射线检测第一章图
第一章射线检测的物理基础
第一章射线检测的物理基础1.1 原子与原子结构1.1.1 元素与原子世界上一切物质都是由元素构成的，迄今为止，已发现的元素有100多种，其中天然存在的有94种，人工制造的有十几种。
为便于表达和书写，每种元素都用一定的符号来表示，称作元素符号。
元素符号采用该元素拉丁文名称第一个字母的大写，或再附加一个小写字母。
例如，碳的元素符号是C，钴的元素符号是Co，铁的元素符号是Fe，等等。
原子是元素的具体存在，是体现元素性质的最小微粒。
在化学反应中，原子的种类和性质不会发生变化。
原子质量极其微小，例如氢原子质量为1.673×10-24克，以常用质量单位表示很不方便，因此物理学中采用“原子质量单位”，用符号“u”表示，即规定碳同位素的质量的1/12为1u，而原子量就是某元素的原子的平均质量相对于原子质量1/12的比值。
照此规定，氢元素的原子量为1，氧元素的原子量为16。
原子由一个原子核和若干个核外电子组成。
原子核带正电荷，位于原子中心，电子带负电，在原子核周围高速运动。
原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷相同，所以，整个原子呈电中性。
电子的质量极轻，为9.109×10-28克，等于氢原子质量的1/1837。
电子带有1个单位负电荷(1.602×10-19库仑)。
在原子中，原子核所带的正电荷数(简称核电荷数)与核外电子所带的负电荷数相等。
所以核外电子数就等于核电荷数。
不同元素的核电荷数不同，核外电子数也不同。
元素周期表中，元素的次序就是按核电荷数排列的，因此，周期表中的原子序数z等于核电荷数。
原子核仍然可以再分，试验证明，原子核是由两种更小的粒子即质子和中子组成的。
中子不带电，1个质子带1个单位正电荷，原子核中有几个质子，就有几个核电荷，因此得到以下关系：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数质子的质量为1.6726×10-24克，中子的质量为1.6749×10-24克，两者质量几乎相等。
II级培训射线检测物理基础
3 原子核结构 原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。原子核体积为原子半径的
万分之一，而质量且占原子质量的99%以上。所以原子是一个极其空旷的结构， 在射线与物质发生作用时给部分射线穿过物质而不与射线发生作用造成了可 能。
与原子核库仑场相互作用发生骤然减速时，由此伴随产生的辐射。 （3）X射线的波谱特点：由连续谱和标识谱两部分组成 连续谱：即波长连续变化，它的最短波长只与外加电压有关；
为什么会连续呢？ 标识谱：也叫特征谱，只与靶材料有关。
（4）连续谱最短波长的计算： 电子的动能E=eV 全部转化为电磁辐射的能量E=hν，则该辐射的波长λmin为：
• 同位素：质子数相同而中子数不同的各种原子互为同位素。 • 核素可分为稳定和不稳定的两类，不稳定的核素称为放射性核素。它能自发
地放出某些射线——α、β或γ射线，而变成另一种元素。 • 放射性核素可分为天然的和人工制造的两类。当前射线检测所用的γ射线源
均为人工放射性核素。
2 核外电子运动规律 原子理论的发展： A 道尔顿原子理论：原子是物质的最小单元，不可分割的。 B 汤姆逊原子理论：正电荷平均分布在整个原子中，而电子则平均分布在这些正
不同点： （1）产生方式不同，
X射线是高速电子轰击阳极靶产生的； γ射线是放射性核素衰变产生的。 （2）能量不同 X射线能量可调，取决于管电压； γ射线能量不可调，取决于源种类。 （3）强度不同， X射线强度决于管电压和管电流； γ射线强度随时间的推移按指数规律减弱。 （4）波谱不同 X射线波谱是连续谱； γ射线波谱是线状谱。
1.2 射线的种类和性质 1 X射线和γ射线的性质 相同点： （1）都是电磁波，在真空中以光速传播； （2）本身不带电，不受电场和磁场的影响； （3）在媒质界面上只能发生漫反射； （4）可以发生干涉和衍射现象； （5）不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质； （6）在物质作用过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用； （7）具有辐射效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。
