核料位计使用基本知识.doc

核料位计使用基本知识一、放射性现象放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一切物质都是原子构成的，每个原子的中心有一个原子核。大多数物质的原子核是稳定不变的，但有些物质的原子核不稳定，会自发地发生某些变化，这些不稳定原子核在发生变化的同时会发射各种各样的射线，这种现象就是人们常说的“放射性”。有的放射性物质在地球诞生时就存在，如铀、钍、镭等，它们叫做天然放射性物质。另一方面，人类出于不同的目的制造了一些具有放射性的物质，这种物质叫人工放射性物质。100多年前人们才发现放射性，但放射性从来就存在于我们的生活中。放射性可以说无时不有，无处不在，我们吃的食物、喝的水、住的房屋、用的物品、周围的天空大地、山川草木乃至人体本身都含有一定的放射性。人们受到的放射性照射大约有82来自天然环境，大约有17来自医疗诊断，而来自其他活动大约只有1。二、放射源国际原子能机构根据放射源对人体可能的伤害程度，将放射源分为5类类放射源属极危险源，没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡；类放射源属高危险源，没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可以致人死亡；类放射源属中危险源，没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡；上述三类放射源为危险放射源。类放射源属低危险源，基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤；类放射源属极低危险源，不会对人造成永久性损伤。目前生产装置所使用的放射源基本属于类和类放射源。三、放射线的相关知识当射线照射到人体时,和X射线一样,会使人体生物细胞内的原子或分子发生电离或激发而受到损伤,因此射线对人体的危害是客观存在的。但是如果我们采取积极的防护措施,使人体受到辐射的程度控制在容许剂量以下,那么这时由于人体的生物细胞受到射线的损伤不严重,并可依靠细胞本身的修复作用得以恢复,因而不会使各器官的功能受到影响。衡量射线对人体的危害程度,可以借用医学上的术语剂量,在这里叫做剂量当量。它的法定单位是Sievert(Sv)，专用单位是雷姆(rem),两者的换算关系为:1Sv=100rem106Sv。我们也常使用毫雷姆(mrem)。而常用的便携式射线检测仪的检测的单位设定为Sv/h（微希/时）。射线对人体的危害有两种，一种发生在受照人体本身，一种发生在后代身上，这两种危害分为随机效应和非随机效应两类。所谓随机效应，就是说发生的几率与剂量大小有关，受到剂量越大，发生的几率越高，但没有一个确定的值，像癌以及遗传性疾病就属此类。所谓非随机效应，指其严重程度与剂量有关，而且可能存在着剂量的最大值，即只有所受的剂量超过最大值，才能发生这种效应，如白内障，不育症等，就属此类。小剂量照射，非随机效应不可能发生，但不能完全排除发生随机效应的可能性。受到100rem（1Sv）以下的剂量时绝大多数人无临床反应，少数有反应，经过休养治疗，肌体组织可以通过新陈代谢自行恢复。大剂量照射。如一次受到200-600rem雷姆的剂量，就会得白血病。一次受到1000rem以上的剂量，几天之内就会死亡。这正是原子弹、氢弹 等核武器的杀伤力的一个方面。我国对职业人员(特指专门从事放射性工作的人员)和非职业人员,所制定的年剂量标准与国际放射防护委员会的规定是一致的。职业人员最大容许年剂量为5rem(0.05Sv),非职业人员限制年剂量不超过0.1rem(0.001Sv)，如果按终生计量平均的年有效计量当量不超过0.1rem(0.001Sv)时，则在某些年份允许最大年剂量为0.5rem(0.005Sv)。装置操作人员属于非职业人员，即通常年剂量不超过0.1rem0.001Sv1mSv1000Sv。日常生活中受到的射线照射情况。一个人不管是否接触放射源，在日常生活中都不断受到射线的照射。首先是天然本底的照射，所谓天然本底照射，指的是来自宇宙线以及土壤、建筑物、大气、水、食物中所含的放射性核素造成的照射。例如，北京地区的天然本底照射约为200mrem/y，我国南方高本底地区可达mrem/y该两组数据说明，如果一个人自始至终在正午太阳光下照射，其所受到的年累计辐射剂量，也会超标。下列为日常生活所受到的辐射剂量。