CN104637563A - 衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电离辐射计量、辐射监测仪器校准检定技术，具体涉及一种衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法。该方法在放射源升降到位、衰减片加载到位或离开到位位置各安装2个相同的到位检测开关，采用了区域式红外移动物体传感器，设置放射源升降与屏蔽门开闭的安全联锁；装置具备自动和手动双重控制方式，可使系统方便地在两种状态下转换，确保装置的可操作性；设置的断电保护功能，可在意外断电的情况下，将放射源和衰减片都能够自动安全地返回原始储存状态。

Description

衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法

技术领域

本发明属于电离辐射计量、辐射监测仪器校准检定技术，具体涉及一种衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法。

背景技术

衰减式自动多量程γ照射装置，采用自动多量程选择器自动选择衰减片的组合，可在很宽的剂量率范围内，获得一组不同剂量率水平的参考辐射场，无需移动被校准仪器的位置，就可方便快速地实现X、γ剂量（率）仪表在宽量程范围内的校准检定。由于该装置的运动机构中涉及一枚具有较高活度的放射源，一组（四个以上）的铅衰减片，考虑到操作人员和设备的安全，该装置的辐射安全设计非常重要。良好的屏蔽、运动部件位置的可靠检测、联锁、冗余、故障处理、突发情况处置是本装置的辐射安全设计需要给予重点关注和解决的内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，保证装置运行的稳定性。

本发明的技术方案如下：一种衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，所述的衰减式自动多量程γ照射装置包括用于存放放射源的储源装置，储源装置上设有照射光阑，储源装置下方设有源升降装置，照射光阑前方设有自动多量程选择器，所述的自动多量程选择器包括多个可单独控制加载的衰减片；该方法在放射源升降到位、衰减片加载到位或离开到位位置各安装2个相同的到位检测开关，每个位置上的2个到位检测开关通过门电路将信号送至计算机或控制器，同一位置上的2个到位检测开关中任意一个出现故障，所连接的门电路将无信号输出。

进一步，如上所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其中，在衰减式自动多量程γ照射装置所在实验室区域设置红外移动物体传感器，所述红外移动物体传感器的输出信号输送至控制计算机，当红外移动物体传感器检测到实验区域内有人员活动时，控制计算机会控制放射源回落至安全储存位置。

更进一步，将控制放射源升起的信号与实验室的铅屏蔽门开关进行安全联锁，当实验室的铅屏蔽门为关闭状态时，控制放射源升起的信号才能接通。具体方式是，在控制放射源升起信号后串联一个模拟开关，和控制放射源升起信号串联的模拟开关由铅屏蔽门的“闭合信号”和“打开信号“控制，在控制放射源升起信号输出后，如果铅屏蔽门是关闭状态，输出的是“闭合信号”，可控制串联的模拟开关闭合，升源操作才能实现；反之，如果铅屏蔽门是打开状态，输出的是“打开信号”，控制串联的模拟开关打开，升源操作将无法实现。

进一步，如上所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其中，所述的自动多量程选择器中多个衰减片的控制采用工业控制计算机和手动控制器，构成两路独立的控制通道。

进一步，如上所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其中，所述的源升降装置采用放射源升降控制气缸实现源的升降，所述自动多量程选择器采用衰减片升降控制气缸实现衰减片的升降，所述的放射源升降控制气缸和衰减片升降控制气缸均采用单电控模式，断电后气缸回自动到安全初始位置。

本发明的有益效果如下：本发明为了确保衰减式自动多量程γ照射装置的操作人员安全及装置自身的安全，包含了多层安全设计和安全屏障。本发明采用了多重安全设计，其中放射源升降到位，衰减片加载到位或离开检测开关的2倍使用提高了位置检测的可靠性；为防止人员的意外照射，采用了区域式红外移动物体传感器，设置了放射源升降与屏蔽门开闭的安全联锁；装置具备的自动和手动双重控制方式，可使系统方便地在两种状态下转换，确保装置的可操作性；设置的断电保护功能，可在意外断电的情况下，将放射源和衰减片都能够自动安全地返回原始储存状态。

附图说明

图1为衰减式自动多量程γ照射装置的结构示意图；

图2为到位检测开关控制系统示意图；

图3为放射源升起控制原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本发明进行详细的描述。

如图1所示，衰减式自动多量程γ照射装置包括设置在支架10上的储源装置1，所述的储源装置1上设有照射光阑2，放射源9置于储源装置1内。在所述照射光阑2前方设有自动多量程选择器，所述的自动多量程选择器包括多个相互平行设置的具有不同厚度的衰减片3、4、5、6，每个衰减片3、4、5、6分别与衰减片控制机构相连接，衰减片控制机构连接工业控制计算机或手动控制器。衰减片控制机构包括分别通过连接件7与各衰减片3、4、5、6相连接的气缸8，气缸由空气压缩机提供气源，并与控制继电器相连接。在所述的储源装置1下方设有源升降装置（源升降控制气缸11），源升降装置与放射源9相连接，用于控制放射源的升降。

