周鳳革，孫遠霞

隨著我國科學技術(shù)和社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，在國防、能源、工業(yè)、運輸、醫(yī)療等領(lǐng)域使用放射源的單位與日俱增。工業(yè)應(yīng)用射線檢測可保證航空、航天、核能、石化容器等產(chǎn)品的質(zhì)量，使科技產(chǎn)品更安全；安檢部門根據(jù)X 射線的檢測結(jié)果判斷旅客是否攜帶危險品；醫(yī)生可以根據(jù)陰影的濃淡對比判斷人體某一部分是否正常。

1 X 射線和γ 射線的危害性

目前，工業(yè)射線主要應(yīng)用的就是X 射線照相法和γ 射線照相法。X 射線和γ 射線是由強光子流組成的電磁輻射，其靜止質(zhì)量為零，不帶電荷，與物質(zhì)作用時，不像帶電粒子那樣，會經(jīng)過多次作用逐漸消耗能量，而是在一次作用中把大部分甚至全部能量傳給次級帶電粒子和次級光子，再經(jīng)電離、激發(fā)把能量傳給介質(zhì)。X 射線和γ 射線對人體的主要危害是外照射傷害。它們的穿透力很強，射程在理論上為無窮大，用“半值層”來表示其穿透能力。

人體細胞中的原子被電離后會有3 種后果：第一種引起人體分子結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致細胞暫時受損，但可完全修復(fù)；第二種受損細胞可存活但修復(fù)不完善；第三種受損細胞無法修復(fù)。

現(xiàn)代社會的高速發(fā)展離不開射線檢測，同時要保障工作人員的健康和安全。從輻射防護的角度出發(fā)，其目的就在于防止有害的確定性效應(yīng)的發(fā)生，并將隨機效應(yīng)的發(fā)生幾率降低到盡量低的水平。

確定性效應(yīng)是有閾值的，通過控制工作人員所受劑量可以避免確定性效應(yīng)的發(fā)生。而隨機性效應(yīng)的發(fā)生是線性無閾的，對此要考慮經(jīng)濟和社會因素，需堅守不得超過相應(yīng)劑量當量限值的限制條件，從而最大限度降低隨機效應(yīng)發(fā)生的幾率。

2 個人劑量限值

為提高我國放射衛(wèi)生防護管理工作的水平，保障工作人員的健康，在保證實施放射實踐正當化和輻射防護最優(yōu)化的基礎(chǔ)上，還要限制工作人員的照射劑量水平，即所受照射劑量不得超過規(guī)定值，即個人劑量限值。

個人劑量限值是指不允許接受劑量范圍的下限，而不是允許接受劑量的上限。也就是說，接收劑量高于規(guī)定限值是不允許的，但不是只要低于限值就一定安全合理。

我國從2003 年開始執(zhí)行的《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》 （GB 18871-2002） 中對射線照相人員的個人劑量限值規(guī)定為：

①由審管部門決定的連續(xù)5 年的平均有效劑量為20 msV；②任何一年中的有效劑量為50 msV；③眼晶體的年當量劑量為150 msV；④四肢（手和腳） 或皮膚年當量劑量為500 msV。

標準中還規(guī)定公眾中有關(guān)關(guān)鍵人群組的成員所受到的平均劑量估計值不應(yīng)超過的限值：

①年有效劑量1 msV；②特殊情況下，如果連續(xù)5 年的年平均劑量不超過1 msV，則某單一年份的有效劑量可提高至5 msV；③眼睛的年劑量當量15 msV；④皮膚的年劑量當量50 msV。

3 工業(yè)射線輻射防護方法

放射性的危害又分為內(nèi)照射和外照射。外照射是指放射源在從外部對人體產(chǎn)生的照射，包括體表放射性污染引起的照射。防護方法基本分為以下四種：時間防護、距離防護、屏蔽防護、源強防護。實施以上防護措施后，利用個人劑量儀對工作人員進行監(jiān)測。

