CHệễNG 1 KIẾN THỨC TỔNG QUÁT NDT
1.1. NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY (NDT)
1.1.7. Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (Radiographic testing-RT)
Một số ưu điểm của phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ là :
(1) Phương pháp này có thể được dùng để kiểm tra những vật liệu có diện tích lớn chỉ trong một lần.
(2) Phương pháp này hữu hiệu đối với tất cả các vật liệu.
(3) Phương pháp này có thể được dùng để kiểm tra sự sai hỏng bên trong cấu trúc vật liệu, sự lắp ráp sai các chi tiết, sự lệch hàng.
(4) Nó cho kết quả kiểm tra lưu trữ được lâu.
(5) Có các thiết bị để kiểm tra chất lượng phim chụp bức xạ.
(6) Quá trình giải đoán phim được thực hiện trong những điều kiện rất tiện nghi.
Những hạn chế của phương pháp này là :
(1) Chùm bức xạ tia X hoặc tia gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.
(2) Phương pháp này không thể phát hiện được các khuyết tật dạng phẳng một cách dễ dàng.
(3) Cần phải tiếp xúc được cả hai mặt của vật thể kiểm tra.
(4) Bị giới hạn về bề dày kiểm tra.
(5) Có một số vị trí trong một số chi tiết không thể chụp được do cấu tạo hình học.
(6) Độ nhạy kiểm tra giảm theo bề dày của vật thể kiểm tra.
(7) Phương pháp này đắt tiền.
(8) Phương pháp này không dễ tự động hóa.
(9) Người thực hiện phương pháp này cần có nhiều kinh nghiệm trong việc giải đoán ảnh chụp trên phim.
Hình 1.7 – Cách bố trí cho phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ.
1.1.7.1. An toàn bức xạ cho nhân viên và bảo vệ chống bức xạ :
Bức xạ hạt nhân làm tổn hại đến các tế bào sống. Sự hủy diệt các tế bào mà bức xạ gây ra càng trở nờn nguy hiểm hơnù khi cỏc giỏc quan của con người khụng cú khả năng nhận biết được ngay cả những liều bức xạ gây nên chết người. Liều bức xạ hấp thụ bởi cơ thể con người được biểu diễn bằng đơn vị miliSilvert - mSv (1mSv = 100 rem =1 J/kg) liều này có tính đến các hiệu ứng sinh học của các loại bức xạ khác nhau như : các hạt , các tia , tia X và neutrons.v.v… Tác động đầu tiên của quá trình chiếu xạ làõ hủy diệt các tế bào mà chúng là thành phần chủ yếu của cơ thể sống. Những hiệu ứng của bức xạ có
Điểm hội tụ
Màn chắn chuẩn trực Anode
Vật thể kiểm tra Khuyết tật
Phim tia X
CHệễNG 1 12
thể xảy ra là các loại hiệu ứng tất nhiên, ngẫu nhiên, sớm hay muộn, loại di truyền hay xoâ-ma.
Những hiệu ứng xô-ma phụ thuộc vào ba yếu tố chính sau đây :
(a) tố đầu tiên là suất liều chiếu. Các tế bào bắt đầu bị tổn thương ngay sau khi bị chiếu xạ. Cơ thể sẽ không bị tổn thương và không bị thay đổi bệnh lý khi sự chiếu xạ xảy ra riêng lẻ không liên tục. Tuy nhiên, cùng một lượng bức xạ như trên mà chiếu đồng thời trong một lần sẽ tạo ra nhiều phản ứng xấu trong cơ thể.
(b) Yếu tố thứ hai là phạm vi và phần bị chiếu xạ của cơ thể. Chúng ta biết rằng có những tế bào nhạy cảm với bức xạ hơn so với những tế bào khác. Do đó tất cả những hiệu ứng bức xạ sẽ phụ thuộc vào phạm vi và phần bị chiếu xạ trong cơ thể.