RT2级大纲
特种设备无损检测Ⅱ级人员考核大纲（射线检测部分）第一章通用知识中的专业基础知识1 射线检测的物理基础1.1原子与原子结构1.1.1元素与原子（A）1.1.2核外电子运动规律（A）1.1.3原子核结构（A）1.2射线的种类和性质1.2.1 χ射线和γ射线的性质（B）1.2.2 χ射线产生及其特点（1）连续谱的产生和特点（B）（2）标识谱的产生和特点（A）1.2.3 γ射线的产生及其特点（B）1.2.4 射线的种类（A）1.3射线与物质的相互作用1.3.1光电效应（B）1.3.2康普顿效应（B）1.3.3电子对效应（A）1.3.4瑞利散射（A）1.3.5各种相互作用发生的相对概率（A）1.3.6窄束、单色射线的强度衰减规律（B）1.3.7宽束、多色射线的强度衰减规律（A）1.4射线照相法的原理与特点1.4.1射线照相法的原理（C）1.4.2射线照相法的特点（C）2 射线检测设备及器材2.1 χ射线机2.1.1 χ射线机的种类和特点（1）χ射线机的分类（B）（2）携带式χ射线机的技术进展（A）2.1.2 χ射线管（1）结构和种类：普通χ射线管、金属陶瓷管（B）特殊用途管（A）（2）技术性能①阴极特性和阳极特性（B）②管电压（B）③焦点（B）④辐射场的分布（B）⑤真空度（A）⑥寿命（C）2.1.3高压发生电路（1）半波整流电路（B）（2）全波整流电路（A）（3）倍压整流电路（A）（4）全波倍压恒直流电路（A）2.1.4 χ射线机的基本结构（B）2.1.5 χ射线机的主要技术条件（A）2.1.6 χ射线机的使用、维护和修理（1）χ射线机操作程序（C）（2）χ射线机的使用注意事项（C）（3）χ射线机的维护和保养（C）（4）χ射线机的常见故障（A）2.2 γ射线机2.2.1 γ射线源的主要特性参数（A）2.2.2 γ射线探伤设备的特点（B）2.2.3 γ射线探伤设备的分类与结构（A）2.2.4 γ射线探伤机的操作（B）2.2.5 γ射线探伤设备的维护和故障排除（B）2.3射线照相胶片2.3.1射线照相胶片的构造与特点（B）2.3.2感光原理及潜影的形成（A）2.3.3底片黑度（C）2.3.4射线胶片的特性（1）特性曲线（C）（2）特性参数（B）2.3.5卤化银粒度对胶片性能的影响（A）2.3.6胶片的光谱感光度（A）2.3.7工业射线胶片系统的分类（B）2.3.8胶片的使用与保管（C）2.4射线照相辅助设备器材2.4.1黑度计（光密度计）（B）2.4.2增感屏（C）2.4.3像质计（C）2.4.4其他照相辅助设备器材（C）3 射线照相灵敏度的影响因素3.1射线照相灵敏度的影响因素3.1.1 概述（A）3.1.2射线照相对比度（1）对比度公式的推导（A）（2）对比度的影响因素①影响主因对比度的因素（B）②影响胶片对比度的因素（A）3.1.3射线照相清晰度（1）几何不清晰度Ug（C）（2）固有不清晰度Ui（B）3.1.4射线照相颗粒度（B）3.2 灵敏度和缺陷检出的有关研究（1）最小可见对比度△Dmi n（A）（2）射线底片黑度与灵敏度（A）（3）几何因素对小缺陷对比度的影响（A）4 射线透照工艺4.1透照工艺条件的选择4.1.1射线源和能量的选择（1）射线源的选择（A）（2）χ射线能量的选择（B）4.1.2焦距的选择（1）焦距与射线照相灵敏度的关系（C）；（2）焦距与被检工件的几何形状及透照方式的关系（B）（3）焦距与总不清晰度的关系（A）4.1.3曝光量的选择和修正（1）曝光量的推荐值（C）（2）互易律、平方反比定律和曝光因子（C）（3）曝光量的修正计算①利用曝光因子的曝光量修正计算（C）②利用胶片特性曲线的曝光量修正计算（A）4.2透照方式的选择和一次透照长度的计算4.2.1透照方式的选择（C）4.2.2一次透照长度的计算（1）透照厚度比K值与一次透照长度的关系（C）（2）直缝透照一次长度的计算（C）（3）环缝单壁外透法一次长度的计算（C）（此要求宜针对图表法而非公式法）（4）环缝单壁内透法一次长度的计算（C）（此要求宜针对图表法而非公式法）（5）环缝双壁单影法一次长度的计算（C）（此要求宜针对图表法而非公式法）4.3曝光曲线的制作及应用4.3.1曝光曲线的构成和使用条件（C）4.3.2曝光曲线的制作（C）4.3.3曝光曲线的使用（C）4.4散射线的控制4.4.1散射线的来源和分类（B）4.4.2散射比的影响因素（A）4.4.3散射线的控制措施（1）选择合适的射线能量（B）（2）使用铅箔增感屏（B）（3）散射线的专门控制措施：背防护铅板、铅罩和光阑、厚度补偿物、滤板、修磨试件（B）4.5焊缝透照常规工艺4.5.1透照工艺的分类和内容（B）4.5.2焊缝透照专用工艺卡示例（B）4.5.3焊缝透照的基本操作（C）4.6射线透照技术和工艺研究4.6.1大厚度比试件的透照技术（B）4.6.2安放式接管管座焊缝的射线照相技术要点（B）4.6.3管子—管板角焊缝的射线照相技术要点（B）4.6.4小径薄壁管透照技术与工艺（1）透照布置（B）（2）厚度变化分析（A）（3）透照次数计算（B）（4）像质要求（B）4.6.4球罐γ射线全景曝光工艺（设备和器材选择、工艺程序、曝光时间的计算、及措施布置、注意事项、安全管理）（B）5.