В данной статье рассматривается явление ослабления рентгеновского излучения защитными материалами с последующей разработкой специальной системы защиты от пагубного воздействия рентгеновского излучения на человека. Для реализации используется расчётная методика — метод номограмм. Также имеет место корреляция результатов, полученных с помощью используемого расчетного метода и экспериментально полученных значений.
Ключевые слова: радиационная защита, защита от рентгеновского излучения, метод номограмм, экспериментальная методика
В наши дни, рентгеновская дефектоскопия является наиболее распространенным способом диагностики внутренних органов и тканей, его плюсы заключаются в дешевизне и легкости проведения исследования. Вследствие того, что рентгеновское излучение обладает большой проникающей способностью и способностью ионизировать молекулы веществ, имеет место беспрепятственное проникновение излучения сквозь органы и ткани. В результате чего имеет место нарушение первоначальной структуры клеток, что несет за собой множество негативного воздействия на человеческий организм. Предотвращение этих последствий — одна из актуальнейших тем современной рентгеновской техники, в связи с чем, тема статьи, в которой рассматривается и анализируется методика расчета защиты от рентгеновского излучения является весьма актуальной.
- Рентгеновская дефектоскопия.
Для того чтобы обеспечить заданное производителем качество конечного продукта (законченного производством изделия), требуется ввод наблюдения не только за соответствием качества материала, но и за соблюдением режимов технологических процессов.
Дефектоскопия — это специализированный комплекс методов и инструментов неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов [1]. Дефектоскопия включает в себя следующие стадии:
− разработка инструментов и методов анализа и исследования;
− создание и эксплуатация аппаратов (дефектоскопы);
− создание методов контроля;
− обработка результатов.
В основе метода дефектоскопии лежит изучение и наблюдение за изменениями физических свойств материалов при воздействии на них разными видами излучения [2]. Рентгеновская дефектоскопия основывается на явлении поглощения рентгеновского излучения, зависящего от плотности среды и от атомного номера элементов материалов среды. Энергия рентгеновских квантов напрямую зависит от ускоряющего напряжения в рентгеновской трубке и определяет проникающую способность данного излучения.
Поглощение рентгеновского излучения в материале зависит от толщины поглотителя и коэффициента поглощения [4], определяется формулой:
,
где:
− 
— интенсивность излучения, прошедшего через поглотитель;
− 
— интенсивность падающего излучения.
На следующем схематичном рисунке представлен процесс рентгеновского просвечивания:
Рис. 1. Схема рентгеновского просвечивания: 1 — источник излучения; 2 — пучок рентгеновских квантов; 3 — исследуемая деталь или материал; 4 — внутренний дефект или неоднородность;5 — не воспринимаемое человеческим глазом рентгеновское изображение за деталью; 6 — регистратор рентгеновского изображения
- Расчет защиты от рентгеновского излучения методом номограмм.
Одним из видов технических средств, предназначенных для защиты от ионизирующего излучения, служат специальные экраны и заграждения [3]. Рассчитывая такое защитное ограждение, определяется его толщина и материал, которые зависят от типа излучения, энергии квантов и ослабления в материале. Источником рентгеновского излучения в современных рентгеновских аппаратах используются рентгеновские трубки. Основная характеристика рентгеновской трубки — радиационный выход. Прежде всего, величину радиационного выхода определяют напряжение трубки и фильтрация пучка излучения.
Главным параметром номограмм, с помощью которого и определяется защита, является коэффициент:
где
— радиационный выход рентгеновской трубки, для которой определяется защита; 
— радиационный выход некоторой стандартной рентгеновской трубки; 
отношение проектной предельно допустимой мощности эквивалентной дозы для помещений постоянного пребывания персонала категории А при 36 — часовой рабочей неделе; 
— сила тока в рентгеновской трубке; 
— расстояние от анода трубки до рабочего места. [3]
Расчет производился с помощью следующих номограмм:
Рис. 2. Радиационный выход трубки в зависимости от напряжения трубки
Рис. 3. Номограмма для расчета защиты из свинца от рентгеновского излучения
Рис. 4. Номограмма отношения эквивалентной толщины между свинцом и бетоном
- Результаты использования данного метода.
Рассчитав необходимые коэффициенты, были получены соответствующие параметры номограмм, с помощью которых, в последствие, была произведена оценка необходимой толщины рентгенозащитных ограждений. Данные параметры рассчитывались с учетом направленности излучения, а также с учетом коэффициента эпизодичности для получения наиболее точного результата.
Полученные параметры номограмм:
Оценка необходимой защиты из свинца:
− при 
, толщина защиты из свинца составила 
;
− при 
, толщина защиты из свинца составила 
;
− при 
, толщина защиты из свинца составила 
;
− при 
, толщина защиты из свинца составила 
.
Оценка необходимой защиты из бетона:
− при 
, толщина защиты из бетона составила 
;
− при 
, толщина защиты из бетона составила 
;
− при 
, толщина защиты из бетона составила 
;
− при 
, толщина защиты из бетона составила 
.
Заключение.
В данной статье был исследован один из методов расчета защиты от рентгеновского излучения, метод номограмм. С помощью данного метода были рассчитаны реальные толщины защитных ограждений необходимые для обеспечения безопасной работы в рентгенодефектоскопической лаборатории. Расчеты произведены в соответствии со всеми нормами и правилами в области обеспечения радиационной безопасности.
Литература:
- Козлов В. Ф. Справочник по радиационной безопасности М.: Энергоатомиздат, 1991. 335 с.
- Блохин М. А. Физика рентгеновских лучей. — М.: Гос. изд-во тех.-теор. лит-ры, 1953. 518 c.
- Алешин Н. П. Физические методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 2006. 368 с.
- Машкович В. П. Защита от ионизирующих излучений. М.: Энергоатомиздат, 1995. 494 с.
