〔X射线防护计算讨论资料3〕一道x射线防护题的试计算

0 序言

有位先生2012-11-27发消息给我:

XXH3005x射线周向机，290Kv，5mA，在厚度为10mm的不锈钢压力容器内部进行环焊缝拍片，在其前方40米处的辐射剂量(率)大概会多少？会达到50μsv/h吗？

这则消息中，XXH3005机，管电压使用“290KV”，从保护射线管角度来看，高于了0.9倍额定管电压(270KV)，不大合适。为了回答问题，我还是按“290KV”，大体做了如下试计算。如有不当，请指正。

    以下计算，均指主射束轴线上的强度---剂量率。

1 距源40米处初始射线强度Io的计算

1.1 XXH3005周向机，290KV时源强度的估算

由本人日志《常用X射线机源强度的参考值》表1可知: XXH3005周向机额定(最大)源强度为3100mGy/h(1m处)，对同一台射线机而言，源强度与管电压的平方成正比，则290KV时的源强度

   Io⁰=3100X(290²/300²)=3100X0.934=2895 (mGy/h，1m处)

1.2 距源40米处初始射线强度Io

利用平方反比定律，

   Io=2895/(40X40)=2895/1600=1.80(mGy/h)

2 距源40米处经工件衰减的射线强度I的计算

利用公式

   I=Ioe^-μ.T            (1)

现在的问题是:线衰减系数μ该怎么选取？因为讨论点距工件很远，假设此处2米内又无其它可提供散射的物体，μ应该是窄束射线的线衰减系数。由本人日志《窄束连续X射线线衰减系数的求法和应用》举例可知:管电压为290KV时，窄束连续X射线线衰减系数μ≈1.60/cm。又知: 工件厚度T=10mm=1cm。代入(1)式:

   I≈1.80Xe^-1.6=1.80/4.95=0.363(mGy/h)=363(μGy/h)

笔者注:工件的一个壁，只要在源与讨论点之间，计算它的衰减，与工件筒体半径无关。这是日本《射线探伤B》的重要贡献。

3 计入空气衰减距源40米处射线强度I’的计算

我在《推荐一篇论文(中) 关于X射线检测距离防护计算》日志中，曾经写到:对应0.15MeV(150KeV)能量的空气的线衰减系数μ=0.0164/m，对应的半价层h约为42m。本例讨论点与源距离为40米，当量能为145KeV，近似差一个半价层，估计:

   I’=0.5XI=0.5X363μGy/h=181.5μGy/h

  笔者注:对于管电压≤300KV的X射线，现场使用计算时，可以认为空气的半价层为40米。

4 结论

距源40米(主射束方向上)的射线强度大约为181.5μGy/h。

希望感兴味的朋友实测一下，看这种计算，误差是多大？

5 附言

    读者可以用渐近试算方法，大体计算控制区边界(15μGy/h)至源的距离，不赘述。