暗室处理技术5.1暗室基本知识5.1.1暗室布置及对工作质量的影响（B）5.1.2暗室设备器材使用知识（B）5.1.3配液注意事项（B）5.1.4胶片处理程序和操作要点（B）5.1.5胶片处理的药液配方（A）5.1.6控制使用单位的胶片处理条件的方法（B）5.2暗室处理技术5.2.1显影（1）显影液的组成及作用（B）（2）影响显影的因素（B）（3）显影的基本原理（A）5.2.2停显（1）组成及作用（B）（2）基本原理（A）5.2.3定影（1）定影液的组成及作用（B）（2）影响定影的因素（B）；（3）定影的化学知识（A）5.2.4水洗和干燥（B）5.3 自动洗片机（A）6 射线照相底片的评定6.1评片工作的基本要求6.1.1底片的质量要求（C）6.1.2环境、设备条件要求（C）6.1.3人员条件要求（C）6.1.4与评片基本要求相关的知识（A）6.2评片基本知识6.2.1管片的基本操作（B）6.2.2投影的基本概念（B）6.2.3焊接的基本知识（A）6.2.4焊接缺陷的危害性及分类（A）6.3底片影像分析6.3.1焊接缺陷影像（B）6.3.2常见伪缺陷影像及识别方法（B）6.3.3表面几何影像的识别（B）6.3.4底片影像分析要点（B）6.4焊接接头的质量等级评定6.4.1焊接接头质量分级规定评说（B）6.4.2射线照相检验的记录与报告（B）。
(完整版)射线检测计算题解.pptx
119(天)
14
解2：设I 1、I 2分别为14天前距源200cm和192cm处的照射率；
I3为14天后距源192cm处的照射率。
I2 I1
（
F1 F2
）2
I
2
I（1
F1 F2
）2
又I3 I2
N
N0
e T
I3
I 2e T
据题意：I 3 I 1
故：I 3
I
2e
T ＝I（1
F1 F2
）2 ge
2.59
T nTh 2.59 0.58 1.4（9 cm）＝14.9mm
12
1.16 设有一辐射单一波长γ射线的同位素源， 某时在离源200mm处测得其照射率。14天后同一时 刻在离源192mm处测出其照射率与前相同。问此源
半衰期为多少？
T1/ 2 =
0.693
N
N 0e T
I
=
I0 2n
T
I1
e T＝（ F1 ）2＝（200 ）2＝1.085
F2
192
＝
ln
1.085 ＝
T
0.082
14
0.0058（3 天）－1
T1、2＝
0.693
＝
0.693 0.00583
＝11（9 天）
15
1.18 用X射线透照母材厚度30mm，焊缝余高 4mm的试件，若射线质不因厚度而异，吸收系数均 为0.693cm-1，求半价层厚度和射线贯穿工件后母材 部位和焊缝部位的射线强度之比。（已知X射线的 散射比对于母材和焊缝分别为2.5和3）。
N
=
N0 2n
↔
N
=
N 0e -λt
第一章X射线衍射基础
γ射线
Ｘ射线
UV
IR
可见光
微波
无线电波
１０－１５
１０－１０
１０－５
１００
波长（ｍ）
１０５
X射线的产生
X射线管有多种不同的类型，目前小功率的都使用封 闭式电子X射线管，而大功率X射线机则使用旋转阳极 靶的X射线管。
＋
-
1.2.3 X射线产生的条件
X射线产生的条件
能够提供足够供衍射实验使用的X射线，目前都是以阴极 射线（即高速度的电子流轰击金属靶）的方式获得的， 所以要获得X射线必须具备如下条件：
I=I0e-μlx 式中μl称之为线吸收系数，它相应于单位厚度的该种物体对X射
线的吸收，对于一定波长的X射线和一定的吸收体而言为常数。 但它与吸收体的原子序数Z、吸收体的密度及X射线波长λ有关， 实验证明，μl与吸收体的密度ρ成正比，即：
μl=μmρ 这里μm称为质量吸收系数，它只与吸收体的原子序数Z以及X射
本节的主要内容是由波的干涉加强的条件出发，推导出衍射线的方 向与点阵参数、点阵相对于入射线的方位及X射线波长之间的关系， 这种关系具体表现为劳厄方程式和布拉格方程式。
