屏蔽计算
14 屏蔽计算
X
： 有屏蔽材料的照射率 X
照射量积累因子
0
：没有屏蔽材料的照射量率
B ：
d ：所加屏蔽材料的厚度的射线平均自路程个数
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0降低到拟达到的水平 X 用k代表为把原有的照射量 X
所需要的减弱倍数.则：
X0 1 k d X B e
根据上式可计算出所需要屏蔽层的厚度d
2.5 E 20兆电子伏
β射线在各种材料中的射程
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γ射线屏蔽
γ射线在物质中被吸收的特点，是服从于指数 减弱规律的。 γ射线屏蔽体厚度的计算方法，常用的有三种， 即减弱倍数法、减弱因子法和半值层厚度法。
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1、减弱倍数法
若用照射量率来描述γ辐射场的强弱：
X B X 0 e d
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[例]某医院放射性同位素室分装碘-13l样品， 瓶内放射性活度约2Ci(7.4×1010Bq)，操作者 在离样品1米处采用远距离操作。要使人所在 位置的照射量率小于2.5毫伦／时，问对样品 需加多厚的铅防护屏蔽套? 解：不加屏蔽套时1米处的照射量率为：
因此，所需的减弱倍数为：
K
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各种放射性核素的γ射线穿过 密度为18.9克/厘米3的铀所 引起的宽束透射
3、半值层法
用半值层法求所需屏蔽材料的厚度，也是辐射 防护惯用的一种方法。这种方法所得结果的精 确程度不如上述二种方法的高。 半值层数目n与减弱倍数K的关系为：K＝2n。 查表知n从l到l0的K-n关系。知道了半值层数目 和半值层厚度，就可以用它的乘积求出所需屏 蔽的总厚度。
辐射防护方法
屏蔽系数计算
屏蔽系数计算斯莱脱规则：a．原子中的电子分若干个轨道组中：(1s)(2s,2p) (3s,3p)(3d) (4s,4p) (4d)(4f) (5s,5p),每个圆括号形成一个轨道组；b．一个轨道组外面的轨道上电子对内轨道组上的电子的屏蔽系数s= 0,即屏蔽作用发生在内层电子对外层电子或同层电子之间,外层电子对内层电子没有屏蔽作用.c．同一轨道组内电子间屏蔽系数s= 0.35,1s轨道上的2个电子之间的s= 0.30；d．被屏蔽电子为ns或np时,主量子数为(n-1) 的各电子对ns或np轨道组上电子的屏蔽常数s= 0.85,而小于(n -1) 的各电子,对其屏蔽常数s= 1.00.e．被屏蔽电子为nd或nf轨道组上的电子时,则位于它左边各轨道组上的电子对其屏蔽常数s= 1.00Sample Exercise：计算铁原子中①1s,② 2s或2p,③3s或3p,④3d,⑤ 4s上一个电子的屏蔽常数s值和有效核电荷数Zi.Solution：对于1s上一个电子：s= 1´0.30= 0.30,Z* = 26-0.30 = 25.7对于2s或2p上一个电子：s= 7´0.35+ 2´0.85= 4.15,Z* = 26-4.15 = 21.85对于3s或3p上一个电子：s= 7´0.35+ 8´0.85+ 2´1.00= 11.25,Z*= Z -s= 26 -11.25 = 14.75对于3d上一个电子：s= 5´0.35+ 18´1.00= 19.75,Z* = 26-19.75 = 6.25对于4s上一个电子：s= 1´0.35+ 14´0.85+ 10´1.00= 22.25,Z*= 26 -22.25 = 3.75然后代入E= -13.6Z/n2 (eV),可以计算出多电子原子中各能级的近似能量.。
电缆屏蔽计算公式
电缆屏蔽计算公式
电缆屏蔽计算公式是一种用于计算电缆屏蔽效果的方法。
在电缆传输中，电缆外部的干扰会对信号的传输质量产生不良影响，因此需要通过屏蔽来保护电缆，减少干扰的影响。
电缆的屏蔽效果可以通过屏蔽系数来描述，屏蔽系数越高，表示屏蔽效果越好。
屏蔽因子=(1+4πσ/ωε)^-1
其中，σ为屏蔽材料的导电率，ω为工作频率，ε为电缆绝缘材料的介电常数。
屏蔽因子越高，表示外屏蔽的效果越好。
电缆的内屏蔽采用铜丝编织、铜箔、铝箔等方式，其屏蔽效果可以通过衰减因子来描述。
根据电场理论，内屏蔽的衰减因子与屏蔽材料的传导率、电缆内径、屏蔽厚度等因素有关。
具体计算公式如下：
衰减因子=(1+4πσ/ωε)^-1
其中，σ为屏蔽材料的导电率，ω为工作频率，ε为电缆绝缘材料的介电常数。
衰减因子越高，表示内屏蔽的效果越好。
在实际应用中，电缆常常同时具有外屏蔽和内屏蔽，屏蔽效果由两者共同决定。
