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屏蔽计算资料

屏蔽计算资料:

一、X射线探伤机房

4.4屏蔽设计的核实与评价

4.4.1评价方法

4.4.1.1屏蔽评价原则

（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。

（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。

（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。

4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法

（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）

按下式计算最大允许透射量Bp

（1）

式中：

Bp——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;

H——周剂量约束值，mSv·wk-1;

d——焦点至计算点的距离，m；

W——周工作负荷，mA·min·wk-1；

U——使用因子；

T——居留因子。

计算出Bp后，取负对数（-logBp），得出相应1/10值（TVT）层厚度个数NTVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。

《放射物理与防护》

（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）

散射X射线的透射量Bs按下式计算：

Bs=H·（d1d2）2/（αWAT）

（2）

式中：

Bs——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·mA-1·min-1;

H——周剂量约束值，mSv·wk-1;

d1——电子靶到散射表面的最近距离，m；

d2——散射点至计算点的距离，m；

α——反散射因子，90°散射角可取0.07%；

A——散射表面面积，m2;

W、T、H的含义与公式

（1）相同。

从上述公式中计算出Bs值后，取负对数，得出相应1/10值层（TVT）个数NTVT，可计算散射辐射屏蔽厚度。

（3）泄漏X射线的屏蔽计算（副防护体的屏蔽厚度计算）

相对于最大允许透射的1/10值（TVT）层数为：

（3）

式中：

NTVT——为1/10值层个数；

WL——距射线束焦点1m处每周泄漏辐射量，mSv·wk-1，X射线探伤机的1m处的泄漏空气比释动能率为5mGy/h。

d——焦点至计算点的距离，m；

H、U、T含义同公式

（1）。

从上述方程式计算出所需1/10值（TVT）层数，可算出所需泄漏辐射屏蔽厚度。

4.4.2工程防护设计的评价和核实

4.4.2.1对X线探伤机机房屏蔽防护设计的评价和核实

屏蔽计算参数

（1）周剂量约束值H

放射工作人员为4×10-2mSv·wk-1

公众为4×10-3mSv·wk-1

（2）工作负荷：

据厂方提供的资料，预计X射线探伤机的最大管电压为225kV，最大管电流为3mA，机头朝向操作室，最大工作时间每周10小时，最大周工作负荷为1800mA·min·week-1。

（3）使用因子U

对主射束：

主防护墙壁U=1；对于漏、散射线：

各方向U=1；

（4）居留因子T

对于职业性照射人员，控制室取T=1外。

对于非职业性照射人员，机房外过道上的行人，取T=1/16。

具体值见表4-1。

（5）X射线的1/10值层TVT值

拟安装探伤机最高管电压为225kV，机头朝向操作室固定安装，对于防护门、防护墙、天花板无原初辐射，只有散射与泄射辐射，225kVX射线900散射的等效管电压低于160kV。

225kVX射线的1/10值层TVT值：

铅的2.2mm；160kVX射线的1/10值层TVT值：

铅的1.1mm。

表4－1X射线探伤机机房所需屏蔽厚度计算结果

屏蔽

单元

屏蔽

类型

周剂量

约束值mSv·week-1

因

子

因

子

距离

（m）

NTVT值

评价给出的屏蔽材料铅当量（mmPb）

设计给出的铅屏蔽厚度

（mm）

设计探伤机房墙外30cm处最大剂量率µSv/h

东墙

（含防护门）

副防护

4×10-3

1/16

2.40

2.13

4.7

0.20

南墙

主防护

4×10-2

1.50

4.30

9.5

0.007

南墙

（含防护门）

副防护

4×10-2

2.50

2.30

5.1

0.18

西墙

（含防护门）

副防护

4×10-3

1/16

0.80

3.09

6.8

1.18

北墙

副防护

4×10-3

1/16

0.96

2.93

6.5

0.90

顶

副防护

4×10-3

1/20

1.50

2.45

5.4

0.44

由表4-1中计算分析的数据可知：

机房防护墙以及房顶屏蔽体外30cm处剂量率满足空气比释动能率不大于2.5µGy/h的要求，工程设计给出的屏蔽厚度能满足探伤机运行时的屏蔽需要，是可行的，符合防护最优化的原则。

机房防护门必须由有资质的专门机构按照不低于评价给出的屏蔽厚度制作。

4.4.2.2通风

X射线探伤机安装于机房内，除X射线探伤机操作人员以外，其他人员不会出入机房，在探伤机处于非工作状态时，尽量将工作人员及工件进、出防护门打开，预期通风效果能满足要求。

二、X线诊断机房辐射屏蔽的计算方法

在尚未确定诊断设备如何安装摆位的情况下，四周墙体均按主防护体、顶棚按副防护体进行屏蔽核实和评价。

4.3.4.1X线诊断机房屏蔽设计的评价方法

（1）原初X射线的屏蔽厚度计算公式

首先按下式计算出衰减倍数KX：

（20）

式中：

KX——原初X射线的衰减倍数；

H——周剂量约束值，mSv·week-1；

d——参考点至焦点的距离，m；

W——工作负荷，mA·min·m2·week-1；

U——使用因子；

T——居留因子。

然后，从有关物质的衰减曲线中查明相应管电压所要求的屏蔽厚度。

（2）散射X射线的屏蔽厚度计算

散射X射线的衰减倍数Ks按下式计算：

（21）

式中：

KS——散射线的衰减倍数；

d1——焦点至散射物的距离，m;

d2——参考点至散射点的距离，m;

