1、射線(xiàn)屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù)的原理是： 射線(xiàn)包括穿透物質(zhì)時(shí)強(qiáng)度會(huì)減弱， 一定厚度的屏蔽物質(zhì)能減弱射線(xiàn)的強(qiáng)度，在輻射源與人體之間設(shè)置足夠厚的屏蔽物（屏蔽材料），便可降低輻射水平，使人們?cè)诠ぷ魉艿降膭┝拷档妥罡咴试S劑量以下，確保人身安全，達(dá)到防護(hù)目的。屏蔽防護(hù)的要點(diǎn)是在射線(xiàn)源與人體之間放置一種能有效吸收射線(xiàn)的屏蔽材料。對(duì)于 X 射線(xiàn)常用的屏蔽材料是鉛板和混凝土墻，或者是鋇水泥（添加有硫酸鋇- 也稱(chēng)重晶石粉末的水泥）墻。屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值層( 半價(jià)層 ) 的概念。在X 射線(xiàn)檢測(cè)中利用的是寬束X射線(xiàn)，下表給出了寬束 X 射線(xiàn)在鉛和混凝土中的近似半價(jià)層厚度T 和 1/10價(jià)層厚度 T 。注意：1

2、/21/10由于鉛板的純度及純凈度、混凝土的配方以及組織結(jié)構(gòu)上必然存在的差異，因此表中給出的半價(jià)層厚度只能作為參考值，在實(shí)際應(yīng)用中必須考慮增加保險(xiǎn)量。強(qiáng)衰減、寬X 射線(xiàn)束的近似半價(jià)層厚度T1/2 和 1/10 價(jià)層厚度 T1/10峰值電壓 KVT1/2 cmT1/10 cm鉛混凝土鉛混凝土500.0060.430.0171.5700.0170.840.0522.8750.0170.841000.0271.60.0886.31250.0282.00.0936.61500.0302.240.0997.42000.0522.50.178.42500.0882.80.299.43000.1473.10

3、.4810.94000.2503.30.8310.95000.3603.61.1911.71000(1MV)0.7904.42.614.72000(2MV)1.256.4在屏蔽防護(hù)計(jì)算中， 需要考慮兩個(gè)方面的因素， 即由射線(xiàn)源直接穿過(guò)屏蔽物的初級(jí)輻射屏蔽，還有射線(xiàn)在屏蔽物上引起的散射輻射也是需要考慮屏蔽的。下面結(jié)合具體例題予以說(shuō)明：1 初級(jí) X 射線(xiàn)屏蔽：首先確定屏蔽透射量，然后根據(jù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的射線(xiàn)減弱曲線(xiàn)求出所需要的屏蔽層厚度。屏蔽透射量2B=PR/WUT式中：B X 射線(xiàn)的屏蔽透射量R/(mA ?min) (在 1米處)數(shù)值上：1R 1remP每周最大容許劑量當(dāng)量：職業(yè)性照射為P=0.

4、1rem/周；放射性工作場(chǎng)所鄰近人員P=0.01rem/ 周（注：根據(jù)GB4792-1984放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定放射性工作人員受到全身均勻照射時(shí)的年劑量當(dāng)量不應(yīng)超過(guò)法定節(jié)假日）應(yīng)為2505rem，一年 365 天共 52 周，按國(guó)家法定工作時(shí)間（即扣除周六、日和天約 36 周，但為了從嚴(yán)考慮（例如加班），取50 周計(jì)算得到0.1 rem/周的限值，公眾人員個(gè)人受到的年劑量當(dāng)量應(yīng)低于0. 5rem,即為0.1 rem/周的限值。如果射線(xiàn)照射工作場(chǎng)地鄰近非職業(yè)射線(xiàn)照射工作人員的工作現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)考慮屏蔽的最大容許劑量當(dāng)量按公眾人員標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。）R X 射線(xiàn)源到操作者的距離，米T居留因子：全居留T=1

5、（這是表示工作人員在工作場(chǎng)所停留情況的因子，分為全居留、部分居留、 偶然居留三種情況。全居留 T=1 是指經(jīng)常有人員停留的地方所考慮的因子，適用于控制區(qū)，包括控制室、鄰近的暗室、工作室、實(shí)驗(yàn)室、走廊、休息室和職業(yè)性照射人員常規(guī)使用的辦公室，以及例如位于射線(xiàn)機(jī)房鄰近建筑物中用于居留和商店、辦公室、居住區(qū)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、其他生產(chǎn)工作場(chǎng)所等； 部分居留T=1/4 是指有部分時(shí)間里有人員停留時(shí)考慮的因子，適用于非控制區(qū)，例如日常非職業(yè)性照射人員所用的公共走廊、公共房間、休息室、娛樂(lè)室、電梯、無(wú)人管理的停車(chē)場(chǎng)等；偶然居留 T=1/16 是指偶然有人員經(jīng)過(guò)情況下考慮的因子，適用于非控制區(qū)，例如公共浴室、樓梯、自

