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外照射防护之散射辐射的屏蔽问题

  对于辐射源装置的防护设计而言,除了一般的屏蔽设计之外,还需要考虑外照射防护中的若干特殊问题,例如,屋顶的屏蔽和墙壁的反散射计算、迷道和防护门的设计、贯穿空洞和工艺管道的屏蔽、通风和安全连锁等。下面我们先来介绍下散射辐射的屏蔽问题。

1、屋顶的屏蔽计算

  在贯穿辐射(如X、γ、中子等)穿过屋顶时,由于大气对辐射的散射作用,使辐射源所在的建筑物周围产生较强的辐射场,这种现象称为“天空反散射”。因此,对于这种辐射装置的设计,屋顶需要有足够的屏蔽能力,使“天空反散射”造成的辐射剂量控制在一定的剂量水平之下。

2、迷道和防护门

  迷道和防护门是在工作场所的进出口设置的防护措施,根据辐射装置的实际情况,可单独采用迷道或防护门,或者同时采用二者。

(1)迷道


  迷道是利用辐射多次散射达到减弱辐射水平的一种进出通道。可采用多种形式的迷道,通常采用矩形截面的迷道。在不影响使用和防护效果的情况下,应尽量缩短迷道的长度、宽度和高度。为了减少散射,提高迷道的防护效果,还可在迷道的拐弯处设置凹形面。

  迷道的特有几何形状使得屏蔽计算较为复杂。理论计算和实践经验表明,一个使辐射至少散射三次以上的迷道,能够保证迷道出口处人员的安全。

(2)防护门

  如果辐照室不设置迷道,或者有迷道,但屏蔽墙上还需要设置门,那么墙上设置防护门的位置需要避开主射线束的直射方向,而且防护门必须与屏蔽墙具有等效的屏蔽效果。

  在实际工作中,往往会忽视防护门与屏蔽墙之间的辐射泄漏问题。为了避免过大的辐射泄漏,门与墙的搭接宽度至少应为门与墙之间空隙的10倍。另外,还需要对门的底部与地面之间的缝隙采取相应的措施。

3、管缝泄漏

  在辐射防护设计中,管缝泄漏问题是普遍存在的。例如,屏蔽块装配时,块与块之间有缝隙;在屏蔽墙上安装铅玻璃窗时,在窗的边缘有缝隙;屏蔽物内有管道时,就会减弱这些地方的屏蔽能力,等等。这种管缝使辐射能够泄漏出来,成为工程设施屏蔽层外面辐射剂量的主要来源。

  为此,在辐射防护设计中需要充分重视管缝泄漏问题。例如,不允许与主射线束相对的屏蔽墙存在直通缝隙。如果自然裂缝的宽度大于1mm,应灌注水泥砂浆将其堵死。如果测量表明还有射线漏出时,应使用铅皮等适当的屏蔽材料进行覆盖,将泄漏辐射降低到预定的辐射水平之下。

  为了防止射线的泄漏,通常将屏蔽构件做成台阶形式,并犬牙交错地装配,使射线经过多次弯折后才能漏出。在有管道穿过屏蔽层时,应尽量将管道安排在适当的位置,并做成S形等适宜的形状,使之不影响人员经常活动的区域内的辐射水平。在电缆沟的出口处,应设置有足够屏蔽能力的盖板。

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