某新能源装备公司X射线探伤机项目辐射环境监测评价

罗磊 葛婷 贾河顺

摘  要：依据国家相关标准，对某新能源装备公司X射线探伤机项目周围辐射环境进行监测，根据监测结果评价辐射防护效果并提出合理可行的建议。在工作状态下，探伤室周围环境X-γ辐射剂量率监测结果范围为（55.1～251.1）nGy/h，低于《工业X射线探伤放射防护要求》（GBZ117-2015）所规定的2.5μGy/h的标准限值，职业工作人员和公众的年有效累积剂量低于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中规定的标准限值。该项目基本落实了辐射安全管理制度和辐射安全防护各项措施，对周围环境产生的影响较小。

关键词：新能源装备 X射线探伤 辐射防护 X-γ辐射剂量率

中图分类号：X837          文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2021）02（c）-0067-04

Radiation Environmental Monitoring and Evaluation of X-ray Flaw Detector Project in A New Energy Equipment Company

LUO Lei1  GE Ting1  JIA Heshun2

（1. Analysis and Testing Section of Shandong Nuclear and Radiation Safety Monitoring Center， Jinan， Shandong Province， 250117 China; 2. SICC Co.， Ltd.， Jinan， Shandong Province，250118 China）

Abstract： Based on the relevant national standards， the radiation environment around the X-ray flaw detector project in a new energy equipment company is monitored. The radiation protection effect is evaluated according to the monitoring results， and then some reasonable and feasible suggestions are put forward. Under the working conditions， the monitoring value range of X - γ radiation dose rate around the flaw detection room is （55.1 ～ 251.1） nGy/h， which is lower than the standard limit of 2.5 μGy/h specified in Requirement for Radiological Protection in Industrial X-ray Radiography （GBZ117-2015）. The annual effective cumulative dose of occupational workers and public personnel is lower than the standard limits specified in Basic Standards for Protection Against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources （GB18871-2002）. The radiation safety management system and radiation safety protection measures are basically implemented in this project， which has little impact on the surrounding environment.

Key Words： New energy equipment; X-ray inspection; Radiation protection; X-ray radiation dose rate

全球氣候变暖引起的冰川和冻土消融、海平面上升等现象，将持续危害自然生态系统的平衡和人类生活环境的安全，已经严重威胁到人类的生存和可持续发展。为了减少气候变暖对人类的威胁，世界各国都积极采取应对措施，减少化石能源的过度使用，大力发展清洁新能源，推动了新能源装备制造业的快速发展。新能源装备制造是改善能源结构、推动工业升级的重要力量[1]。焊接作为新能源设备制造过程中的重要工序之一，焊接质量直接影响设备使用的安全性和稳定性，对设备的使用寿命具有决定性的影响。X射线探伤是利用X射线穿透物质和在物质中有衰减的特性探测材料内部缺陷，具有快速、简便、直观等特点，是进行焊接质量检验最重要手段之一[2-3]。X射线探伤机在工作时会产生X射线，由于X射线不会被人体直接感知，所以在探伤室辐射屏蔽效果不达标、门机联锁装置失效等情况下产生的X射线泄露会对工作人员及公众造成危害。为有效保障工作人员和公众的健康安全，对X射线探伤室周围辐射环境进行监测是非常有必要的[4，5，6]。本项目针对探伤机工作和非工作状态下，对探伤室周围的辐射环境进行监测，并根据国家相关标准进行评价。

1  项目概况

某新能源装备公司X射线探伤机项目，包括1座探伤室和3台X射线探伤机，属Ⅱ类射线装置。探伤室为单层建筑，探伤室长18m，宽8.45m，高4.45m。

1.1 辐射屏蔽情况

探伤室四周墙体与迷道内墙均为厚度850mm的普通混凝土，室顶为厚度400mm普通混凝土。探伤室有2个防护门，小防护门铅当量10mmPb，大防护门铅当量18mmPb。探伤室设置有门-机联锁装置，联锁装置安全有效，出入口位置设置有电离辐射警示标志，探伤室防护门上方有工作状态指示灯。

1.2 辐射防护管理措施

在组织机构方面，成立了专门机构，明确公司法人作为辐射安全第一责任人，签订了辐射工作安全责任书，并指定专人负责射线装置的安全和防护工作;在安全管理制度方面，根据国家法律法规要求和技术标准要求，制定了《射线装置安全操作规程》《射线装置辐射事故处理应急预案》《放射工作人员培训、体检及保健制度》《辐射安全与环境保护岗位职责》等制度;在个人剂量管理方面，辐射工作人员均配备了个人剂量计，委托有资质的机构每季度监测一次，做到一人一档;在辐射防护仪器配备方面，按照环评要求配备1台γ吸收剂量率仪，1台报警仪。

2  仪器及方法

2.1 仪器

FH40G型便携式X-γ剂量率仪，生产商：美国Thermo-Fisher（赛默飞）。关键技术参数：探头类型高灵敏度塑料闪烁体90mm×90mm，内置碘化钠探测器;能量响应范围60keV～3MeV;量程范围1nGy/h-100μGy/h。

2.2 监测方法依据

《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T14583-1993） [7];

《电离辐射防护与辐射源安全基本標准》（GB18871-2002） [8];