筆者舉例介紹外照射輻射防護措施的實施過程。某工件有數(shù)條焊縫，焊縫厚度60 mm，本文依照檢測經(jīng)驗選用Ir192 射線源。Ir192 射線源出廠活度約100Ci，入廠活度約85Ci，半衰期為75 天，如使用周期為120 天，則停止使用時源的活度為33Ci，為方便測算，筆者將源活度統(tǒng)一按照60Ci來計算。

式中：H0—無屏蔽時的劑量當量率（C/（kg·s））；

A—源活度（Bq）；r—Ir192 照射率常數(shù)（kg-1m2Bq-1s-1）；q—居留因子；R—參考點與放射源的距離（m）。

按照上式計算，在無屏蔽時Ir192 放射源的當量劑量率約為70 mSv/h，其中A 取60Ci，1Ci=3.7×1010Bq；查取r=8.97×10-19Ckg-1m2Bq-1s-1；q 取0.25；R 取1 m。如僅采用時間防護方式，由劑量=劑量率×時間可知，射線檢測人員暴露1 min 的輻射計量為1.17 mSv，暴露17 min 將達到20 mSv，即放射工作人員的年控制劑量。因此，不能僅采用時間防護方式。

增加距離防護后，如按照每年射線透照時間3 000 h 計算，單一年份的有效劑量值為5 msV，則無屏蔽時的劑量當量率為0.001 7 mSv/h，而檢測人員與放射源的距離至少203 m。

受射線檢測時長增加，源強增大，安全距縮短等因素的影響，檢測人員的劑量值超出標準要求，就會對人體造成嚴重傷害。因此，必須采用屏蔽防護措施。一般采用原子序數(shù)大、密度大的材料，如鉛、水泥等，以便有效屏蔽X 射線和γ 射線。

式中：T—屏蔽層厚度（cm）。

根據(jù)實際工作環(huán)境及產(chǎn)品尺寸，防護控制距離為8 m，安全系數(shù)取1 時，屏蔽防護工裝鉛厚度為37.4 mm（見表1）。

表1 工作時間3 000 h/a 屏蔽參數(shù)計算

如射線人員可輪換，按照人均工作500 h/a 計算，屏蔽后的劑量當量率控制水平0.01 mSv/h，防護控制距離為8 m，安全系數(shù)取1 時，屏蔽防護工裝鉛厚度為27 mm（見表2）。

表2 工作時間500 h/a 屏蔽參數(shù)計算

如人均工作3 000 h/a，屏蔽后的劑量當量率控制水平0.001 7 mSv/h，而防護控制距離縮短為2 m，安全系數(shù)取1 時，屏蔽防護工裝鉛厚度為53.4 mm（見表3）。

表3 工作時間3 000 h/a，防護距離2 m 屏蔽參數(shù)計算

4 實際應(yīng)用

根據(jù)實際檢測需求確定好透照時間、距離等參數(shù)后，計算出屏蔽層的下限厚度，再乘以一定的安全系數(shù)，即可確定最終的屏蔽層厚度。

而根據(jù)下式可對射線檢測人員受照的年有效劑量進行評價：式中：He—γ 射線所致人均年有效劑量當量（mSv/a）；γin、γout、γra—分別為室內(nèi)、室外及放射性工作場所的γ 外照劑量率（計算值采用現(xiàn)場監(jiān)測值） （Gy/h）；tin、tout、tra—分別為受照人群在室內(nèi)、室外及放射性工作場所年停留的時間（h）。

5 結(jié) 語

經(jīng)過本文的計算，即可在實際測量的基礎(chǔ)上設(shè)置監(jiān)督區(qū)，確保邊界空氣比釋動能率不大于2.5 μGy/h。通過設(shè)置邊界警示標識，拒絕非相關(guān)人員進入監(jiān)督區(qū)，確保監(jiān)督區(qū)邊界沒有公眾成員停留。通過采取限制相關(guān)人員的活動范圍，隔離無關(guān)人群等輻射防護措施，保障周圍環(huán)境的安全。