射线检测培训

由T
h
0.693
得 0 .693 0 .693 0 .231
Th
3
Ln I 0
由 I I0e T 得 T
I
T1 /10
Ln 10
2 .3 0 .231
10 (mm )
Ln 20 3
... T1 / 20
13 (mm )
0 .231
一、射线检测物理基础
12
Ⅱ例题：若散射线忽略不计，当透照厚度的增厚量相当于 1/2半价层时，则胶片接受的照射线量将减小百分之几？
二、射线检测设备和器材
17
2、金属陶瓷管的优点：（P39） a、机械强度高，抗震性能好，不易破碎； b、真空度高，电性能好，寿命长； c、体积小，重量轻； d、易于焊接铍窗，透过的软X射线较多。
3、X射线管的冷却方式：（P31—32） a、辐射散热式（油浸自冷、气体冷却） b、强的制循环冷却（循环油外冷、循环水外冷） c、旋转阳极冷却（医用X射线机）
一、射线检测物理基础
15
16、射线照相法的优缺点：（P25） 优点：①、可检测出材料内部缺陷；②、适用适用材料广泛， 可用于各种金属和非金属材料，且不受工件形状、表面状态和 组织的限制；③、缺陷影象直观，定性、定量比较准确；④、 底片可长期保存。 缺点：①、可检出的最小缺陷（绝对灵敏度）与工件厚度有关， 厚度越大，绝对灵敏度越低；②、缺陷检出率与缺陷方向有关， 对于面状 缺陷和细微裂纹之类的缺陷容易漏检；③、检验速 度慢，检测成本高；④、对人体有害，需要进行安全防护。
1
射线检测培训
一、射线检测物理基础
2
1、元素和同位素：
元素：具有相同核电荷数的同一类原子叫做元素。
同位素：具有相同质子数和不同中子数的同一种元素的原子互 称同位素。
2、射线探伤用的射线：
X射线、γ射线—电磁波；中子射线—粒子辐射(容易被氢等 轻物质俘获,而易穿透铅等重金属)。
3、X射线、γ射线的性质：（P5）
﹡例如2%灵敏度并不意味着工件中尺 寸为工件厚度2%的缺陷一定能检测出来。
特别是对裂纹之类方向性很强的缺陷,由于 其取向和密闭程度的不同，即使底片上显 示的象质计灵敏度很高，有时也有难于检 出甚至完全不能检出的情况
三、射线检测工艺
25
1、射线照相对比度 D 0 .43 4 /1 n ，它取决于：
活度和搅动）； c、底片黑度D。
三、射线检测工艺
26
2、射线照相不清晰度 U U g 2 U，i2 它取决于： Ⅱ ①、几何不清晰度—由于射线源都有一定的尺寸，所以照
13、铅增屏的增感原理：（P67） 铅箔屏受射线激发产生二次电子和二次射线，二次电子和二次射线 能量很低，极易被胶片吸收，从而增加了对胶片的感光作用。
二、射线检测设备和器材
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14、增感屏上的划伤引起的伪缺陷：（P70） 铅屏表面有划伤时，由于发射二次电子的表面积增大，会使 底片上出现细黑线。荧光屏上有划伤时，由于增感面积减小， 底片上相应部位出现亮线。
由上式可知，高速电子撞击靶时，只有很少的能量转变为X 射线，绝大部分能量都转变为热量。
例题：求管电压250KV的X射线机辐射连续X射线的效率。 （已知：钨靶Z=74，比例系数η0=1.2×10-6).