放射源的种类和活度选择主要考虑待校准仪器的能量范围、剂量率范围以及校准用参考辐射场的剂量率范围；储源装置的主要作用是实现对放射源的良好屏蔽，确保操作人员的安全；源升降装置用于实现放射源在储存位置和照射位置的转换；自动多量程选择器主要用于衰减片组合的自动选择和设置；控制器用于实现整个装置的自动控制。

衰减式自动多量程γ照射装置所需的安装空间较小，仅需要一个活度最大的放射源，在一些特殊情况下甚至可以省略轨道定位系统。通过自动加载不同厚度的铅衰减片，获得不同剂量率水平的参考辐射场。由于结构紧凑，可安装在车辆运输平台上，提供各类剂量监测仪表的现场校准检定能力。

衰减式自动多量程γ照射装置简单的工作过程：初始位置，放射源储存在储源装置内，铅衰减片回落到位，挡住照射孔。首先确定欲用于校准仪表的参考辐射场的剂量率水平；然后选择不同的铅衰减片组合，把不需要的铅衰减片升起，离开照射孔形成的射束视野；最后将放射源升起至照射位置，开始照射被校准仪表。照射结束后，控制器控制放射源降到储存位置，并将铅衰减片全部降回到初始位置。

自动多量程选择器由一组不同厚度的衰减片、气源和相应的气动控制机构组成。操作人员可通过控制器或计算机选择不同的衰减片组合，铅衰减片的数量可根据放射源活度、欲达到的剂量率变化范围以及气动控制系统的控制能力确定。铅衰减片的大小由出射孔的开孔尺寸和铅衰减片的安装位置决定，为了减小铅衰减片的重量，安装位置尽量靠近出射孔。本实施例中，铅衰减片3、4、5、6的厚度满足对欲加载放射源辐射场的剂量率衰减2倍、4倍、10倍、100倍或更高倍数的设计要求，通过选择不同的衰减片组合，实现参考辐射场剂量率的0倍—8000倍或更高的衰减，获得不同剂量率水平的参考辐射场，可覆盖被校准仪表的4个以上的量程，基本可满足各类辐射防护剂量仪表的校准检定的需要。

放射源的升降控制以及自动多量程选择器中铅衰减片选择和升降全部由气缸来完成。气缸由空气压缩机提供气源，通过控制继电器，实现对气缸的控制，为使用方便，全部选择交流控制。另外本发明还实现了自动控制和手动控制的双重设计功能，控制系统分别采用工业控制计算机和手动控制器，构成两路独立的控制通道。通过自动与手动开关的转换，实现自动控制和手动控制的转换。

为了确保衰减式自动多量程γ照射装置的操作人员安全及装置自身的安全，如图2所示，在放射源升降到位、衰减片加载到位或离开到位位置各安装2个相同的到位检测开关，通过门电路，送入到计算机提示框和控制器显示LED。2个检测开关中，只要有一个开关出现故障，连接的门电路将无信号输出，计算机或控制器显示接收不到到位信号，将不会显示到位状态，必须检修更换后，才可重新使用该装置，起到安全保护作用。

为保证安全，要等所有人员退出实验室，实验室的铅屏蔽门关闭后，才能将放射源升起，所以将控制放射源升起的信号与实验室的铅屏蔽门开关进行了安全联锁。

在特殊情况下，如果屏蔽门闭合后仍有人员在照射室内活动，活动人员将触发区域式红外移动物体传感器，其输出信号可控制放射源升起信号不能动作。

铅屏蔽门开关通过与小型继电器连接，在屏蔽门关闭时，开关闭合，产生屏蔽门“闭合信号”。屏蔽门打开时，开关打开，产生屏蔽门“打开信号”。

如图3所示，在控制放射源升起信号后串联一个模拟开关，和控制放射源升起信号串联的模拟开关由屏蔽门的“闭合信号”和“打开信号“控制，即在控制放射源升起信号输出后，如果屏蔽门是关闭状态，输出的是“闭合信号”，可控制串联的模拟开关闭合，升源操作才能实现。反之，如果屏蔽门是打开状态，输出的是“打开信号”，控制串联的模拟开关打开，升源操作将无法实现。选择模拟开关时，选择屏蔽门“闭合信号”，闭合模拟开关，屏蔽门“打开信号”，打开模拟开关。与之对应，当屏蔽门关闭时，闭合模拟开关，控制升源信号接通，控制放射源升起。在实验过程中，当屏蔽门打开，有人想要进实验室，模拟开关打开，控制升源信号断开，放射源回落到安全储存位置，保证了人员安全。