总屏蔽效果可以通过屏蔽系数来描述，屏蔽系数被定义为外屏蔽因子与内屏蔽因子的乘积。
具体计算公式如下：
屏蔽系数=外屏蔽因子×内屏蔽因子
屏蔽系数越高，表示总屏蔽的效果越好。
需要注意的是，以上公式是根据理论推导得出的近似公式，实际应用中还需要考虑电缆的具体结构、工作环境等因素，以及各种因素之间的相互影响。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行修正和调整，确保计
算结果的准确性。
此外，还需要结合实测数据进行验证，以保证计算结果的可靠性。
schelkunoff电磁屏蔽公式
Schelkunoff电磁屏蔽公式用于计算金属板的屏蔽效能（SE），其表达式为SE = A1 + A2 + A3。
Schelkunoff电磁屏蔽公式是基于传输线理论得出的，它适用于薄的、无限大的金属平面屏蔽板，且入射波为垂直入射的横电磁波的情况。
在这个公式中，SE表示屏蔽效能，单位是分贝（dB），而A1、A2和A3分别代表屏蔽材料的吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗。
具体来说：
1. A1（吸收损耗）：是指电磁波通过屏蔽材料时，由于材料的导电性而产生的能量损耗。
2. A2（反射损耗）：是指电磁波在遇到屏蔽材料表面时，由于阻抗不匹配而产生的反射损耗。
3. A3（多次反射损耗）：是指在屏蔽材料内部，由于电磁波的多次反射和透射而产生的额外损耗。
屏蔽效能的计算
近场高频磁场，应采用高导电率金属，因频率较高时，磁 损将增加，高磁导率材料的屏蔽效果并不理想。
远场电磁屏蔽应采用高导电率金属并良好接地。
实践表明，低频磁场是在线监测中最难屏蔽的，主要因为，
为解决强磁场下，屏蔽材料的磁饱和问题，可采用双 层屏蔽。
H0
H1
H2
低导磁率 高饱和强度材料
高导磁率 低饱和强度材料
另一种较常用的复合屏蔽，是在高导磁材料表面涂覆 高导电材料。
这种屏蔽材料对高频和低频电磁干扰都有比较理想 的屏蔽效能。
硅钢 铜 镍
§ 6.1.3 孔缝屏蔽
屏蔽效能的计算，通常认为屏蔽体是一个完全封闭的金 属壳。但实际上任何屏蔽箱体都存在必要的穿孔和缝隙。
L
L1
CY1
CX
CY2
E
NE
L2
(a) 电源滤波器外观
(b) 等效电路
1. 插入损耗
金属板的综合屏蔽效能可表示为：
SE = A + R + B (dB)
（6-3）
A — 吸收损耗；R — 反射损耗； B — 多重反射修正因子。
1. 吸收系数 A
A 0.131t frr (dB)
（6-4）
t — 金属板厚度(mm)； f—辐射频率； r—金属板相对导磁率； r—金属板相对导电率。
为了避免走线引入附加电感，连接旁路和去耦电容器 的引线要尽量短直。
§ 6.2.3 电源滤波器
由于在现场，电源是许多设备公用的，同时公共电源通常也无屏蔽 措施。所以在线监测设备的电源线是引入传导干扰的主要来源。
电磁屏蔽技术
靠近辐射源
r = 30 m
磁场 r = 1 m
靠近辐射源
综合屏蔽效能 (0.5mm铝板)
150
250
平面波
0
0.1k 1k 10k 100k 1M 10M
高频时 电磁波种类 的影响很小
电场波 r = 0.5 m
磁场波 r = 0.5 m
电源线
缝隙
远场区孔洞的屏蔽效能
L
L
SE = 100 – 20lgL – 20lg f + 20lg（1 + 2.3lg(L/H)) = 0 dB 若 L / 2
H
孔洞在近场区的屏蔽效能
若ZC （7.9/Df）：（说明是电场源） SE = 48 + 20lg ZC – 20lg L f + 20lg ( 1 + 2.3lg (L/H) ) 若ZC （7.9/Df）：（说明是磁场源） SE = 20lg ( D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ) （注意：对于磁场源，屏效与频率无关！）
r 103
磁导率随场强的变化
磁通密度 B
磁场强度 H
饱和
起始磁导率
最大磁导率
= B / H
强磁场的屏蔽
高导磁率材料：饱和
低导磁率材料：屏效不够
低导磁率材料
高导磁率材料
加工的影响
20
40
60
80
100
10 100 1k 10k
跌落前
跌落后
良好电磁屏蔽的关键因素
屏蔽体 导电连续
没有穿过屏 蔽体的导体
屏蔽效能高的屏蔽体
不要忘记： 选择适当的屏蔽材料
你知道吗： 与屏蔽体接地与否无关
屏蔽常数的计算方法
屏蔽常数是指在电学、电磁学和信号处理等领域中，表示物体对电磁波的吸收、反射和透射的能力的一个量。
屏蔽常数的计算方法通常包括以下几种方法：
相对导体吸收率法：这种方法通过测量物体相对于空气的导体吸收率（SAR）来计算屏蔽常数。
公式为：
屏蔽常数= SAR / （2πfμ0μr）
其中，SAR是物体相对于空气的导体吸收率，f是电磁波的频率，μ0是真空中的磁导率。