(c) Yếu tố quan trọng thứ ba là tuổi của các cá nhân bị chiếu xạ, những người đang ở trong giai đoạn phát triển thì các tế bào đang trong giai đoạn sinh sôi và hầu hết các tế bào trong cơ thể đang trong quá trình phân chia vì thế nó nhạy cảm với bức xạ. Vì vậy với một liều chiếu cho trước đối với những người trẻ tuổi được xem như nguy hiểm hơn so với một người lớn tuổi.
Những hiệu ứng soma có thể xảy ra tức thời hoặc trễ hơn. Những hiệu ứng tức thời sẽ xảy ra khi mà cơ thể bị chiếu xạ ở dải các liều chiếu khác nhau được tổng kết ở dưới ủaõy.
0 – 0,25 Sv : Không biểu lộ sự tác hại và không gây ra những ảnh hưởng cho cơ thể. Đối với liều chiếu bức xạ lên toàn bộ cơ thể vượt quá 0,15 Sv sẽ làm tăng tần số của nhiễm sắc thể được quan sát ở ngoại biên của bạch cầu.
0,5 – 1 Sv : Có một vài thay đổi thành phần trong máu chẳng hạn như sự suy giảm bạch cầu neutrophils cùng với sự hồi phục muộn. Hiệu ứng muộn có thể tồn tại trong một thời gian ngắn nhưng không gây ra triệu chứng nào cho cơ thể.
1 – 2 Sv : Mức độ nhẹ của ARS (triệu chứng bức xạ cấp tính). Gây ra buồn nôn, mệt mỏi, chóng mặt (choáng váng). 10 – 50% trường hợp người bị chiếu xạ nôn mửa trong vòng 24 giờ và nó sẽ xuất hiện 2 giờ sau khi bị chiếu hoặc trễ hơn.
Thời gian ủ bệnh khoảng 3 – 4 tuần. Sau thời gian này, triệu chứng lâm sàng xuất hiện dưới nhiều hình thức nhưng không gây ra sự ốm yếu tàn tật.
2 – 4 Sv: Mức độ vừa phải của ARS (triệu chứng bức xạ cấp tính). Gây ra buồn nôn, mệt mỏi, chóng mặt (choáng váng), ăn mất ngon. 70 – 90% người bị chiếu xạ nôn mữa trong vòng 2 giờ. Chu kỳ sau đó 2 – 3 tuần mà ở đây nạn nhân có vẽ như đỡ hơn và bình phục trở lại. Chu kỳ nguy kịch tiếp theo là cùng với sự rụng tóc và lông là ăn không ngon, thường là rất yếu kèm theo sốt, chứng viêm miệng và viêm họng, bệnh tiêu chảy, chảy máu mũi. Khả năng chết do sự lây nhiễm độc có thể xảy ra trong khoảng 0 – 50% các cá nhân bị chiếu nếu trong vòng 2 tháng không được điều trị thích hợp với các loại thuốc kháng sinh và thay thế các chất dịch trong cơ thể
4 – 6 Sv: Mức độ cao của ARS (triệu chứng bức xạ cấp tính). Gây ra buồn nôn, sức khoẻ yếu, ăn mất ngon, nôn mữa trong vòng 1 giờ với 100% những người rơi vào trường hợp này. Khoảng ít hơn 10% số người bị chiếu bị tiêu chảy nhẹ và sau đó 3 – 8 giờ thì toàn bộ số người bị chiếu xạ đều bị tiêu chảy. 50% số người bị chiếu bị nhức đầu trong vòng 4 đến 24 giờ. 80% trường hợp bị sốt trong vòng 1 đến 2 giờ. Số lượng bạch cầu bị giảm xuống khoảng 500 trong ngày thứ hai đến ngày thứ ba. Chu kỳ sau cùng 1 đến 2 tuần tiếp theo bệnh tình diển biến trầm trọng, sốt, lây nhiễm (viêm phổi), 50 đến 80% bệnh nhân bị chết trong vòng 2 tháng.
