《工业X射线探伤放射卫生防护标准》(GBZ117-2006)在环境影响评价中的几...
《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ117-2006）在环境影
响评价中的几点探讨
戴瑜1，张斌2，赵福祥2
(1、江苏省辐射环境保护咨询中心，南京，210019；2、江苏省辐射环境监测管理站，南京，210019)
摘要：固定式X射线探伤项目环境影响评价中，职业卫生标准《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ117-2006）（以下简称GBZ117-2006）为主要使用的技术标准与评价依据之一。针对固定式X射线探伤环境影响评价过程中遇到的实际问题，包括探伤房曝光室的屋顶、通风孔、电缆管口以及防护门等辐射防护薄弱环节，从实践性与可操作性方面展开讨论，对GBZ117-2006提出完善与细化的建议。
关键词：《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ117-2006）；天空反散射；漏射线；补充细化
中图分类号：X828文章标志码：C 文章编号：1672-5360(2013)02-0000-00
收稿日期:2012-06-27 修回日期:
作者简介: 戴瑜（1982—），女，河南信阳人，现主要从事核技术应用项目环境影响评价工作
1工业X射线探伤的环境影响评价概述
江苏省是核技术应用项目大省，随着经济的高速发展，辐射工作单位每年也以近10%的速度递增[1]。核技术应用项目环境影响评价旨在通过分析核技术应用项目建成运行后可能对环境产生的影响，提出辐射污染防治对策和措施[2]。通过对核技术应用项目开展环境影响评价，有助于加强辐射管理，保证核技术应用项目选址和布局的合理性，预防放射性污染，减少辐射事故，消除辐射环境的潜在危害以及保障人体健康、改善辐射环境质量状况[3]。
工业X射线探伤为Ⅱ类射线装置中应用最广泛的项目类型之一，在锅炉压力容器及石油化工等行业中属不可或缺的检测手段，从业人员数量也较多。基于以上原因，工业X射线探伤的辐射环境影响评价也是核技术应用项目环境影响评价中最常见的项目。根据探伤的场所，工业X射线探伤分为固定式X射线探伤和移动式X 射线探伤。移动式X射线探伤作业常位于野外或空旷的工程现场，多属服务于建设期的短期工作；少部分在厂区内常规开展的移动探伤，也几乎限制在夜间开展，因此，移动X射线探伤对周围公众的影响短暂而有限。固定式X射线探伤在工业企业中应用更为广泛，一方面由于探伤房具备屏蔽效果，无损检测工作不受时间限制，另一方面开展固定式X射线探伤也是锅炉压力容器制造企业必备的检测手段。目前，工业X 射线探伤项目的环境影响评价主要参考两个标准，即《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）[4]和《工业X射线探伤放射卫生防护标准》（GBZ117-2006）[5]。
相对于以辐射工作人员和公众的年剂量限值作为评价辐射防护是否合格的GB18871-2002而言，GBZ117-2006是更加具有针对性的辐射卫生防护标准，其针对工业X射线探伤，提出了各方面更加具体详细的要求。尤其是瞬时辐射剂量率限值的提出，对于实际工作中的辐射防护，更易于操作和控制，具有很强的实践性和实用性。
笔者专业从事核技术应用项目的辐射环境影响评价，在开展固定式X射线探伤房的监测与环境影响评价过程中，使用GBZ117-2006积累了一些心得体会，希望能够与各位同行探讨，为进一步完善本标准提供参考。2 GBZ117-2006中有关固定式X射线探伤的待补充环节
2.1 探伤房曝光室屋顶屏蔽
对于固定式工业X射线探伤，标准中已明确要求探伤房屏蔽墙外公众剂量约束值取值0.3 mSv/a，并要求探伤房屏蔽墙外30 cm处空气比释动能率不得超过2.5 µGy/h，无迷路设计的防护门应与同一侧的墙壁的防护性能相同。
当曝光室屋顶也为探伤机主射线方向时，若屋顶较薄，不能完全屏蔽向上的有用射线。此时，屋顶上方空气中的气体分子会造成γ光子的散射。朝向地面方向的散射射线，大部分与屋顶形成一定的角度，形成了天空反散射现象。具体表现为：曝光室墙外，在距离探伤房8～20 m范围，存在较高的附加剂量率；若曝光室屏蔽墙足够厚，曝光室墙外30 cm处未测出附加剂量率或附加剂量率较小，则可以判
断环境中的附加剂量是由于屋顶屏蔽不足造成的。在实际监测中，经常会遇到此类问题，如参考文献[6]和[7]，在探伤房外检测的最高剂量率，不是在墙外，而是在离墙一定距离的位置。较高的天空反散射附加剂量率，将会对曝光室周围公众人员的辐射环境安全造成影响。
某些企业存在建设年代较早的探伤房。业主对天空反散射现象重视不够，认为顶上无人而无需考虑屏蔽，从而将曝光室屋顶建造的较薄，甚至使用无顶的探伤房；另外，部分探伤房的辐射工作人员对天空反散射也认识不足，认为只要有足够厚度的屏蔽墙阻挡住主射线即可满足辐射防护要求，对于过薄屋顶整改的建议和要求也不置可否，只有在见到实际监测结果后，才同意整改。
