔽源套和受照射部件的防护罩，但防护罩与荧光光谱仪非紧密连接，且屏蔽体与荧光光谱仪非一体设计和制造，因此不属于自屏蔽设备，自身固有安全性可靠性较差。其他49台X射线装置设备均在控制台设置明显的开、关状态和出束时工作状态指示灯和警示语句，设置了高压联锁装置，控制面板设有紧急停止按钮，设有钥匙开关，且表面的周围剂量当量率均符合豁免管理要求，具备自身固有防护安全可靠、自身屏蔽防护有效等特性。

3 讨　论

根据试验和监测结果，申请豁免管理的X射线装置周边存在辐射泄漏的情况与设备的管电压和管电流没有呈现出明显相关性，对于低管电压的X射线装置因为电压等级低，产生的X射线能量低，反而会造成生产厂家对该类X射线装置自身屏蔽效果和固有安全可靠性缺少关注，而该类X射线装置在辐射剂量泄漏安全风险方面，辐射屏蔽固有安全性相比管电压等参数对该类设备的辐射安全具有更高影响权重，可能更容易存在辐射剂量泄漏^[12]，在受理新申请时应重点关注设备自身屏蔽效果和固有安全性，查看是否有漏测或超过豁免水平的情况，不能仅将管电压和管电流的大小作为X射线装置是否豁免管理的唯一条件，审慎批准X射线装置豁免管理备案申请。

X射线装置生产厂家的最终用户豁免申请和X射线装置使用单位的单独豁免应进行区分对待。对于生产厂家最终用户豁免的X射线装置一旦获得豁免备案，将会使该类型设备在所有使用单位使用不再收到许可和监管，更应强化对X射线装置的固有安全性，安全联锁等设计严格审查，同时生产厂家的应加强销售X射线装置的定期跟踪和管理制度，并在产品说明书中设专章说明X射线装置的潜在危险和注意事项^[19]。

X射线装置生产厂家需加强放射防护知识学习，主管部门需加强监管，制定相对应的放射防护标准，加大培训力度，提高工作人员业务水平^[20]。社会辐射环境监测机构应加强对相关法律法规、标准规范的学习，完善质量管理机制，技术从业人员应持续提升相关技术能力，杜绝数据弄虚作假行为^[21]。保障提供的辐射环境监测数据科学、客观、可信。使其为辐射安全监管部门提供可靠的社会服务。对未如实报告监测结果的社会辐射环境监测机构应进行重点监督，依法处理^[22]。