奧影科普| X射線工業CT的放射安全防護

X射線工業CT技術已經成為許多工業領域中需要的無損檢測工具。然而，由于它涉及到X射線的使用，人們往往對其輻射安全性存在疑慮。本文旨在科普X射線工業CT的放射安全知識，幫助大家了解其安全性，消除不必要的擔憂。

一、       X射線與工業CT

X射線在工業CT中扮演著至關重要的角色。首先，X射線是一種波長極短的電離輻射，具有穿透物質的能力，這使得它能夠穿透被檢測物體，獲取其內部的結構信息。其次，X射線與物質相互作用時，會發生吸收、散射等現象，這些現象與物質的密度、厚度等特性有關。通過檢測透射的X射線強度，可以獲取物體內部不同位置的材料分布信息。

工業CT，即工業計算機斷層成像技術，正是利用X射線的穿透性來實現對物體內部結構的三維成像。它通過從不同角度對物體進行X射線投影，獲取多個截面圖像，然后利用計算機技術將這些截面圖像重建為三維立體圖像。這種技術能夠清晰、準確、直觀地展示被檢測物體的內部結構、組成、材質及缺損狀況，被譽為當今優秀的無損檢測和無損評估技術之一。

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二、       X 射線的輻射來源

X射線之所以會有輻射，是因為它是一種電磁波，具有波粒二象性。在X射線產生的過程中，高速運動的電子與靶物質相碰撞并被靶物質原子內層電子所阻止，導致電子突然減速并釋放出能量。這些能量以X射線的形式輻射出去，形成了我們所說的X射線輻射。

X射線的輻射特性與其波長和能量有關。由于X射線的波長很短，能量很大，因此它具有很高的穿透能力和電離作用。這使得X射線能夠穿透物質，并在穿透過程中與物質發生相互作用，導致物質原子內層電子的躍遷和電離。

X射線對人體具有多層次影響，涉及生物學、醫學和物理學等領域。它可直接穿透細胞，損傷DNA，增加患癌和遺傳疾病風險；同時，與體內水分子相互作用產生自由基，導致細胞損傷和氧化應激反應。長期接觸低劑量X射線，其輻射效應具有累積性，可能逐漸損害細胞并增加疾病風險。因此，對X射線的防護與合理使用至關重要。

三、       X射線放射的防護措施

為避免在使用X射線設備時受到放射傷害，在過往的研究和使用過程中，人們總結出一些常用的防護措施：

l                      距離防護：距離是減少輻射暴露的有效方法。在使用X射線設備做檢測時，確保與設備保持一定的安全距離，可以顯著減少輻射劑量。

l                      屏蔽防護：使用屏蔽材料來阻擋X射線輻射是常見的防護措施。常見的屏蔽材料包括鉛、鉛玻璃、鉛橡膠等。在X射線設備周圍設置屏蔽墻、屏蔽門等，可以有效減少輻射泄漏。

l                      時間防護：盡量縮短暴露在X射線輻射下的時間。在使用X射線設備時，盡量減少不必要的曝光時間，避免重復照射。

l                      設施防護：X射線設備的固有防護設施也是重要的防護措施。確保設備的輻射安全性能符合相關標準和規范，如X線管殼、遮光筒和光圈、濾過板、熒屏后鉛玻璃、鉛屏、鉛橡皮圍裙、鉛手套以及墻壁等。

l                      個人防護：對于從事與X射線相關的工作人員，應穿戴適當的防護用品，如鉛圍裙、鉛圍脖、鉛帽、鉛眼鏡、鉛手套等，以減少輻射對身體的直接接觸。

l                      安全管理：建立健全的輻射安全管理制度和操作規程，確保X射線設備的安全使用。定期進行輻射安全檢測和維護，及時發現和處理潛在的安全隱患。