控制系统分别采用工业控制计算机和手动控制器，构成两路独立的控制通道。气缸全部选择交流220V供电。数字输入输出板卡和继电器板卡选择研华科技的工业板卡，可在各种恶劣环境条件下使用。自动控制方式是计算机通过数字输出控制继电器，控制气缸带动衰减片升降。手动控制方式是通过带锁按钮，控制继电器从而达到控制气缸带动衰减片升降。当计算机自动控制通道出现故障时，可采用手动控制通道实现对多量程γ照射装置的控制，完成校准检定，最后通过手动按钮使装置回到安全状态，等待检修。

为保证在意外断电的情况下，放射源回到安全储存位置，同时铅衰减片全部加载到位，起到屏蔽作用，从而确保工作人员的安全，避免受到意外的辐射照射。本发明采取下列方法，放射源升降控制气缸和衰减片升降控制气缸均采用单电控模式，即只需要1个控制信号，加载控制信号，控制继电器接通，气缸供电接通，气缸动作，即衰减片提起，放射源升起。去掉控制信号，控制继电器断开，气缸供电断开，气缸回到初始位置，即衰减片回落，放射源回落到安全储存位置。放射源升降控制气缸采用单电控式通电推式，衰减片控制气缸采用单电控式通电拉式，意外断电的情况相当于去掉了控制信号，控制继电器断开，气缸供电断开，可保证装置回到原始状态，保证人员安全。

而以双电控模式工作的气缸，则需要2个控制信号，加载控制信号A，控制继电器A接通，同时去掉控制信号B，控制继电器B断开，气缸动作。去掉控制信号A，控制继电器A断开，同时加载控制信号B，控制继电器B接通，气缸才可以回到初始位置，在突然断电的情况下，2个控制信号同时去掉，无法使气缸回到初始位置，此时如果有人进入实验室，就会出现意外受照的情况，无法保证工作人员的安全。考虑到这一潜在的照射危险，本发明采用单电控模式工作的气缸。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，所述的衰减式自动多量程γ照射装置包括用于存放放射源的储源装置，储源装置上设有照射光阑，储源装置下方设有源升降装置，照射光阑前方设有自动多量程选择器，所述的自动多量程选择器包括多个可单独控制加载的衰减片；其特征在于：在放射源升降到位、衰减片加载到位或离开到位位置各安装2个相同的到位检测开关，每个位置上的2个到位检测开关通过门电路将信号送至计算机或控制器，同一位置上的2个到位检测开关中任意一个出现故障，所连接的门电路将无信号输出。

2.如权利要求1所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其特征在于：在衰减式自动多量程γ照射装置所在实验室区域设置红外移动物体传感器，所述红外移动物体传感器的输出信号输送至控制计算机，当红外移动物体传感器检测到实验区域内有人员活动时，控制计算机会控制放射源回落至安全储存位置。

3.如权利要求1或2所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其特征在于：将控制放射源升起的信号与实验室的铅屏蔽门开关进行安全联锁，当实验室的铅屏蔽门为关闭状态时，控制放射源升起的信号才能接通。

4.如权利要求3所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其特征在于：所述的控制放射源升起的信号与实验室的铅屏蔽门开关进行安全联锁的具体方式是，在控制放射源升起信号后串联一个模拟开关，和控制放射源升起信号串联的模拟开关由铅屏蔽门的“闭合信号”和“打开信号”控制，在控制放射源升起信号输出后，如果铅屏蔽门是关闭状态，输出的是“闭合信号”，可控制串联的模拟开关闭合，升源操作才能实现；反之，如果铅屏蔽门是打开状态，输出的是“打开信号”，控制串联的模拟开关打开，升源操作将无法实现。

5.如权利要求1所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其特征在于：所述的自动多量程选择器中多个衰减片的控制采用工业控制计算机和手动控制器，构成两路独立的控制通道。

6.如权利要求1或5所述的衰减式自动多量程γ照射装置安全运行方法，其特征在于：所述的源升降装置采用放射源升降控制气缸实现源的升降，所述自动多量程选择器采用衰减片升降控制气缸实现衰减片的升降，所述的放射源升降控制气缸和衰减片升降控制气缸均采用单电控模式，断电后气缸会自动回到安全初始位置。