CD-200CGA型工业CT辐射安全防护系统研究与应用

摘要

辐射源的安全防护是工业CT系统研究重点之一,辐射源屏蔽的机械结构和辐射源的安全运动控制是安全防护技术主要研究内容。本课题针对CD-200CGA型工业CT系统用60Co辐射源系统开展安全防护的研究与应用。重点研究计算了CD-200CGA型工业CT系统60Co辐射源源塔屏蔽、靶场工房防护参数,并提出源塔结构和源塔控制系统方案、靶场工房安全防护及措施。系统利用PLC实时监测开关源连锁信息。采用的开关源安全连锁装置有:安全门控制连锁、输弹门控制连锁、人员活动探测器连锁、系统电源连锁、动力电源连锁、探测器高压电源连锁、系统现场状态信息连锁。系统使用PLC直接驱动整体刚性滑台实现开关源的运动控制,开、关源运动的控制精度达到±0.03mm。采用独立的UPS后备电源对实现运动控制的步进电机、继电器和电子电路系统单独供电,在系统电源出现故障时能自动关源。设计了机械式源状态指示,直接指示辐射源的位置状态信息。设计了手动关源机构,确保在源塔电气控制失灵、源塔机械故障等意外情况下,能可靠关闭辐射源。结合靶场科研试验的实际,提出了工业CT系统在靶场的应用前景,提出了靶场辐射安全防护管理的具体措施。

目录

中文摘要

ABSTRACT

1 序言

1.1 工业CT技术发展及应用

1.1.1 工业CT发展简介

1.1.2 工业CT技术的关键性能指标

1.2 CD-200CGA型工业CT机系统简介

1.2.1 基本原理及特点

1.2.2 CD-200CGA工业CT机的系统组成、基本作用及主要指标

1.3 本课题研究的目的、内容及现实意义

2 CD-200CGA型工业CT辐射安全防护机理与对策

2.1 辐射安全防护机理

2.1.1 γ射线产生的机理与物质的相互作用

2.1.2 电离辐射的生物效应

2.1.3 辐射安全防护的基本方法

2.2 CD-200CGA型工业CT辐射防护系统设计对策

2.2.1 辐射源源塔系统设计策略

2.2.2 辐射源源塔控制系统设计策略

3 CD-200CGA工业CT系统辐射源及防护设计

3.1 辐射源参数设计与应用

3.1.1 辐射源的确定及基本参数

3.1.2 辐射源的基本设计

3.2 源塔防护系统的结构设计及应用

3.2.1 源塔系统防护的基本要求

3.2.2 密封源装置设计

3.2.3 辐射源源塔防护设计与屏蔽计算

3.2.4 辐射源源塔屏蔽效果分析

3.3 辐射源主机室防护设计与施工

3.3.1 射线主机室屏蔽墙的设计

3.3.2 防护门及迷路的设计

3.3.3 射线主机室通风防护装置的设计

3.4 CD-200CGA工业CT辐射水平环境评价

3.4.1 辐射对环境影响问题的提出

3.4.2 CD-200CGA工业CT对环境辐射剂量的理论水平

3.4.3 辐射场的实际测量结果分析

3.4.4 辐射水平环境评价

4 CD-200CGA工业CT辐射源源塔控制系统的安全设计

4.1 源塔安全控制系统的设计要求

4.2 源塔控制的基本设计方案

4.2.1 源塔控制系统的组成

4.2.2 平移运动的控制

4.2.3 安全连锁控制方法

4.2.4 源塔运行状态指示与监测

4.3 源塔安全控制的实现方法

4.3.1 源塔UPS电源控制方法

4.3.2 源塔控制系统的电源监控

4.3.3 开源控制的安全设计

4.3.4 关源控制的安全设计

4.3.5 安全连锁辅助系统设计

4.4 源塔控制系统的可靠性与抗干扰设计

4.4.1 提高硬件可靠性措施

4.4.2 软件可靠性设计

4.5 源塔安全控制系统的硬件设计

4.5.1 PLC选型及参数设计

4.5.2 步行电机选型及参数设计

4.6 源塔安全控制的软件设计

4.6.1 CD-200CGA源塔控制程序模块设计

4.6.2 源塔控制程序主要流程图设计

5 γ射线工业CT靶场应用与辐射管理

5.1 工业CT靶场应用技术探讨

5.1.1 用于引信结构的自动识别检测

5.1.2 工业CT在高科技武器弹药零部件质量检测上的应用

5.1.3 无损检测在弹药、火工品销毁工作中的应用

5.1.4 依靠无损检测技术对靶场某些试验项目进行试验分析

5.1.5 在火工品等产品逆向制造、内部特征三维重建中的应用

5.1.6 在装备可靠性检测、维修保障工作中的应用

5.1.7 靶场无损检测技术应用结果分析

5.2 CD-200CGA工业CT辐射安全管理

5.2.1 辐射源操作安全注意事项

5.2.2 辐射防护的应急预案

5.2.3 弹药无损检测中心技术安全守则

5.3 靶场工业CT系统故障分析与预防

5.3.1 工业CT系统主要故障分析

5.3.2 工业CT系统故障预测分析方法

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 后续研究工作的展望

致谢

参考文献

附录: A. 程序流程图

附录: B. 攻读硕士学位期间参加的科研项目及获奖情况