X-工業CT機房的輻射防護設計

一、設計依據

經業主技術人員介紹，將購買一臺X射線工業CT機應用于物理材料與建筑材料等的斷層成像，準備安置在一個約5平方米的機室中，同時設控制室與操作臺，根據2005年12月1日實施的*第449號令《放射同位素與射線裝置安全與防護條例》和衛生部2001年10月23日發布的18號令《放射防護器材與含放射性產品衛生管理辦法》，就射線機房的安全防護建設與放射防護器材的應用等作了明確的規定。射線機房的建設防護標準要求從事操作的人員年有效劑量當量不超過1mSv/a（高質量防護要求）；這就需要在建設設計中考慮輻射安全技術、工作人員防護、防護材料選擇、合理優化防護施工，以及安全監測與事故預警應急機制。

二、設計標準

1．國家環境保護法（1989）

2．建設項目環境保護管理辦法（1986）

3．HJ/T61-2001《輻射環境監測技術規范》

4．GB/T14583-93《環境地表γ輻射劑量率測定規范》

5．GB18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（替代GB8703-88輻射防護規定與GB4792-1984）

6．《放射性防護和環境保護規程》

三、X—工業CT機房的屏蔽設計

1.MG450KV型X-CT探機的主要技術參數

2、X-CT室要求的主要尺寸

3、X-CT屏蔽厚度計算

1、計算公式

2、X-CT室混凝屏蔽土墻厚度計算結果

3、 X-CT室防護門鉛屏蔽層厚度的計算結果

4、X-CT室頂屏蔽層厚度

假定X射線對直接對頂照射，只有漏射線和散射線對屋頂照射。

（1）漏射線輻射屏蔽

MG450KV型X-CT機的說明書未給出其漏射輻射的空氣吸收劑量，根據現有資料給出虛擬值為66.9×10^-3Gy/h。

減弱倍數為：

輻射劑量減弱K倍所需的1/10減弱厚度的數目為：

（2）散射線輻射屏蔽

GM450kv：

頂的屏蔽層厚度：

四、X射線探傷主要設計參數：

五、X射線探傷室的通風

X射線照空氣，可使空氣內產生臭氧和氮氧化物，而臭氧空氣中濃度限值為0.1ppm，氮氧化物空氣中濃度限值為5ppm。

X-CT室的容積MG型（450kV）為76m³，為了有效排除有害的氣體即臭氣和氮化物，建議CT室的排速率選取2m³min^-1~3m³min^-1為宜。

六、X-CT機房與土建有關的輻射防護要求

X-CT機房所設計的有關建筑設計圖與基礎施工基本完成后，再由國家標準與《輻射防護規定》必要的要求，擬定如下基建施工的輻射防護施工設計：

1）地溝設計：要求有防潮設計，地溝用于放置布放各種線，在地溝上必需的位置還要準備安置蓋板。

2）風機安裝在自然通風口位置：在主照射墻離人頭頂距離1.5米的位置開孔約Ф30厘米（按風葉尺寸要求安裝排氣扇）。

3）“接地”要預埋接地電纜在近于控制臺位置的地下，深1米。形狀描述：地上部分帶多個接線柱（4—6個），可以設計接入“地線箱”，起防塵作用，保證接地良好。地下部分為環型圈，直徑50厘米。材料為一般可用的有良好“接地”的金屬材料制作。