解： 0 Z 1 V .2 1 6 0 7 2 4 5 2 .2 0 % 2
一、射线检测物理基础
一、射线检测物理基础
9
13、单色窄束射线的衰减律和半价层：（P19-21） 衰减律 ： I IOeT
半价层 ：
T1/ 2
0.693
利用半价层计算射线强度：
I
I0 2n
...n
T T1/2
例题：已知某射线源，铅的半价层为3mm。求铅的1/10 和1/20价层分别是多少？
一、射线检测物理基础
10
解法 1 :
二、射线检测设备和器材
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5、X射线管的真空度：（P36） X射线管必须在的10-6mmHg的真空度下才能工作。 高真空度的作用一是防止电极材料氧化，二是防止气体电离 而响电子发射。 6、X射线机训机的目的：（习题P38--390） 主要目的是为了提高X射线管的真空度。 7、X射线机的高压整流电路：（习题P39—391） 半波整流电路、全波整流电路、全波倍压恒直流电路。 8、软X射线机：X射线管装有铍窗，额定管电压约50KVP左右 的X射线机。
二、射线检测设备和器材
18
4、X射线管的焦点：（P34） a、实际焦点—阳极靶上受电子轰击的部分。 b、有效焦点—实际焦点在垂直于管轴线方向上的投影。 c、焦点大，利于散热，管电流可以较大；焦点小，散热 条件差，管电流不能太大。 d、焦点形状和尺寸取决于灯丝形状和尺寸，圆形和正方 形焦点尺寸为 a(a为直径或边长)；长方形和椭圆形焦点 尺寸为（ a和b为边长或轴长）。
一、射线检测物理基础
14
15、射线照相法基本原理：（P24） 射线穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而 发生强度减弱。 强度减弱程度取决于物质的衰减系数和穿透厚度。当试件中存 在缺陷时，由于缺陷使试件厚度发生变化，且构成缺陷的物质 的衰减系数与试件不同，因此透过缺陷部位和完好部位的射线 强度就产生了差异。 将射线胶片放于试件下曝光，由于透过缺陷部位和完好部位的 射线强度不同，因而使胶片的感光程度不同，胶片经处理后， 缺陷部位和完好部位就形成了黑度不同的影象，依据底片上的 黑度变化就可以对试件中缺陷进行判断。
二、射线检测设备和器材
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9、X射线机管电压和管电流：（P43—44）
①、管电压调节是通过调节高压变压器初级线圈并联的自耦
变压器的电压来实现的。
管电压越高，电子运动速度越快，产生的X射线能量越高，穿透力越大。
②、管电流是通过调节灯丝变压器电压从而调节灯丝加热电
流来实现的。
管电流越大，产生的X射线强度就越大。
137Cs 0.66 33年
192Ir 0.365 74天
170Tm 0.072 130天
75Se 0.204 120天
11、射线与物质的相互作用产生三种效应及其特征：a、 光电效应—光子与原子的束缚电子作用时,光子把全部 能量转移某个束缚电子，使之发射出去,而光子本身则 消失掉，这一过程称为光电效应.
a、不可见，沿直线传播，传播速度等于光速；b、不带电， 不受电磁场的影响；c、能穿透可见光不能穿透的物质；d、穿透 物质过程中，会被物质吸收和散射而发生衰减；e、有反射、折射、 干涉和衍射现象；f、有光化学作用，能使胶片感光；g、有荧光 效应，能使某些物质发荧光；h、有生物效应，能杀伤生物细胞。
一、射线检测物理基础
①、主因对比度--由于不同区域射线强度差异所产生的
对比度叫主因对比度。 公式为： ，影响因素有：
1 n
a、由缺陷引起的透照厚度差ΔT；b、射线衰减系数μ
（取决于射线能量、工件材料密度和原子序数）；c、散
射比n。 ②、胶片对比度 D ，影响因素有：
LgE
a、胶片类型（γ）；b、显影条件（配方、时间、温度、
状谱，由一个或几个特定的波长组成。 c、连续X射线的能量（波长）取决于管电压；标识X射线的能
量（波长）取决于靶材，与管电压无关。
一、射线检测物理基础
6、连续X射线的最短波长：
minV1(K2.4V)
0
(A)
4
7、X射线的产生效率：（P6） 0ZV
式中：η0≈1.1～1.4×10-6，
V—管电压（KV）
15、 R10系列丝型象质计的公比为1.25或0.8，即相邻 两根金属丝，粗的（编号小的）直径为细（编号大的） 的1.25倍，细的丝径为粗的0.8倍。
R10系列丝型象质计丝径和线号之间的关系是： 6Z Z=6-10Lgd（P71）
d 10 10
二、射线检测设备和器材
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16、象质计是用来评价底片影像质量的，并不代表 射线照相可检出的最小缺陷尺寸。
N
N0 2n
T ...n.