一、 劳厄方程式
为了求出X射线在晶体中的衍射方向，我们先求出一条行列对X射线的衍射 所遵循的方程式，设有一条行列I-Iˊ：
图中之点皆代表晶体结构中相当的质点的中心，其结点间距为a，入射X射 线S0与此行列的交角为0，波长为，假定在S1方向有衍射线，它与行列的 交角为h。
1. 相干散射
2. 非相干散射
3. 二次特征辐射（荧光辐射）
真吸收
俄歇效应Biblioteka 光电效应X射线与物质的相互作用
4. X射线的衰减
当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度 会减弱，这种现象称为X射线的衰减。
X射线分析-1 X射线的性质
X射线衍射方法是当今研究物质微观结构 的主要方法。
9
第一章. X射线的性质
（3） 穿透性质 X射线可以穿透由较轻元素组成的物质。 在X射线穿透物质的过程中，有一部分会被物质
吸收。吸收的程度与物质的组成、密度和厚度有关。
λKα = （2λKα1 +λKα2 ）／3 至于Kβ射线，因其波长差异较大，必须设 法去掉和消弱其强度。
28
第一章. X射线的性质 典型的X射线谱 （含连续谱和特征谱）
29
第一章. X射线的性质
几种常用阳极靶材料的特征谱参数
30
第一章. X射线的性质
X射线波长与阳极材料的关系
式中 λ —— 某线系(α、β)的特征射线的波长 Z－－原子序数 K， —— 为给定的线系的常数。
当外来电子将 K层 的一个电子击出后，这时 原子就处于高能的不稳定状态(激发态)，必然 自发地向稳定态过渡。此时位于较外层较高能 量的 L层 电子可以跃迁到K层。
22
第一章. X射线的性质
3 X射线的产生 （8）
23
第一章. X射线的性质
在跃迁的过程中，前后存在能量差异，其差异即 等于 K层 与 L层 的能级差，
39
第一章. X射线的性质
40
第一章. X射线的性质
除此之外，X射线穿透物质时还有热效应， 产生热能。
我们将光电效应，俄歇效应和热效应所消 耗的那部分入射X射线能量称为物质对X射线的 真吸收。可见，由于散射和真吸收过程的存在 （主要是真吸收），与物质作用后入射X射线 的能量强度将被衰减。
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第一章. X射线的性质
λ = h c / ＝ h c / eV
RT2理论知识 第1章 射线检测的物理基础
射线向四周辐射。
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1. <10KeV
光电效应为主
2. 2. 10～100KeV KeV↑，光电↓
3. >100KeV
康普顿为主
4. 1Mev
康普顿几率最大
5. >1Mev
KeV↑，康普顿↓，电子对↑
6. 10Mev
康普顿几率与电子对几率相同
7. >10Mev
以电子对为主
1.3.5 各种相互作用发生的相互概率
各种不同效应对射线照相量的影响
1.2.3 γ射线的产生及其特点
1.2.3 γ射线的产生及其特点
1.3 射线与物质的相互作用
1.吸收与散射； 2.射线与物质的作用形式； 3.强度衰减规律
1.3 射线与物质的相互作用
1.3.1 光电效应
光电效应的发生概率随光子能量增大而减小，随原子序数Z增大而增大。
1.3.2 康普顿效应
1.3.5 各种相互作用发生的相互概率
三种效应的发生概率与入射光子的能量和原子序数有关：
1.对于低能量射线、高原子序数物质，光电效应占优势； 2.对于中等能量射线、低原子序数物质，康普顿效应占优势； 3.对于高能量射线、高原子序数物质，电子对效应占优势；
1.3.5 各种相互作用发生的相互概率
射线在钢中各种效应的发生几率
原子核的构成 原子核由更小的两种粒子：质子和中子
射线检测1级题库4栏
第一章射线检测的物理基础1.( ○ )X射线和γ射线都是高能光子流，不带电荷，不受电场和磁场的影响。
2.( ○ ) X、γ射线是电磁辐射；中子射线是粒子辐射。
3.( ○ )X射线和γ射线的主要区别是：X射线是韧致辐射的产物，而γ射线是放射性同位素原子核衰变的产物；X射线是连续谱，γ射线是线状谱。
4.( ³ )α射线和β射线一般不用于工业无损检测，主要是因为这两种射线对人体的辐射伤害太大。
5.( ○ )γ射线能量用“平均能量”来度量； X射线能量用“管电压峰值”来度量。
6.( ○ )连续X射线的能量与管电压有关，与管电流无关。
7.( ³ )连续X射线的强度与管电流有关，与管电压无关。