4） 電線電纜預埋與電氣柜的布置：

l        電氣柜安置在控制室，機房不設置電氣柜。

l        控制室內各種供電線在內墻設計管線或在地面內暗埋，通往供電裝置。

5）輻射防護自動連鎖控制防護門（準確計算鉛當量，專業廠家設計制造）的安裝，

 6）要求防火、防潮、照明（含應急照明）、冷熱控制空調、防盜竊（不要窗戶）。

7）控制間要求按普通實驗室用房設計，要求有水、清洗小水池等實驗室條件，可選擇安裝普通空調。見平面圖及說明。

8）設備的吊裝孔設計與施工。

9）機房必須安裝冷暖空調機和通排風機。

3．X-CT射線機房輻射防護門與鉛玻璃窗的合理設計

                    射線機防護門（示意圖）

（1） 屏蔽作用：外面為不銹鋼鋼板，一般尺寸大小為高2000mm*寬700mm*厚20mm，內設龍骨，襯2-3mm屏蔽板，使工作人員劑量達到國家管理目標值。

（2） 控制要求：防護門開關可按鈕控制和手動控制，支持總線接口，在電腦上顯示門狀態，在門上LED顯示工作狀態。

圖1 射線機房報警系統

4．1  輻射安全在線報警與輻射安全控制系統

采用一臺RAM-I型x射線輻射報警裝置，能實時給出測量結果（μGy/h與μSv/h轉換顯示），同時可以給出個人所受的累計劑量（μSv）。提醒工作人員射線裝置已處于工作或泄漏狀態，從而保護工作人員的安全。根據安全的需要，可以自行在0.25 μGy/h—10Gy/h之間設置閾值，當劑量率超過設置閾值時，儀器發生燈光和聲響報警并記錄報警值與報警時刻，儀器同時可顯示所測劑量率。探頭安裝在射線機主屏蔽射束區，二次儀表放在操作臺。

4．1．1主要特點

·儀器探頭與主機用電纜連接，便于測量和操作。

·儀器響應快速準確，報警閾值可調。

·儀器響應時間可設置。

·儀器外接報警燈，可視范圍大，聲音響亮。

·儀器攜帶方便，操作簡單。

圖2  RAM-I型χγ輻射報警儀

4．1．2 安裝注意

1）探測器固定安裝：把探測器固定支架安裝在設計位置的墻壁上，牢固探測器即可。

2）主機（200*160*110）可單獨放置在操作臺上，也可固定安裝在機柜上（根據設計圖）。

4．1．3技術性能

l        探測器：半導體探測器

l        能量響應：48Kev-3Mev                                                                              

l        測量時間間隔：1-60 S可設置。

l        靈敏度：1.1*10^-2 cps

l        測量范圍：0.1μGy/h—10Gy/h,  0-99999999cps，0-99mSv

l        測量單位：μGy/h，μSv/h,  Sv通過TAPE模式可轉換

l        報警閾可設置：0.01μGy/h--10Gy/h

l        環境溫度：-5-45度；濕度：5-95％

l         電源：DC5V與AC220V ，50 Hz兩用。       

5. ．日常巡測與應急檢測

     采用RAM-II型 輻射劑量率儀對射線儀及輻射環境定期巡測與事故后應急檢測。

                     RAM-II型 輻射劑量率儀

6．醫護人員個人劑量監測

     采用LH-III個人劑量報警儀用于工作人員佩帶，每次工作完成，必須記錄輻射劑量值，以便建立個人檔案，確保個人安全，也是職業衛生安全的要求。

7．工作人員的個體防護

     工作人員的個體輻射防護除穿戴普通工作服、手套、鞋、帽外，在射線機意外事故或設備檢修情況下，務必穿戴輻射防護鉛衣。

8．輻射監測計劃制定

根據國家標準要求制定監測計劃，包括監測內容、時間與頻率，采用表格填寫。

9．輻射防護效果評價與職業衛生安全評價

根據*門與輻射防護技術要求，進行防護屏蔽材料選擇、防護設備的設計、制造與安裝，并提供資質單位就該防護工程的防護效果檢測報告，同時可進行放射性職業衛生安全評價。

10．輻射安全項目預評價工作

1） 輻射環境檢測

工作區域及周圍輻射環境監測的目的在于全面掌握該項目及周圍輻射環境質量狀況和變化趨勢，為加強輻射環境管理提供；監控放射源污染為以后環境管理和輻射污染防治提供科學依據；預警事故及事件，為公眾提供相關信息，確保輻射環境安全。

（1）周圍環境輻射（本底）監測

（2） 輻射安全防護設施配置情況調查

就該項目的所有輻射安全措施與個人設備調查.

2）作業場所的輻射檢測與評價

該方案所指輻射環境監測包括場所輻射環境質量監測、污染源監測和事故應急監測三部分?，F階段輻射環境監測主要針對重點工作場所與監測對象與監測項目選擇與關鍵途徑與關鍵人群組相關且監測條件基本具備的項目。

本《方案》中制定中考慮了其實際能力，監測內容僅為zui基本的要求。

     本《方案》中監測點的確定原則按《輻射環境監測技術規范》（HJ/T61—2001）與*第449號《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》、GB18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》及相關法規標準,其輻射環境質量監測點應選擇在控制點或輻射敏感點上，監測點應保持固定。

（1）CT機房與射線儀及周圍環境監測

 注意:工程驗收后,其安全管理部門也需要按照以上要求2次/年自檢.