T1/2
Ⅰ例题：已知Ir192源的半衰期为75天。求活度为100Ci的 Ir192源两个月后活度为多少？
解： NN 2n016000120.8 005.74(C)i 275
一、射线检测物理基础
7
10、常用γ射线源的能量和半衰期：
平均能量 （MeV)
半衰期
60Co 1.25 5.3年
由I
I0 2n
I0 I
1 2n
十分之一价层
11
: 10
2n
n
3 .321
T1/10 n T1/ 2 3 .331 3 10 ( mm )
二十分之一价层
:1 20
1 2n
n
4 .322
T1/ 20 n T1/ 2 4 .322 3 13 ( mm )
一、射线检测物理基础
11
解法 2：
3
4、产生X射线的条件：（习题P20—372） a、发射电子；b、使电子聚焦；c、加速电子； d、接受电子轰击的靶；e、有高真空度。 5、连续X射线和标识X射线的不同之处：（习题P20—374） a、连续X射线是由高速电子与原子核的库仑场作用而产生的；
标识X射线是由高速电子与原子核外壳层电子作用而产生的。 b、连续X射线是连续谱，其波长呈连续分布；标识X射线是线
二、射线检测设备和器材
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1、X射线管的组成和各部分的作用：（P29） ⑴、阴极—射线管的负电极，由灯丝和阴极头组成。
灯丝—发射电子；阴极头—聚焦电子。 ⑵、阳极—射线管的正电极，由阳极靶、阳极体和阳极 罩组成。阳极靶—接受电子轰击，产生X射线；阳极体— 支撑靶和传热；阳极罩—吸收二次电子和部分散射线。 ⑶、玻壳—支撑电极和保持射线管的真空度。
解：设增厚前胶片接受
增厚之后胶片接受的照
I2
I1 2n
I2 I1
1 2n
I1 I2 I1
1
I2 I1
1
ห้องสมุดไป่ตู้1 2n
1
1 2 0.5
0.30
30%
的照射量为I
1，
射量为I 2，则
一、射线检测物理基础
13
14、线衰减系数和半价层：
K3Z3 其中 K
a、能量越高，波长越短，μ越小，Th越大； b、物质原子序数越大，密度越大， μ越大， T1/2越小。 c、对于连续X射线来说，由于在穿透物质过程中， 平均能量越来越高（波长越来越短），所以平均 衰减系数越来越小，半价层越来越大。
10、底片黑度：（P59）：
D
LDDg==L12L0
L/L0 =1/10 L/L0 =1/100
D=3 L/L0 =1/1000
二、射线检测设备和器材
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Ⅱ例题：按照GB3323-87标准规定：AB级射线照相底片黑度范 围为D=1.2～3.5.若要求透过底片评定范围内的亮度应不低于 30cd/m2。为满足底片观察要求，观片灯亮度至少应为多少？
解：
由DLgL0 Lt
L0Lt 10D30103.5105cd/m2
二、射线检测设备和器材
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11、射线胶片的衬度（梯度、对比度、反差）（P61）： 胶片特性曲线上某一点切线的斜率称为胶片的梯度（衬度或反差）。
12、铅增感屏的作用：（P67） a、增感效应—增加对胶片的感光作用，缩短曝光时间； b、吸收效应—吸收波长较长的散射线，提高射线照相对 比度。
5
8、X射线和γ射线的相同和不同之处：（习题P20—371）
a、相同之处：X射线和γ射线都是电磁波，它们具有相同 的性质，如不可见、依直线传播、不带电、能穿透物质、 能使物质电离、使胶片感光、能发生生物效应等。
b、不同之处：
⑴、产生机理不同，X射线是高速电子与物质碰撞产生的； 而γ射线是放射性物质原子核衰变时放射出来的。
⑵、X射线是连续谱，γ射线是线状谱；
⑶、X射线的能量取决于管电压，γ射线的能量取决于放 射性同位素的种类；
⑷、X射线的强度随管电压和管电流而变化，γ射线的强 度取决于源的大小，且随时间而不断减弱。
一、射线检测物理基础
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9、γ射线的衰变律和半衰期：（P8）
⑴、衰变律： NN0et ⑵利、用半半衰衰期期： 计算任T1/一2 时0.6刻93的源活度：
光电效应产生光电子、俄歇电子和标识X射线。
b、康普顿效应—光子将部分能量给予外层电子，变为能 量较低的方向改变了的散射光子，产生反冲电子。
一、射线检测物理基础
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c、电子对效应：当入射光子的能量大于1.02MeV时，受原 子核库仑场的作用，光子消失，产生一个正电子和一个负 电子。 12、“窄束”与“宽束”，“单色”与“多色”：（习题 P37—380）： 窄束射线—是指透过物体的射线中只包含一次透射线，不 包含散射线。 宽束射线—是指透过物体的射线中既包含一次透射线，也 包含散射线。 单色射线—由单一波长组成的射线。 多色射线—由多个波长组成的射线，由连续波长组成的射 线称为“白色射线”。