《工业X射线探伤放射防护要求》（GBZ117-2015）[9]。

2.3 质量保证

本监测中心X-γ剂量率项目已经通过国家计量认证;监测人员均经过专业培训，并通过了生态环境部辐射环境技术中心X-γ剂量率项目上岗证考试，所有人员均持证上岗;X-γ剂量率仪定期检定，监测设备处于受控状态。

3  结果及评价

3.1 辐射环境监测结果

根据《工业X射线探伤放射防护要求》（GBZ117-2015）、《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T14583-1993）的要求，共计布设11个监测点位[9]，监测点位距离地面高1m[7]。其中，小防护门、操作室、评片室、晾片室、洗片室、北墙各布设1个点位，东墙布设2个点位，大防护门布设3个点位，监测点位示意图如图1所示。

现场监测时，每个监测点位读取10个测量值为一组，并取平均值，经过仪器效率校准并扣除宇宙射线响应值后作为最终监测结果，监测结果见表1。表2为项目所在地市环境天然γ空气吸收剂量率。

由表1和表2可以看出，在X射线探伤机非工作状态时，探伤室周围γ空气吸收剂量率监测范围为（50.1～128.8） nGy/h，处于该市天然本底水平范围内。在X射线探伤机工作状态时，探伤室周围环境X-γ辐射剂量率监测值范围为（55.1～251.1） nGy/h，低于《工业X射线探伤放射防护要求》（GBZ117-2015）所规定的2.5 μGy/h的标准限值[9]。

由表1监测结果可以看出，操作室、评片室、晾片室、洗片室、北墙、东墙、小防护门布设的9个点位监测结果在工作状态和非工作状态均没有明显变化，表明探伤室墙体防护效果较好，有效屏蔽了X射线。距大防护门左门缝30cm处、距大防护门右门缝30cm处的两个点位在非工作状态和工作状态时，监测结果有一定变化，分别由非工作状态的67.8 nGy/h、76.8 nGy/h增加到工作状态的230.6 nGy/h、251.1 nGy/h，其原因可能是防护门与墙壁之间存在一定缝隙，X射线有微量泄露，但监测结果远低于标准限制（2.5 μGy/h[9]），表明防护门处的防护效果能够满足探伤室防护要求。

3.2 职业人员个人累积剂量分析

根据该公司提供的最近一年的个人累积剂量检测报告，该公司2名辐射工作人员年有效累积剂量低于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中规定职业人员的剂量限值20mSv/a[8]。

3.3 公众受照剂量分析

根据《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T14583-1993）环境γ辐射照射对公众产生的有效剂量当量可用下式进行估算[7]：

（1）

其中：

He为有效剂量当量，单位Sv;

为环境地表辐射空气吸收剂量率，单位Gy/h;

K为有效剂量率与空气吸收剂量率比值，本标准采用0.7Sv·Gy/h;

t为环境中停留时间，单位h。

根据现场监测结果，取探伤室周围的X-γ辐射剂量率最大监测值251.1 nGy/h计算，根据企业提供资料该项目每年平均开机500h，公众居留因子取1/4，可以估算公众受照年有效剂量当量为：

He=0.7Sv·Gy/h×251.1×10-9Gy/h×500h×1/4 ≈0.022×10-3Sv=0.022mSv

该年有效剂量低于《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中规定公众的年有效剂量当量限值1mSv/a[8]。

4  结语

该公司X射线探伤室及探伤机应用项目基本落实了辐射安全管理制度和辐射安全防护各项措施，对职业工作人员和公众是安全的，对周围环境产生的影响较小。同时，建议该公司在辐射安全管理上不仅要建章立制，更要注重落实，抓实效。要定期进行辐射防护检查和核安全文化宣贯[10]，牢固树立安全第一的意识;加强对工作人员岗前培训和工作过程中的监管，提升专业技能水平;注意辐射防护仪器的日常维护保养，确保其时刻处于可用状态;定期组织辐射事故应急演练，加强辐射应急能力建设和资源保障[11]。

参考文献

[1] 于建雅.新能源装备制造企业智能制造发展影响因素研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2017.

[2] 金唯一，徐润泽，杨恒，等.X射线无损检测系统的机理研究和优化[J].应用物理，2019，9（7）：336-347.

[3] 沈振，肖艰，毛淑群，等.X射线无损检测技术在铝塑复合管中的应用[J].塑料科技，2011，39（2）：87-89.

[4] 苏静，冯泽臣，孟斌，等.X射线探伤室辐射屏蔽探讨[J].中国辐射卫生，2017，26（4）：395-397，400.

[5] 李青，马君健，刘伟，等.某工厂移动顶棚式X射线探伤室环境监测及评价[J].辐射防护，2015，35（2）：117-122.

[6] 夏冰，丁洪深，葛婷.某石油化工机械公司X射线探伤室及探伤机应用项目辐射环境监测分析[J].科技创新导报，2020（9）：57-59.

[7] 中华人民共和国国家标准.GB/T14583-1993《环境地表γ辐射剂量率测定规范》[S].北京，1993.

[8] 中华人民共和国国家标准.GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》[S].北京，2002.

[9] 中华人民共和国国家职业卫生标准.GBZ117-2015《工业X射线探伤放射防护要求》[S].北京，2015.

[10] 张召文.云南省核安全文化宣贯的实践与探索[J].中国矿业，2016，25（z1）：119-121，166.

[11] 亓晓东.核技术利用单位辐射事故应急工作存在问题及对策[J].环境与发展，2018，30（6）：238-239.