（2）放射源在線監控

（3）應急監測

3）輻射安全防護設施配置情況分析

    就該項目的所有輻射安全措施與設備調查與應用分析:

4）輻射環境影響評估及防護建議和具體措施

根據放射性同位素存放場所的安全技術防范分級原則，該項目中X射線探傷機與新購的射線儀如果出現人為檢修設備或意外事故或射線裝置故障維修時，將出現放射源產生嚴重的輻射危害。根據*第449號《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》、GB18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》與輻射監測技術與安全防范系統設計和施工要求，提出如下建議:

必須就X探傷機房及射線機與進行屏蔽設計、安全防范、劑量報警監控、并實施日常檢測與定期檢測計劃等，確保射線儀器在正常使用情況的監測與非正常狀況下的安全監控,同時安裝防盜放火系統裝置與攝相監視系統.

（1）放射性輻射在線監測

X射線機房庫配置1臺RAM-I型xγ輻射在線監測報警儀為管理人員提供輻射安全“在線”“實時”監測與事故報警，探測器與報警燈固定安裝在合適位置的墻壁上，主機安裝在遠離射線儀器的控制室，實現射線裝置正常工作時放射源的“實時”監控。

工作場所選擇配置1臺RAM-I型xγ輻射在線監測報警儀為工作人員提供輻射安全“在線”“實時”監測與事故報警，探測器安裝在射線機附近5厘米處，主機安裝在遠離射線儀器的控制室，實現射線裝置正常工作時放射源的“實時”監控與在非正常的事故情況或應急檢修設備時，必須啟動該在線輻射報警儀，確保工作人員的輻射安全。

2）射線機與射線儀附近環境定期巡測與應急檢測

     配置1臺RAM-II輻射巡測儀對射線儀周圍環境定期巡視監測與事故應急檢測。

3）個人劑量監測

     配備4臺LH-III個人劑量報警儀用于工作人員與管理人員佩帶，每次工作完成，必須記錄輻射劑量值，以便建立個人檔案，確保個人安全，也是職業衛生安全的要求。

4）個人衛生防護

     工作人員個體防護除穿戴普通工作服、手套、鞋、帽外，在放射源意外事故或設備檢修情況下，務必穿戴輻射防護鉛衣,配2套。

5）輻射監測計劃的制定

根據國家標準要求制定監測計劃，包括監測內容、時間與頻率，采用表格填寫。

6）射線裝置防護與放射源屏蔽與防護（根據現場實際情況設計）

該輻射防護工程由研究機構負責防護工程技術參數設計，并就防護設施進行輻射防護效果評價（放射防護安全評價資質）。

11．    輻射安全評估工作需要經費

l         輻射安全評價費:約。。。萬元（輻射安全評價報告）.

l         危害調查/周圍環境輻射及工作場所檢測費:。。。萬元（含檢測報告）;

l         出差費:。。。。萬元（4人）;

l         設備配置：以上儀器可按出廠價,1或2臺固定安裝報警儀（約。。。/臺，必配一臺），1臺輻射巡測儀約。。。，5個人劑量儀。。。。。/個）與2套*（。。。。/件）。

l         射線機房與控制室的適當隔離與屏蔽防護，可根據現場情況由請裝修工處理，如粉刷，隔離門與防護墻等。

10.參考標準與文獻

（1） GJB2725-96校準和測試實驗室通用要求

（2） GB16368-96生產和使用密封源的檢驗儀表放射防護要求

（3） GB12162-90校準儀器參考輻射

（4） 《電離輻射防護防護與輻射源安全基本標準》GB18871-2002

（5） 《中華人民共和國職業病防護法》2001

（6） 衛生部、*部第16號令《放射管理辦法》

（7） 衛生部第17號令《放射工作衛生防護管理辦法》2001

（8） *第449號令《放射同位素與射線裝置安全與防護條例》2005

（9）其他摘錄的相關圖片與引用資料見附件說明。

中國輻射防護研究院

：張文濤

（辦公室）：