6、動(dòng)電梯、行人、車(chē)輛通道等）U使用因子：充分使用U=1（這是表示射線(xiàn)利用程度的一個(gè)因素，分為充分使用、部分使用、不常使用三種情況。充分使用U=1 是指直接承受射線(xiàn)照射，例如透照室內(nèi)直接受到有效射線(xiàn)束照射的門(mén)、墻、天花板、地面、窗口；部分使用U=1/4 是指不直接受到射線(xiàn)照射，例如射線(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)不直接受到有效射線(xiàn)束照射的門(mén)、墻、天花板、地面、窗口；不常使用U=1/16 是指基本上不受到有效射線(xiàn)的照射。）W工作負(fù)荷：mA?min/ 周（指高壓通電時(shí)間）（即每周的工作負(fù)擔(dān)，在數(shù)值上等于每周工作時(shí)間與管電流的乘積）計(jì)算出屏蔽透射量后在 X 射線(xiàn)減弱曲線(xiàn)圖上查出相應(yīng)管電壓的所要求的屏蔽厚度 （鉛板或混凝土墻）

7、，考慮兩倍的安全系數(shù)時(shí)則再加一個(gè)半價(jià)層厚度。X 射線(xiàn)減弱曲線(xiàn)圖管電壓 50-200KV 的寬束 X 射線(xiàn)穿過(guò)鉛( 密度 11.35g/cm3) 的減弱曲線(xiàn)管電壓250-400KV 的寬束X 射線(xiàn)穿過(guò)鉛 ( 密度 11.35g/cm3)的減弱曲線(xiàn)管電壓 50-400KV 的寬束X 射線(xiàn)穿過(guò)混凝土( 密度 2.25g/cm3)的減弱曲線(xiàn)2 散射 X 射線(xiàn)的屏蔽：初級(jí) X 射線(xiàn)照射到物體（這里指屏蔽物）時(shí)將有散射 X 射線(xiàn)發(fā)生，我們可以把散射體看作為輻射源， 散射 X 射線(xiàn)照射量的大小一般用距離散射體 1 米處散射 X 射線(xiàn)照射量與入射初級(jí) X 射線(xiàn)照射量之比來(lái)表示， 它與初級(jí)射線(xiàn)的性質(zhì)、 射線(xiàn)源到

8、物體的距離、 散射體受初級(jí)射線(xiàn)照射的面積和散射角度等許多因素有關(guān)。 下表給出散射的 S 值與入射光子能量的關(guān)系：X 射線(xiàn)源散射的S 值與入射光子能量的關(guān)系散射角KV30456090 120 135500.00050.00020.000250.000350.00080.0010700.000650.000350.000350.00050.00100.00131000.00150.00120.00120.00130.00200.00221250.00180.00150.00150.00150.00230.00251500.00200.00160.00160.00150.00240.00262000

9、.00210.00200.00190.00190.00270.00282500.00250.00210.00190.00190.00270.00283000.00260.00220.00200.00200.00260.0028散射屏蔽透射量Bs=(PRS12RS22/WST)(400/F) (在 1 米處 ) 單位： R/(mA?min)P每周最大容許劑量當(dāng)量：職業(yè)性照射為P=0.1rem/ 周；放射性工作場(chǎng)所鄰近人員P=0.01rem/ 周W工作負(fù)荷：mA?min/ 周（指高壓通電時(shí)間）T居留因子：全居留T=1RS1散射體到散射點(diǎn)的距離，米R(shí)S2射源到散射體的距離，米F散射面積，cmS散射面

10、積為400cm2 時(shí)離散射體1 米處的散射輻射產(chǎn)生的照射量與入射輻射照射量之比400測(cè)量S 時(shí)的散射面積，cm2算出對(duì)于 0.5MeV 以下的 X 射線(xiàn)可認(rèn)為主要的散射 X 射線(xiàn)與初級(jí) Bs 值后可從 X 射線(xiàn)減弱曲線(xiàn)查得相應(yīng)的屏蔽厚度。X 射線(xiàn)具有相同的減弱特性，計(jì)例 1：一臺(tái)250KV 的X 光機(jī)，管電流5mA，探傷人員每天工作6h( 高壓通電時(shí)間) ，每周工作5 天，工作地點(diǎn)距X 射線(xiàn)管焦點(diǎn)4 米，求防護(hù)初級(jí)W=It=5mA*60min*6h*5天 =9000 mA?min/ 周X 射線(xiàn)的混凝土厚度。P=0.1rem/ 周R=4mU=1T=1B=(0.1*42)/(9000*1*1)=1