α——照射野为400cm2时的散射系数；

A——散射面积，m2；

其它符号与（20）式相同。

然后从相关物质的衰减曲线上查出相应屏散物质的防护厚度。

（3）泄漏X射线的屏蔽计算（副防护体的屏蔽厚度计算）

相对于最大允许透射的1/10值层数为：

（22）

式中：

NTVT——为1/10值层个数；

WL——距X射线管1m处每周泄漏辐射量，mSv·week-1;

d——焦点至计算点的距离，m；

H、U、T含义同公式（20）。

从上述方程式计算出所需1/10值层数查相关图表得出所需泄漏辐射屏蔽厚度。

4.3.4.2CT定位及CT机房屏蔽设计的评价和核实

（1）评价参数

①周剂量管理目标值H：

放射工作人员为4×10-2mSv·week-1

公众为4×10-3mSv·week-1

②工作负荷W：

5000mA·min·week-1；

③工作电压E：

140kV；

④散射系数α取0.3%；

⑤使用因子U：

地板U=0.5；其它主射束方向U=0.25；

对于漏、散射线，各方向U=1。

⑥居留因子T：

除控制室取T=1外，其它场所取T=0.25。

（2）CT定位及CT机房屏蔽厚度的计算结果

按以上评价参数和评价公式（20）-（22），计算出的所需屏蔽厚度列于表4-6与表4-7。

表4-6CT定位机房所需屏蔽厚度计算结果

屏蔽

单元

屏蔽类型

周剂量管理目标值mSv·week-1

因

子

因

子

距

离

（m）

K值

设计给出的

砼屏蔽厚度

（mm）

评价给出的

砼屏蔽厚度

（mm）

东墙

主防护墙

4×10-3

0.25

3.52

6.305×103

200

200+10钡水泥

南墙

主防护墙

4×10-2

0.25

3.80

2.164×102

200

200+10钡水泥

西墙

主防护墙

4×10-3

0.25

3.52

6.305×103

200

200+10钡水泥

北墙

主防护墙

4×10-3

0.25

3.80

5.410×103

200

200+10钡水泥

顶板

副防护

4×10-3

0.25

4.30

2.163×102

180

175

观察窗

副防护

4×10-2

4.0

2.163×102

——

3mmPb当量

防护门

散射

X线

4×10-3

0.25

——

5.102×10

——

3mmPb当量

表4-7CT机房所需屏蔽厚度计算结果

屏蔽

单元

屏蔽类型

周剂量管理目标值mSv·week-1

因

子

因

子

距

离

（m）

K值

设计给出的

砼屏蔽厚度

（mm）

评价给出的

砼屏蔽厚度

（mm）

东墙

主防护墙

4×10-2

0.25

3.76

2.210×102

200

200+10钡水泥

南墙

主防护墙

4×10-3

0.25

2.60

2.164×103

200

200+10钡水泥

西墙

主防护墙

4×10-3

0.25

3.76

5.526×103

200

200+10钡水泥

北墙

主防护墙

4×10-3

0.25

2.60

1.156×104

200

200+10钡水泥

顶板

副防护

4×10-3

0.25

4.30

1.690×104

180

170

观察窗

副防护

4×10-2

4.00

2.163×102

——

3mmPb

操作室

防护门

散射

X线

4×10-3

0.25

4.20

5.102×10

——

3mmPb当量

南防护门

散射

X线

4×10-3

0.25

2.60

5.102×10

——

3mmPb当量

北防护门

散射

X线

4×10-3

0.25

2.60

5.102×10

——

3mmPb当量

4.3.4.3DR机房屏蔽设计的评价和核实

（1）DR机房评价参数

①周剂量管理目标值H：

放射工作人员为4×10-2mSv·week-1

公众为4×10-3mSv·week-1

②工作负荷W：

1000mA·min·week-1；

③工作电压E：

125kV；

④照射野700cm2；散射系数α取0.24%；

⑤使用因子U：

地板U=1；其它主射束方向U=0.25；

对于漏、散射线，各方向U=1。

⑥居留因子T：

除控制室取T=1外，其它场所取T=0.25。

（2）DR机房屏蔽厚度的计算结果

按以上评价参数和评价公式（20）-（22），计算出的所需屏蔽厚度列于表4-8。

表4-8DR机房所需屏蔽厚度计算结果

屏蔽

单元

射线类型

周剂量管理目标值mSv·week-1

因

子

因

子

距

离

（m）

K值

设计给出的

屏蔽厚度

（mm）

评价给出的

屏蔽厚度

（mm）

东墙

主防护墙

4×10-3

0.25

3.76

1.105×103

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