> 8 Sv Mức độ gây chết người của ARS (triệu chứng bức xạ cấp tính). Gây ra buồn nôn dữ dội, mệt mỏi, và nôn mữa trong vòng 10 phút tiếp theo là sốt và bị tiêu chảy mà không cần quá trình chuyển tiếp. Tỷ lệ sống sót rất ít và trong vòng 2 tuần thì 90 đến 100% những cá thể bị chiếu sẽ chết. Đối với tất cả những người nhận một liều chiếu > 15 Sv các đặc điểm của hệ thống dây thần kinh trung ương sẽ bị hủy diệt bởi các cơ bị sự co dãn, không chủ động được theo sau đó là sự hôn mê. Trong vòng hai ngày sẽ chết do máu không thể truyền lên não được và tim có thể bị vỡ.
Trong trường hợp liều chiếu dài hoặc thấp, bức xạ ion hoá có thể không gây ra hậu quả tức thời nhưng sẽ có một vài hiệu ứng muộn có thể xuất hiện sau một thời gian dài sau khi bị chiếu xạ. Những hiệu ứng này có thể là hiệu ứng tất nhiên muộn (gây ảnh hưởng đến sự sống) hoặc hiệu ứng ngẫu nhiên (bức xạ tạo ra các hiệu ứng gây ra ung thư hoặc di truyeàn).
Hiệu ứng di truyền có thể được giải thích theo cách sau đây. Trong thực tế những đặc điểm của những đứa trẻ sau này như là hình dáng, sức khoẻ, sức đề kháng bệnh tật, tính khí (khí chất).v.v…xuất phát từ cha mẹ của chúng. Điều này xảy ra do mỗi cha hoặc mẹ tạo nên các gen đặc thù (gen di truyền) trong quá trình sinh sản. Những gen này nằm trong những tế bào tinh trùng và trứng của cha mẹ sinh ra chúng. Bức xạ có thể gây nên đột biến và làm hư hỏng các gen. Tuy nhiên những hiệu ứng di truyền chưa bao giờ được tìm thấy ở những nhóm dân cư bị chiếu xạ (không người nào còn sống sót trong một cuộc chiến tranh bằng bom nguyên tử).
Theo kiến nghị của ủy ban quốc tế về an toàn và bảo vệ chống bức xạ (International Commission on Radiological Protection) (ICRP), liều giới hạn của bức xạ ion hoá theo sự hiểu biết ngày nay và sự đánh giá của những người có thẩm quyền trong ngành y tế thì đó là liều không gây ra sự tổn hại cho con người tại bất kỳ thời điểm nào trong cuộc sống và khả năng gây ra bệnh ung thư và những dị tật do di truyền là không đáng kể.
(1) Đối với những nhân viên làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ :
Theo bảng phụ lục II của IAEA về an toàn bức xạ phát hành số.115, thì những tiêu chuẩn và liều giới hạn sau được cho phép :
II – 5 : Liều chiếu nghề nghiệp cho bất cứ người nào làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ sẽ được điều chỉnh theo những giới hạn cho phép không được vượt quá :
CHệễNG 1 14
(a) Liều hiệu dụng 20 mSv trong một năm và lấy trung bình liên tục trong năm naêm.
(b) Liều hiệu dụng 50 mSv chỉ cho phép trong một năm đơn lẻ bất kỳ (c) Liều tương đương đối với thủy tinh thể của mắt 150 mSv trên một năm.
(d) Liều tương đương đối với các cẳng chân và tay hoặc da 500 mSv trên một naêm.
II – 6 : Đối với những người mới vào nghề có tuổi từ 16 đến 18 nếu được huấn luyện để làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ và đối với những sinh viên có tuổi từ 16 đến 18 nếu cần phải sử dụng các nguồn bức xạ trong khoá học để phục vụ cho các công việc nghiên cứu, thì liều chiếu nghề nghiệp cũng được điều chỉnh theo những giới hạn cho phép không vượt quá :
(a) Liều hiệu dụng 6 mSv trong một năm.
(b) Liều tương đương đối với thủy tinh thể của mắt 50 mSv trong một năm.
(c) Liều tương đương đối với các cẳng tay và chân hoặc da là 150 mSv trong một năm.