8.( ³ )在X射线检测中，标识谱起主要作用。
9.( ○ )X射线的强度可通过改变管电流、管电压来调节。
10.( ³ )X射线管的转换效率与管电压、管电流和靶的原子序数成正比。
11.( ○ )由于X射线管的转换效率很低，输入的能量绝大部分转换成了热能，因此X射线管必须有良好的冷却装置。
12.( ○ )最主要的放射性衰变有：α衰变、β衰变和γ衰变。
13.( ○ )放射性同位素的强度衰减至其原值一半所需的时间，称为半衰期。
当γ射线经过3个半衰期后，其强度仅剩下初始值的1/8 。
14.( ○ )工业检测用的放射性同位素，有的是在核反应堆中通过中子照射激活的，也有的是核裂变的产物。
目前射线检测所用的同位素均为人工放射性同位素。
15.( ○ )射线的线质越硬，其光子能量越大，波长越短，穿透力越强。
16.( ³ )射线的线质越软，其光子能量越小，波长越长，衰减系数越大，半价层越大。
17.( ○ )射线通过物质时，会与物质发生相互作用而强度减弱，导致强度减弱的原因可分为吸收与散射两类。
18.( ○ )射线在与物质相互作用时主要会发生光电效应、康普顿效应、电子对效应和瑞利散射。
19.( ○ )一定能量的连续X射线穿透物质时，随穿透厚度的增加，射线总强度减小，平均波长变短，但最短波长不变。
UT检测概述
第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。
主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。
射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。
第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
振动的传播过程，称为波动。
波动分为机械波和电磁波两大类。
机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。
超声波就是一种机械波。
机械波主要参数有波长、频率和波速。
波长?：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。
由上述定义可得：C=? f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。
次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。
它们的区别在主要在于频率不同。
X射线的产生及其物理作用
a、同一阳极靶，管电压U不变，提高管电流I，各波长射线的强度I 提高，但λ0和λm不变；
b、提高管电压（i、Z不变），各波长射线的I增大，但短波限λ0 和强度最大时对应的λm减小；
c、U与i相同时，原子序数Z越高，连续谱的I越大，但λ0和λm不变。
二、X射线的产生及 X射线谱
核 的 平 离核的平 平均距离，n相
大能级越高
均距离
均距离，
同的电子分布
n越大距 离越远
在同一亚层
l 电 子 轨 原子轨
道 运 动 道形状
角动量 大小
电子亚层（电子 支壳层），同一 电子层对应于 l 的n个取值分为 n
个亚层
亚能级，同一主能 级对应l取值分为n 个亚能级j越大，
亚能级越高
m 轨道角动 原子轨道 电子亚层含有不
5）V临界（即VK）；下表给出常用x射线管的适宜工作电压及特 征谱波长等数据。
6）标识谱的强度(I特)随管电压(V)和管电流〔i〕的提高而增大
其关系的实验公式为：
I特＝Ki（V工作－Vn）m
K—常数 m—常数，K系m＝1.5，L系m＝2
Vn——标识谱的激发电压，对K系，Vn＝VK
二、X射线的产生及 X射线谱
电子运动状态电子运动状态量子数原子轨道电子壳层电子能级n电子离核的平均距离原子轨道离核的平均距离n越大距离越远电子层离核的平均距离n相同的电子分布在同一亚层电子主能级n越大能级越高l电子轨道运动角动量大小原子轨道形状电子亚层电子支壳层同一电子层对应于l的n个取值分为n个亚层电子亚层含有不同伸展方向的轨道数亚能级同一主能级对应l取值分为n个亚能级j越大亚能级越高m轨道角动量在外磁场方向分量的大小原子轨道在空间的伸展方向亚能级的分裂当有外磁场存在时同一亚能级对应于m的取值分裂为2l1个间隔更小的能级表1
射线检测培训教程
第1章X射线荧光分析-4WDXRF分析方法
up to 4 collimators 75 m window