11、.8*10-4rem/(mA?min)在 X 射線(xiàn)減弱曲線(xiàn)圖縱坐標(biāo)查到B 值并從該點(diǎn)作橫坐標(biāo)與250KV 曲線(xiàn)相交得到混凝土厚度35cm，考慮兩倍安全系數(shù)，增加一個(gè)混凝土半價(jià)層2.8cm ，合計(jì)37.8cm角例 2：承上題，散射體距X 射線(xiàn)管焦點(diǎn)4 米，散射面積400cm2，工作點(diǎn)距散射體60，求防護(hù)散射X 射線(xiàn)所需混凝土厚度。P=0.1rem/ 周， RS1=1m， RS2=4m， W=9000 mA?min/ 周， F=400cm2， T=11 米，散射查看“散射的S 值與入射光子能量的關(guān)系”得到：S=0.0019Bs=(0.1*42 *12*400)/(0.0019*9000*400)=

12、0.09rem/(mA?min)查得混凝土厚度11cm例 3：一臺(tái)額定管電壓250KV 的 X 射線(xiàn)機(jī)在1 米處 1mA?min 時(shí)產(chǎn)生的劑量X=0.02Sv ，檢測(cè)人員使用該機(jī)每周工作5 天，每天開(kāi)機(jī)工作時(shí)間為4 小時(shí)，使用的管電流為5mA，工作人員所在的操作位置距離X 射線(xiàn)機(jī)為4 米，按照 GB4792-1984 的規(guī)定，防護(hù)一次射線(xiàn)的混凝土墻所需厚度T是多少？解：按照GB4792-1984 的規(guī)定，為了限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率，年劑量當(dāng)量限值為50mSv，如果每年按照 50 周考慮工作時(shí)間，每周的劑量當(dāng)量限值為HW=1mSv=1x10-3Sv，檢測(cè)人員每周工作負(fù)荷為 W=5天 x4 小時(shí) x

13、60 分鐘 / 小時(shí) x5 毫安 =6000mA?min ，混凝土對(duì)250KV 的 X 射線(xiàn)的半值層厚度為T(mén)0=28mm，根據(jù)在距離射線(xiàn)源1 米處 1mA?min 時(shí)產(chǎn)生的劑量是0.02Sv ，以及工作人員的距離為米，首先計(jì)算在沒(méi)有防護(hù)時(shí)工作人員所處位置的劑量H： H=X?W/R2=(0.02x6000)/42=7.5SvR=4根據(jù)T=n?T0這里n 為T(mén)0 的倍數(shù)，即H=2n?HW,n=lg(H/HW)/lg2=lg7.5/(1x10-3)/lg2=12.87則 T=12.87T0 =12.87x28=360.4mm ，若考慮兩倍的安全系數(shù)，則應(yīng)再加一個(gè)半值層厚度，即：T=360.4+28=

14、388.4mm ，從建筑工藝角度來(lái)說(shuō)，可取整數(shù)400mm。例 4：同上題，如果采用鉛板屏蔽，則鉛板厚度T 應(yīng)為多少？解：鉛對(duì) 250KV 的 X 射線(xiàn)的半值層厚度為T(mén)0=0.88mm，因此 T=12.87T0 =12.87x0.88=11.33mm，若考慮兩倍的安全系數(shù)，則應(yīng)再加一個(gè)半值層厚度，即：T=11.33+0.88=12.21mm ，從商品化鉛板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格角度來(lái)說(shuō)，可取整數(shù)12.5 或 13mm。概括而言， 時(shí)間防護(hù)的要點(diǎn)是盡量減少人體與射線(xiàn)的接觸時(shí)間，距離防護(hù)的要點(diǎn)是盡量增大人體與射線(xiàn)源的距離， 屏蔽防護(hù)的要點(diǎn)是在射線(xiàn)源與人體之間放置一種能有效吸收射線(xiàn)的足夠厚度的屏蔽材料， 其最終目標(biāo)都是要使射線(xiàn)檢測(cè)工作人員承受的輻射劑量在國(guó)家輻射防護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值以下。附表 1：不同管電壓時(shí)混凝土（密度2.35g/cm3 ）的鉛當(dāng)量（ mm）鉛厚（ mm）不同管電壓時(shí)混凝土厚度（mm）150KVP200KVP300KVP400KVP1807556472150140897032202001179442802601401126-2001408-24017310-28021015-280注：對(duì)于低能量的X 射線(xiàn)， 原子序數(shù)低的物質(zhì)的散射效應(yīng)遠(yuǎn)比鉛為重要，因此在千伏低的時(shí)候，物質(zhì)的鉛當(dāng)量值要高。附表 2：幾種建筑材料在不同能量射線(xiàn)