以下以三个典型探伤房为例，说明天空反散射影响。
第一个探伤房是无顶探伤房[6]，其监测结果见表1，监测点位图见图1。监测结果体现了典型天空反散射辐射场的分布规律：高辐射区位于探伤房墙外约10m，高辐射区范围分布与离屏蔽墙的距离以及屏蔽墙的高度有关。工厂里的其他工作人员，在电离辐射警告标志和工作状态警示灯的提醒下，几乎不在探伤房墙外逗留，而这个天空反散射的高辐射区，却是公众活动区域，公众在此逗留反而会受到较高的附加剂量。以上监测结果是在主射线朝下且加装集束筒的条件下
所得，若去掉集束筒，探伤房周围辐射水平会比现有监测结果高出10倍以上；若换成主射线会朝向天空的周向探伤机，或者X射线探伤机开至更高能量，天空反散射监测结果将会进一步增大。以GBZ117-
2006对探伤房墙外30cm的辐射剂量率限值不超过2.5μSv/h的要求判断，这个探伤房墙外剂量率是满足要求的，然而公众受照剂量的主要贡献是来自天空反散射辐射场。
表1 无顶X探伤房天空反散射监测数据Table 1 The monitoring data about skyshine around the unroofed X-ray detecting room
监测点位描述监测结果
（nSv/h）
①无顶曝光室北墙外0.5m    1.2×103
②无顶曝光室北墙外10m    2.2×103
③无顶曝光室北墙外20m 0.8×103
④无顶曝光室西墙外0.5m    1.2×103
⑤无顶曝光室西墙外10m    2.2×103
⑥无顶曝光室西墙外20m 0.8×103
⑦无顶曝光室南墙外0.5m    1.2×103
⑧无顶曝光室南墙外10m    2.2×103
⑨无顶曝光室南墙外20m 0.8×103
⑩东墙外10m有顶操作室内0.6×103
监测工况说明：开1台定向探伤机，开机管电压250kV、管电流未知；探伤机机头
带5mm铅集束筒。主射线方向为近似垂直
地面，监测时无探伤工件。以上测值未扣
除仪器宇响。
探伤房设计说明：四周墙体为24cm砖墙+10mm防辐射材料+24cm砖墙；墙高
3.5m。曝光室无屋顶，东侧操作室有15cm
厚砼屋顶
图1 无顶探伤房天空反散射监测点位示意图Fig.1 The map of the monitoring data about skyshine around the unroofed X-ray detecting room
第二个探伤房是薄顶探伤房，其监测结果见表2，监测点位示意图见图2。监测结果表明，其探伤房墙体的屏蔽效果良好，但屋顶的屏蔽不足导致了墙外10m处的较高辐射剂量率。该项目环评提出了顶部加厚20cm砼的整改方案（整改后屋顶厚度达到35cm砼）。整改后的监测结果表明，即使在最大开机工况状态下，西墙外10m~20m的堆放场地环境辐射剂量率也为本底水平，再未测出附加辐射，保障了堆放场地作业的公众的辐射安全。
表2薄顶X探伤房天空反散射对比监测数据Table 2 The comparison of the monitoring data about skyshine around the thin-roof X-ray detecting room
监测点位描述原始
监测结果
（nSv/h）
整改后
监测结果
（nSv/h）①曝光室西墙外30cm，
油漆仓库内
105 -
②曝光室西墙外10m
堆放场（室外）
1047 123
监测工况说明：开1台XXH-3005型周向探伤机，开机管电压290kV、管电流5mA。
主射线方向为曝光室东墙、西墙及屋顶，
监测时无探伤工件。以上测值未扣除仪器
宇响。
探伤房设计说明：四周墙体为68cm 砼；
屋顶为15cm 厚砼。
图2 薄顶探伤房天空反散射监测点位示意图 Fig.2 The map of the monitoring data about skyshine around the thin-roof X-ray detecting room
第三个探伤房是周围存在环境敏感点的薄顶探伤房，其监测结果见表3，监测点位示意图见图3。探伤房与B 厂二楼办公室的立面图位置关系表明，B 厂办公室不在透过薄屋顶的主射线范围内；而屏蔽墙外30cm 处的辐射剂量率未超过302nSv/h ，说明屏蔽墙的屏蔽基本足够；所以，B 厂办公室窗户及会议室窗户处的较高辐射剂量率，是来自主射线透过薄屋顶后的天空反散射。综合考虑屋顶承重，环评提出了顶部加厚10cm 钢筋混凝土的整改方案（整改后屋顶厚度为30cm 砼），整改后的监测结果表明，同样工况下，曝光室北侧二楼的B 厂办公室及会议室附加剂量率大大降低，但仍存在一定的附加
剂量率。经协商，B 厂将原办公室改为仓库，使B 厂公众年有效剂量能够满足GB18871-2002的管理目标要求。