四、       工業CT的輻射安全措施

l                      屏蔽防護：工業CT設備的墻體和所有入口處的防護門應具有足夠的屏蔽防護，以確保在射線束處于開啟狀態時，防護墻和防護門外30cm處的空氣比釋動能率不超過安全標準。此外，設備內部也應設置屏蔽裝置，如鉛鋼結構的保護形式，以有效屏蔽射線。

l                      監控裝置：工業CT檢測室內應設置監視裝置，以便在控制室的操作臺觀察檢測室內人員的活動和CT設備的運行情況。這樣，如果發生任何異常情況，操作人員可以迅速作出反應，采取措施減少輻射暴露。

l                      警示裝置：為了直觀地提示工業CT的工作狀態，應在設備、檢測室的所有入口處、源塔及其必要的地方設置電離輻射警示標志和工作狀態指示燈。同時，檢測室內及其入口處應設置聲光警示裝置，以便在開機前發出持續警告，提醒人員注意輻射風險。

l                      通風設施：工業CT檢測室應配備機械通風設施，確保每小時換氣次數達到4-5次，以便及時排除有害氣體，如臭氧和氮氧化物等。這有助于減少工作人員吸入有害氣體的風險。

l                      電氣安全設施：對于以加速器為放射源的工業CT設備，應采取一系列電氣安全設施，如主動接地聯鎖、高壓屏蔽網、高壓放電棒、高壓過載保護、獨立設備接地和警告說明等，以防止高壓對工作人員造成危害。

l                      分區管理：檢測室內應劃分為控制區和監督區。在射線束處于開啟狀態時，任何人不得進入控制區。控制室以及與檢測室入口相連的過道、走廊等區域應劃為監督區，無關人員不得擅自進入。這有助于限制人員接觸輻射的風險。

五、       國標中對工業CT設備的安全防護要求

在國家標準《工業X射線探傷放射防護要求》（GBZ 117—2015）中，對X 射線工業CT設備的放射防護做出了明確規定。例如：

4.1.3 X射線探傷室墻和入口門的輻射屏蔽應同時滿足：

a) 人員在關注點的周劑量參考控制水平，對職業工作人員不大于 100μSv/周，對公眾不大于 5μSv/周；

 b) 關注點周圍劑量當量率參考控制水平不大于2.5μSv/h。

4.1.4 探傷室頂的輻射屏蔽應滿足：

 a) 探傷室上方已建、擬建建筑物或探傷室旁鄰近建筑物在自輻射源點到探傷室頂內表面邊緣所張立體角區域內時，探傷室頂的輻射屏蔽要求同4.1.3；

 b) 對不需要人員到達的探傷室頂，探傷室頂外表面30cm 處的劑量率參考控制水平通常可取為100μSv/h。

4.1.5 探傷室應設置門-機聯鎖裝置，并保證在門(包括人員門和貨物門)關閉后X射線裝置才能進行探傷作業。門打開時應立即停止X射線照射，關上門不能自動開始X射線照射。門-機聯鎖裝置的設置應方便探傷室內部的人員在緊急情況下離開探傷室。

此外，《X射線計算機斷層攝影裝置放射衛生防護標準》 (GBZ 130-2020)、《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》 (GB 18871-2002)等相關標準也對使用相關設備的放射防護作出了明確要求和指導。這些國標內容都是為了確保X射線設備在使用過程中的安全性和保護人員免受不必要的輻射照射。在使用X射線設備時，應遵循這些標準的要求，并采取必要的防護措施，以減少輻射對人體的影響。同時，對于違反這些標準的行為，也應依法進行處罰和糾正。

盡管X射線工業CT設備在使用時會產生一定的輻射，但只有當輻射劑量達到一定程度時，才可能對人體造成危害。而且，X射線工業CT設備的輻射劑量通常較低，遠低于可能對人體造成危害的劑量水平。因此，只要我們遵循正確的操作方法和安全規定，就可以有效地降低輻射風險。當然，為了保護人體免受輻射的危害，我們仍然需要加強對輻射安全知識的了解和學習，提高自己的安全意識和防護能力。