北京地区的天然本底照射约为200mrem/y2mSv/y带老式夜光表手腕受到的照射1mrem/h0.01mSv/h肺部透视受到的照射50-100mrem/h=0.5-1mSv/y看电视受到的照射1mrem/y0.01mSv/h乘飞机受到的照射0.5mrem/h=0.005mSv/h每天吸20支烟肺部受到的照射50-100renm/y=0.5-1mSv/y四、核料位计（开关）使用原理射线穿透物质后射线的强度会减弱,其中部分射线光子可直接穿透物质,其余射线光子在与物质作用时其能量被物质吸收,一部分产生各种电子和射线,一部分转变为热能。我们把射线在物质中传播时,由于射线光子的能量被物质吸收以及随着距离的增加而使射线的强度不断减弱的现象称为射线的衰减。当放射源固定后,射线在传播时的衰减就只取决于介质的密度和传播的距离。因此,射线透过介质后的强度与该介质的密度和厚度有关,它符合Beer-Lambert定律:I=I0e-式中I射线透过介质后的强度；I0在给定距离处无干扰介质时的初始射线强度；吸收系数,与所测介质有关,对固定物质是常数；介质(通常指吸收物质)的密度；介质的厚度。射线辐射技术正是利用了在射线源和检测器之间物质对射线的吸收率的不同,而对被检测对象进行“透视”和诊断的一种先进技术。它既可以用来测定工艺过程中介质的密度、料位等参数,也可以通过测量工件内的密度分布来进行探伤和故障诊断。通常，放射源被放在一个不锈钢焊接的双层密封的膜盒内，膜盒能确保放射源不泄漏,但对射线吸收较少。放射源装置是一个厚壁的球墨铸铁罐(也常用铅罐),用来存放装有射线源的膜盒,它对射线有良好的屏蔽作用。该装置上开有一个窄条缝隙,可通过一个光闸来打开或关闭放射源。当光闸打开时,放射线以一个窄的平行光束透过容器或管道,可避免其他地方受到辐射。料位(密度)检测器组件安装在放射源装置的对面。当放射源装置的光闸打开时,一束窄的平行放射线光束可使料位检测器的整个有效长度都置于放射线辐照区域内(参见下图)。容器内的介质可吸收部分射线,所吸收射线的量与介质的料位是成比例的。料位越高,则介质吸收的射线越多,检测器检测到的射线量就越少；反之,料位越低,介质吸收的射线越少,检测器检测到的射线量也就越多。只要我们事先将介质的料位与检测器的读数校正成一一对应,就可以直接得到介质料位的读数。也可根据生产上的需要,通过安装料位开关实现低料位报警或高料位报警(参见下图)。放射源盒如下图所示：作图为核料位开关源盒，右图为核料位计源盒放射源工作示意图料位开关：放射源接收器料位计：放射源接收棒（接收器）现在所使用的核料位计,其放射源都是密封在源装置内的。设计时所考虑的标准是:在核源1米以内的辐射强度是0.252.5Sv/h，为保护职工人身健康，当下的企业通常对射线防护要求更为严格，通过在源核及接收器侧增加适当的防护屏和防护罩，使紧贴放射源的防护层外侧5厘米以内达到0.252.5Sv/h，使防护标准完全达到I级，以保证技术人员及操作人员可以长期在辐射源附近活动。在辐射场中某一处的射线强度I与它和放射源之间的距离R的平方成反比:I1/I2=R22/R21；即距离放射源越远,射线强度就越小。因此在正常情况下,操作维护人员每天在巡检过程中所吸收到的剂量是很少的,不会对身体有什么影响,不必产生恐惧心理。辐射强度的示意图如下所示，中心为辐射源。五、射线防护的基本知识防止或减少放射源发出的射线对人体的伤害，主要有以下三种防护手段： 1）距离防护：距离放射源越远，接触的射线就越少，受到的伤害也越小。2）屏蔽防护：选取适当的屏蔽材料(如混凝土、铁或铅等)做成屏蔽体遮挡放射源发出的射线。3)时间防护：尽可能减少与放射源的接触时间。在实际工作中，通常将上述三种防护手段组合应用有关辐射安全的注意事项,这里着重强调以下几点。1)凡是安装有核料位计、料位开关和核密度计的场所,要有固定醒目的禁示牌,提醒人们非工作原因不要在附近逗留；2)核料位计和核密度计的安装、拆卸、移位、修理和维护工作,凡属放射源装置部分的,都必须由从事放射性工作的职业人员来完成；3)装置停工检修时,如果必须进入安装有核料位(密度)计的容器内部作业,则事先务必要将放射源装置关闭,必要时(譬如连续作业时间较长)可由职业人员将其拆卸,暂时保存起来,等容器内检修工作完成并封闭人孔后再装上；4)当装置发生火灾或爆炸等意外事故时,如果安装有放射源的容器和管道处于事故区域内,则在处理现场时首先要将该区域用警戒标识封闭起来,由职业人员进入现场对射线泄漏情况进行测试或处理,确认安全后才能解禁。