表3 有环境敏感点的薄顶X 探伤房天空反散射对比监测数据
Table 3 The comparison of the monitoring data about skyshine around the thin-roof X-ray detecting room with the environmental sensitive 监测点位描述
监测结果 （nSv/h ） 监测结果 （nSv/h ）
①曝光室东墙外
- 251 30cm （左）
②曝光室东墙外30cm （右）
- 161 ③曝光室东北角墙外30cm
-
302
④曝光室东北角外5m （B 厂会议室楼梯口）
- 268
⑤曝光室东北角外8m （B 厂会议室大门门口，测点高出曝光室屋顶1m ）
- 340
⑥曝光室屋顶北侧3m （B 厂办公室窗户，测点高出曝光室屋顶1m ）
4.3×103
723
⑦曝光室屋顶北侧3m （B 厂办公室窗户，测点高出曝光室屋顶1.5m ）
6.4×103
1648
防辐射服如何检测
⑧曝光室屋顶北侧3m （B 厂会议室窗户，测点高出曝光室屋顶1m ）
3.9×103
593
⑨曝光室屋顶北侧3m （B 厂会议室窗户，测点高出曝光室屋顶1.5m ）
5.8×103
1263
⑩曝光室屋顶东北侧10m （B 厂会议室东北角，测点高出曝光室屋顶1m ）
- 377
监测工况说明：开1台XXT-2505型周向
探伤机，开机管电压240kV 、管电流5mA 。主射线方向为曝光室北墙、屋顶及南墙，监测时无探伤工件。以上测值未扣除仪器宇响。
探伤房原始设计：四周墙体为24cm 砖墙
+37cm 砼+24cm 砖墙；屋顶为20cm 厚砼
2北
图3 有环境敏感点的薄顶探伤房天空反散射监
测点位示意图
Fig.3 The map of the monitoring data about skyshine around the thin-roof X-ray detecting room with the environmental sensitive site is nearby
以上典型案例表明，在周围有公众活动的区域，比如工厂内，建设无顶探伤房是不可取的；即使对于有顶探伤房，天空反散射都是不可忽视的。固然GBZ117-2006还有公众年有效剂量不得超过0.3mSv的要求，但在实际监测与评价中，公众的年有效剂量还需要估算公众停留时间及居留因子，存在一定的不确定性，不够直观。
因此，建议GBZ117-2006中增加关于探伤房屋顶的屏蔽要求，以减小天空反散射场。若对屋顶外30 cm处空气比释动能率作要求，大多数情况下是不现实的，不具备监测条件。根据《辐射防护手册》（第一分册）[8]中大气散射的估算方法可知，天空反散射的剂量率及最大点位置，与辐射源强、探伤室内部尺寸和四周屏蔽墙高度、以及屋顶屏蔽厚度有关。目前常用X射线探伤房出现天空反散射最高的区域，根据常规探伤房建设高度，一般出现在曝光室墙外8m～20 m范围，可在标准中增加该范围内辐射剂量率监测要求，并同样给出剂量率限值，来反映探伤房屋顶的屏蔽防护性能。
2.2 探伤房曝光室通风孔与电缆管口补偿屏蔽
曝光室内X射线探伤机在工作状态时，X 射线电离空气产生少量臭氧和二氧化氮。目前，GBZ117-2006中没有对探伤房室内通风做出明确的要求。然而在大量的已建探伤房中，多数设置有通风孔，且通风孔的设置位置也比较随意，或高或低，大多数为直穿墙形式，没有设置补偿屏蔽或者设置的不够合理。这些未有效屏蔽的通风孔是监测时容易出现射线泄漏的常见部位之一，如文献[9]中未屏蔽的通风孔甚至造成墙外瞬时辐射剂量率达到10μSv/h，远超过GBZ117-2006对于探伤房墙外瞬时辐射剂量率的限值要求。
因通风孔主要是排放密度大于空气的臭氧及二氧化氮气体，故通风孔位置以靠近地面为宜。同时，通风孔不宜设置成直穿墙形式，最好能让射线在其内有多次散射衰减。对于已有直穿墙的通风孔必须补偿屏蔽：设置叶片重叠的铅百叶窗，或者在通风孔外部加设与曝光室墙壁屏蔽效果相同且有一定高度的“凹”型屏蔽墙，使漏射线能够在其内多次散射后到达外环境，方能保证通风孔处的漏射线得到足够的散射和吸收，这种“凹”型屏蔽墙高出通风孔2 m就能达到很好的散射效果。如图4所示三个探伤房通风口设置，（a）中的通风孔，内部开口在曝光室站台侧面，能够在有效通风的同时，使射线经过散射才到达外部，但由于通风孔外屏蔽使用的是薄铁皮烟囱，对X 射线基本没有屏蔽效果，导致通风孔外存在一定的漏射线。（b）中的通风孔，虽然设置不够合理，未靠近地面，而且是直穿墙形式，但因其外部“凹”型砖墙的有效屏蔽，未测出附加剂量。（c）中的通风孔，由于外部“凹”型墙高度不足，从通风孔出来的漏射线在其中散射途径过短，虽然外部“凹”型墙较厚，但仍存在一定的附加剂量。

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