up to 8 analyzer crystals SPC
SC
第二节 测量仪器
仪器结构: X射线光管和高压发生器
4 kW
60 kV 50 kV 27 kV 67 mA 81 mA 150 mA ( > Ni ) ( K - Co ) (Be - Cl )
有供选择的晶体可覆盖所有波长，分布在一个滚筒周围。 晶体的作用是通过衍射将从样品发出的荧光按不同的波段分 离，根据的原理是布拉格方程。
第二节 测量仪器
仪器结构：分光晶体
晶面间距 d值不同，可供选择的晶体很多。晶体的选择决 定可测定的波长范围，即可测定的元素。
名称 / 衍射面 2d/nm 测定元素 其它
Cr KB1 Mn KA1
Mn KA1
<61.21 9
Y : 0 to 362.5 kcps KCps
63.931>
第二节 测量仪器
仪器结构：准直器
准直器由一组薄片组成，目的是使从样品发出的X射 线以平行光束的形式照射到晶体。薄片之间的距离越小， 越容易形成平行光，产生的谱线峰形也更锐利，更容易 与附近的谱线区分。 薄片间距越小，通过的荧光强度越弱。因此准直器 的选择存在分辨率与灵敏度互相消长的情况，即分辨 率提高，则灵敏度下降。 可以通过与晶体共同选择来消除这个问题，晶面间距 d小的晶体有更好的分辨率，两者相结合应用，可以既 降低荧光强度的损耗，又可提高分析的灵敏度。
准直器面罩的作用相当于光栏:
其目的是消除样杯面罩上发射的 X射线荧光的干扰。它对灵敏度
第一章-射线检测复习题
第一部分射线检测一、是非题(在括号内，正确的画O，错误的画Χ)1．当原子核内的中子数改变时，它就会变成另一种元素。
( Χ)2．不稳定的同位素在衰变期间，始终要辐射出γ射线。
( Χ)3．对不同种类的放射性同位素，高活度的同位素总是比低活度的同位素具有更高的辐射水平。
( Χ)4．放射性同位素的能量减少到原来一半所需要的时间称作半衰期。
( Χ) 5．光子是以光速度传播的微小物质粒子。
( Χ)6．X射线和γ射线都是电磁辐射，而中子射线不是电磁辐射。
( O )7．硬X射线比软X射线传播速度快，所以硬X射线具有更高的能量。
( Χ)8．X射线与可见光主要的区别仅仅是振动频率不同。
( O )9．高速电子与靶原子的轨道电子相撞发出X射线，这一过程称作韧致辐射。
( Χ)10．连续X射线的能量与管电压有关，与管电流无关。
( O )11．连续X射线的强度与管电流有关，与管电压无关。
( Χ)12．标识X射线的能量与管电压，管电流均无关，仅取决于靶材料。
( O ) 13．X射线管中电子的速度越小，则所发出的射线能量也就越小。
( O ) 14．一放射性同位素放出的γ射线穿透力等同于多少千伏或兆伏X射线机的穿透力，这种关系称作该同位素的当量能。
( O )15．放射性同位素的当量能上限总是高于其平均能。
( O )16．与60Co相比，137Cs发出的γ射线能量较低，半衰期较短。
( Χ) 17．光电效应中光子被完全吸收，而康普顿效应中光子未被完全吸收。
( O )18．一能量为300keV的光子与原子相互作用，使一轨道电子脱离轨道，且具有50keV动能飞出，则新光子的能量是250keV。
( Χ)19．俄歇电子是指被荧光X射线逐出原子轨道的电子。
( O )20．光电子又称为反冲电子。
( Χ)21．随着入射光子能量的增大，光电吸收系数迅速减小，康普顿衰减系数逐渐增大。
( Χ)22．当射线能量大于1.02MeV至2MeV时，与物质相互作用的主要形式是电子对效应。
射线检测计算题解
18
第二章 射线检测设备器材 计算题解
2.1 已知X射线管中钨靶与垂直管轴线平面 的夹角为200，靶被电子轰击范围为8×3mm。求 该X射线管的有效焦点尺寸。
L L0 sin
解：沿轴线有效焦点尺寸为： L=L0sin200=2.74mm 有效焦点尺寸为2.74×3mm。
19
2.2 X射线机所形成的X射线以400的圆锥角 向外辐射，而射线强度变化不超过20%的均匀辐 照场其锥顶角为300.如果胶片长为360mm，为保证 胶片在均匀辐射场内，试计算焦距至少为多少？
- -n =
T Th
I 1 =（ F2 ）2
I2
F1
13
解1：I2 I1
=(
F1 F2
)2
I2 =I1(
F1 F2
)2
I3
=
I2 2n
2n
I2
I1( =
F1 F2
)2
=(
F1
)2 =(
200
)2 =10.85
I3
I1
F2
192
n=
lg 10.85 lg 2
0.118
T1/2 =
T
n
14 0.118
↔
I
=
I 0e－μT