傅里叶变换法：这种方法通过对电磁场在物体内部进行傅里叶变换，然后通过对变换后的电磁场进行分析来计算屏蔽常数。
时域有限差分法：这种方法通过对电磁场在物体周围进行时域有限差分来计算屏蔽常数。
屏蔽常数的计算方法还有其他的方法，但以上是常用的几种方法。
屏蔽常数的计算方法的选择取决于测量的电磁场的频率和物体的特性，应根据具体情况进行选择。
屏蔽计算资料
屏蔽计算资料: 一、X射线探伤机房4.4屏蔽设计的核实与评价4.4.1评价方法4.4.1.1屏蔽评价原则（1）根据国家标准规定，对源的设计、建造和运行中留有足够的安全裕量，以确保可靠的正常运行。
（2）在对四周墙体、天花板的屏蔽厚度计算时，对泄漏X射线的能量，按原初辐射能量计算；对散射X射线，四周墙体（包括防护门）按有用线束90°散射计算，对天花板取90°散射X射线计算。
（3）同一屏蔽体按泄漏辐射和散射辐射分别计算屏蔽厚度，若两者的厚度相差不到一个1/10值衰减层厚度时，则在其中较厚的一个厚度上再加一个半值层厚度。
4.4.1.2辐射屏蔽的计算方法（1）原初X射线屏蔽计算（主防护体的屏蔽厚度计算）按下式计算最大允许透射量B pp 2B=H×dW×T×U（1）式中：B p——屏蔽墙最大允许透射量，mSv·m*m·mA-1·min-1;H——周剂量约束值，mSv·wk-1;d——焦点至计算点的距离，m；W——周工作负荷，mA·min·wk-1；U——使用因子；T——居留因子。
计算出B p后，取负对数（-logB p），得出相应1/10值(TVT)层厚度个数N TVT，查相应能量的X射线在混凝土和铅的1/10值层厚度，可计算原初X射线屏蔽厚度。
《放射物理与防护》（2）散射X射线屏蔽计算（副防护体屏蔽厚度计算）散射X 射线的透射量B s 按下式计算： B s =H ·(d 1d 2)2/(αWAT) （2）式中 ：B s ——屏蔽墙最大允许透射量，mSv ·mA -1·min -1; H ——周剂量约束值，mSv ·wk -1;d 1——电子靶到散射表面的最近距离，m ； d 2——散射点至计算点的距离，m ； α——反散射因子， 90°散射角可取0.07%； A ——散射表面面积，m 2;W 、T 、H 的含义与公式（1）相同。
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1.单向覆盖系数的计算
编织密度单向覆盖系数金属丝直径每锭根数
编织节距锭子总数屏蔽层直径线芯直径K%Kf d n L m D D 0830.58910.1561716.00 5.60 5.30 3.1按编织角计算
金属丝重量
根数金属丝直径交叉系数编织角1/2锭数材料密度W Cu n d k SIN θa r 19.68120.10 1.020.6988.89
金属丝重量
根数金属丝直径交叉系数编织角1/2锭数材料密度W CCAM n d k SIN θa r 4.5340.13 1.020.698 3.63金属丝重量线芯直径金属丝直径交叉系数
材料密度W Cu D 0d k r 7.87 2.790.10 1.028.89金属丝重量线芯直径金属丝直径交叉系数
材料密度W CCAM D 0d k r 4.67 3.080.13 1.02 3.63
4.金属丝根数的计算
n=[3.14(D0+2d)*Kf*sin θ］／ad
金属丝根数线芯直径金属丝直径单向覆盖率
编织角1/2锭数n D 0d Kf 45.00a 4 2.550.100.550.718 5.扁型线芯金属丝根数的计算
n=[3.14(D0+2d)*Kf*sin θ］／ad 金属丝根数相当线芯直径金属丝直径单向覆盖率
编织角1/2锭数线芯周长绝缘外径
n Dx d Kf 45.00
a c d04 2.550.100.55
0.7188.02 1.56
二.SYV同轴电缆参数计算（GB/T14864-1993）
1.单向覆盖系数的计算
编织密度填充系数股宽度金属丝直径拼股数
编织节距锭子总数平均直径
K%Kt W dw N L n D 890.66120.960.12
816.816.00 5.12
2.编织密度
K=(2Kf+Kf 2)*100%
单向覆盖系数Kf 0.59 Kf=(mnd/2L)[1+(L/3.14D)2)1/2 W=3.14*d 2*a*n*k*r/2sin θ
3.2按单向覆盖系数计算
W=（D 0+2d）d*Kf*k*r*3.14*3.14/2
单向覆盖系数Kf 0.59一.RVVP屏蔽软电缆参数的计算（JB8734-1998)
Kf=(mnd/2L)[1+(L/3.14D)2)1/2 2.编织密度
K=(2Kf+Kf 2)*100%
3.金属丝重量的计算
平均周长
C 正切值θ正弦值17.59
0.77
44.02
0.69
纵包铝箔外径平均周长D3C θ4.8816.08
0.76
43.74
编织角编织角。