II –7 : Đối với trong những tình huống đặc biệt, những yêu cầu thay đổi tạm thời liều chiếu giới hạn được chấp nhận theo đúng với phụ lục I :
(a) Liều chiếu trung bình trong một thời gian được đề cập trong đoạn II – 5(a) có thể được ngoại suy đến 10 năm liên tiếp khi được qui định và điều chỉnh bởi những người có thẩm quyền, và liều hiệu dụng đối với bất kỳ người nào làm việc với bức xạ không được vượt quá 20 mSv trong một năm và được tính trung bình trong 10 năm và không vượt quá 50 mSv trong bất kỳ một năm nào, những tình huống này phải được xem xét khi liều tích lũy của bất kỳ nhân viên nào làm việc với bức xạ đạt đến 100 mSv trong thời kể treân.
(b) Liều giới hạn thay đổi tạm thời phải được quy định riêng bởi các nhà điều chỉnh có thẩm quyền nhưng phải không vượt quá 50 mSv trong bất kỳ một năm nào và thời gian thay đổi tạm thời phải không vượt quá 5 năm.
Liều chiếu nghề nghiệp đối với liều toàn thân trong 40 năm làm việc của một cá nhân là 1 Sv. Liều tích lũy tối đa đối với nhân viên làm việc với bức xạ có N tuổi được cho bởi công thức :
(N – 18) x 20 mSv. Điều này có nghĩa là không một người nào dưới 18 tuổi có th ể làm các công việc liên quan đến bức xạ.
Những nhân viên làm việc với bức xạ như những nhân viên chụp ảnh bức xạ tuỳ thuộc vào bức xạ ion hoá trong quá trình thực hiện công việc. Lượng bức xạ nhận được phụ thuộc vào những thông số và những điều kiện khác nhau như thời gian, khoảng cách, điều kiện che chắn và quy trình làm việc. Vì thế để đảm bảo an toàn cho người chụp ảnh bức xạ đó là điều quan trọng mà những người giám sát hoặc những người quản lý về an toàn và bảo vệ chống bức xạ phải liên tục theo dõi và ghi nhận lượng bức xạ mà mỗi
nhân viên chụp ảnh bức xạ nhận được. Những hoạt động như vậy được gọi là giám sát nhaân vieân.
Thông thường, mục đích chính trong việc giám sát nhân viên là để tin chắc rằng không vượt quá liều giới hạn cho phép, để liều chiếu giới hạn cho phép phân chia cho mỗi nhân viên chụp ảnh bức xạ, nhằm giúp cho các nhân viên y tế thực hiện phân tích trong trường hợp chiếu bất ngờ, nhằm cung cấp những thông tin về công việc thực hiện và liều tích luỹ của nhân viên. Một cách giám sát khác là vùng giám sát là môi trường xung quanh nhân viên chụp ảnh được giám sát. Điều này bao gồm kiểm tra thiết bị chứa các nguồn bức xạ và sửa đổi các quy trình chiếu. Những thiết bị giám sát bao gồm các dấu liều kế bằng phim, máy đo liều bỏ túi, các liều kế nhiệt phát quan g (TLD), còn vùng giám sát được đo bằng máy đo liều
(2) Đối với những người không làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ : Đối với những người và những thành viên không làm việc trong các ngành liên quan đến bức xạ bị chiếu bằng một liều chiếu ngoài, Liều giới hạn cho phép được đề cập ở trên nên cố gắng giảm đến mức có thể. Tiêu chuẩn và liều chiếu giới hạn ở mức cho phép được đưa ra trong phần phụ lục II của IAEA về an toàn bức xạ phát hành số.15 để phân loại nhân viên được cho dưới đây :
II – 8 : Liều chiếu trung bình của dân cư phải không được vượt quá những giới hạn sau ủaõy :
(a) Liều hiệu dụng là 1 mSv trong một năm.
(b) Trong những tình huống đặc biệt, một liều hiệu dụng 5 mSv trong một năm được chấp nhận nhưng liều chiếu trung bình trong 5 năm phải không được vượt quá 1 mSv trong một năm.
(c) Liều tương đương của thủy tinh thể của mắt là 15 mSV trong một năm.
(d) Liều tương đương của da là 50 mSv trong một năm.