8
1.10 单色平行宽束入射线的照射率为30R/min， 贯穿30mm工件后的照射率为16R/min。已知工件材 料的吸收系数为0.693cm-1，求散射比n和散乱射线照 射率各为多少？
I I 0(1 n )e -T
9
1.11 透过铝板后的平行窄束X射线强度为
400mR/h，在此铝板上再加上20mm厚的铝板，则透
直贯穿铝板，要使贯穿后的射线强度为入射线强度
射线检测三级培训教材 第1章 射线检测的物理基础01(03～22)P20 T
第1章 射线检测的物理基础1.1 原子结构1.1.1 原子结构的行星模型自然界的物质都是由不同的分子组成的，分子由原子组成。
原子是一种非常小的物质粒子，直径大约是10-10m 。
直到19世纪末，人们一直认为原子是组成物质的最小微粒，它是不能再分割的。
19世纪末20世纪初物理学的许多新发现，揭示了原子是可以分割的，并且，原子具有自己的结构。
原子由质子、中子和电子组成。
质子是一种物质微粒，其质量为1.6726×10-27kg ，带有一个单位的正电荷，电量为1.6021892×10-19C （这个电量常简记为e ）。
中子也是一种物质微粒，其质量为1.6748×10-27kg ，不带电荷。
电子是一种更小的物质微粒，其质量为9.1095×10-31kg ，仅为质子质量的1/1836，其带有一个单位的负电荷。
关于原子结构，曾提出过多种不同的模型。
20世纪初物理学家汤姆孙提出了一种“葡萄干面包”球体模型。
这种模型认为，原子是一个均匀的阳电球体，电子均匀地嵌在球体中，按一定频率围绕各自的平衡位置振动。
由于与实验结果不符合，很快被抛弃。
1911年，物理学家卢瑟福根据α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。
他设想，原子中的带正电部分集中在很小的中心体内，即原子核，并占有原子的绝大部分质量，原子核外边散布着带负电的电子。
这个模型很快被广泛接受。
但是，核外电子的分布情况并不清楚。
1913年，物理学家玻尔在原子核式结构模型的基础上，提出了后人称为卢瑟福-玻尔原子模型的原子结构模型，即原子结构的行星模型。
原子结构的行星模型认为，原子由带正电荷Z e 的原子核和Z 个核外电子组成，Z 为原子序数。
原子核位于原子的中心，电子围绕原子核运动。
但电子绕核运动的轨道不是任意的，也不能连续变化。
电子只能沿一些分立的满足一定条件的轨道运动，这些轨道称为量子轨道。
关于原子结构玻尔提出了两条假设：一是原子只能存在于一些具有一定分立能量E 1、E 2、E 3、…的稳定状态上。
第一章 射线检测物理基础
10-8/10-13 = 100000 倍
（3）电荷：原子核带正电；电子带负电；原子为中性。 （4）构成：原子核（质子 + 中子）+电子 数量关系：原子量 = 质子数 + 中子数 A = Z + N 例：钴60 60 = 27 + 33 质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数 （5）核素 ：凡是具有一定质子数、中子数并处于特 定能量状态的原子或原子核称为核素。 （6）同位素：同一种元素的原子具有相同的核电荷数， 即核内质子数相同，中子数可以不同（中子不带电）。
• • • 力的作用。 核力是短程力，只在相邻原子核之间发生作用 核力比库仑力约大100 倍，是一种强相互作用力 核力能促成粒子的成对结合和对对结合
•
核的稳定性取决于质子与中子数量的组合 对于小质量数的核，N/Z=1 对于大质量数的核，N/Z=1.6 不稳定核素 放射性衰变
4 α衰变 * 放射性原子核释放出α粒子的过程称为α衰变。 * α衰变后，原子核内核子数的变化： α粒子是氦的原子核（He) 核内：2个质子，2个中子 一次α衰变：质子数减少二个，中子数减少二个，原子 量减少4。 * α粒子所形成的α射线是一种电离辐射。
2、 连续X射线谱及最短波长：
1.管电流变；2.管电压变；3.滤波的影响； 4.Z的影响 影响强度的因素 U、Z、i
3 、连续X射线的效率（转换效率）： 连续X射线强度 KZiU2 * 计算公式 η=-------------------- =KUZ * 电功率 iU * K值：K= 1.1～1.4×10-9 /v； K= 1.1--1.4×10-6 /Kv * 影响转换效率的因素 K、 U、 Z * 例：Z=74；U=200；求η η=1.4×10-6 ×74×200=2%
射线探伤作业安全
罗斯福, F. D.
Fireside chat on the works relief program. The American Presidency Project.
互动环节
提问环节
01
互动投票
02
03
结语
鼓励大家关注射线探伤作业安全，希望大家在 工作中始终保持安全意识，共同创造一个安全 的工作环境。
医学领域中的射线探伤应用
临床诊断 X射线检查、CT扫描等
放射治疗
肿瘤放疗、介入放射 治疗
介入手术
引导导管和手术器械位 置
环保领域中的射线探伤应用
土壤污染检测
检测重金属和有机物污 染
水质检测 分析水中微量有害物质
大气污染监测
检测空气中的污染物浓 度
未来射线探伤的发展趋势
自动化技术
01 实现自动化检测流程
远离辐射源 减少辐射暴露风险
详细记录操作过程
追溯操作记录以及不良 事件
辐射控制原理
辐射的分类
01 电离辐射和非电离辐射
辐射的危害
02 致癌、遗传、生殖等危害
辐射剂量的控制标准
03 根据法律法规规定的剂量标准
射线探伤设备操作规范
操作流程
设备开启准备 目标定位 辐射校准 影像获取 报告生成
设备维护
定期检查设备状态 清洁设备表面 维护电源供应
异常情况处理
处理异常情况是射线探伤作业中的重要环节。 从辐射泄漏处理、事故应急预案制定到伤者救 护措施，都需要有清晰、科学的处理方案，确 保作业环境和人员的安全。
● 04
第四章 射线探伤作业中的质量控 制
检测标准
在射线探伤作业中，质量控制的一个关键点是 检测标准的制定和遵守。这包括国家标准、行 业标准以及公司内部标准。各种标准的合理应 用，可以确保作业准确、高效进行。
ASME标准射线检验
4.底片的观察设施（观片灯）
应能提供柔和背景亮度，而不会在 底片上引起讨厌的反射、阴影或眩光。 应具有一个足够强的可变光源。观看的 条件，应能使来自底片边缘以外的光线， 或来自底片低黑度部位的光线不至于干 扰对底片作出解释。
第四章、黑度计和阶梯黑度比较片 Ⅱ（B）
•
• • •
1.黑度计：在使用期间应至少每90天进行如 下校验： a) 标准黑度底片至少应有5个阶梯，其黑度 至少自 1.0 到 4.0 。标准黑度片应在标定有效 期内； b) 应遵守黑度计制造商规定的操作说明； c) 应该读出标准黑度片或阶梯校验黑度片 上最接近黑度1.0、2.0、3.0和4.0的读数。 d) 实际读数与标准黑度片的误差不超过 ±0.05。
2.黑度 Ⅱ（A） 有效评定区内任一点黑度。 2.1必要条件：X射线 1.8≤D≤4.0 γ射线 2.0≤D≤4.0 多片叠合观察，每张底片黑度至少为1.3， 叠合时最大不大于4.0 2.2充分条件：0.85 DIQI≤D≤1.3DIQI
3.灵敏度 符合表T-276 底片上应有显示像质计的型号标识。
3.背散射的控制 Ⅰ（C）Ⅱ（C） 将一个高度不小于 13mm 和厚度不小于 1.6mm的铅字在曝光时贴到每个胶片暗盒 的背面。
4.底片上的标识 Ⅰ（B）Ⅱ（B） 底片上标识应用合同号、零件号、焊缝 或焊接接头号或部件号、制造厂的标记 符合或名称、照相日期、定位标记。在 任何情况下，上述标识都不能遮蔽被检 的区域。
5.位置标记的放置 Ⅰ（B）Ⅱ（B） 位置标记（定位标记）的放置见图T－275
5.1 源侧标记：适用于外透法， F ＜ R 的 偏心法。
5.2片侧标记：适用于环缝“双单法”， F＜R的偏心法，直缝“双单法”要另加 附加长度。