Se75射线源的曝光时间计算和透照工艺分析
基于RCC-M规范的核电厂薄壁管道焊缝的Se75射线源检测
基于RCC-M规范的核电厂薄壁管道焊缝的Se75射线源检测李学军;吴伟帮;陈航;张进【摘要】通过射线透照对比试验,验证了采用Se75射线源对核电厂薄壁管道焊缝进行射线检测的像质计灵敏度,比较了Se75和Ir192射线源照相的特性,以及不同射线源在满足RCC-M?压水堆核岛机械设备设计和建造规则?规范时射线透照工艺参数下的照相灵敏度;提出了Se75射线照相适用的厚度范围,验证了Se75射线源在满足RCC-M规范的射线透照工艺参数下与不同种类胶片和增感屏组合系统的照相灵敏度,推荐了Se75射线源检测适用的胶片种类.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】6页(P22-26,30)【关键词】Se75;核电厂;射线检测;RCC-M【作者】李学军;吴伟帮;陈航;张进【作者单位】中广核工程有限公司,深圳 518124;中广核工程有限公司,深圳518124;中广核工程有限公司,深圳 518124;中广核工程有限公司,深圳 518124【正文语种】中文【中图分类】TG115.28在核电厂核级设备及管道部件的预制、安装过程中，有大量薄壁管道焊缝需要进行射线检测，但实际检测过程中由于种种原因往往不能或很难采用X射线作为射线源进行检测；而采用常规的γ射线源Ir192检测时，因能量相对较高，透照薄壁工件后灵敏度通常达不到规范要求，同时底片的影像质量较差。
Se75射线源作为一种能量相对较低的γ射线源，被广泛用在石油、化工以及压力容器等行业薄壁工件的射线检测中，尤其该源适用的透照厚度范围正好能弥补用Ir192射线源进行薄壁工件检测的不足。
当前国内CPR1000核电机组核级部件的设计建造规范并未将Se75射线源列为规范允许的射线源。
为此，在核级管道的实际预制安装阶段采用Ir192源对薄壁管道焊缝进行射线检测时，若底片灵敏度无法满足规范要求，往往存在无合适γ射线源可用的问题。
为此，需要分析研究使用核电规范以外γ射线源的关键技术，必要时进行对比验证试验，探讨使用Se75射线源检测薄壁核级管道焊缝时的透照灵敏度能否满足规范要求，以及进一步优化在RCC-M《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》规范框架要求下使用该射线源进行射线检测的合理工艺参数。
射线透照工艺
不同像质等级允许的透照距离L1 和 Ug值
像质等级
透照距离L1
L1≥ 7.5d· L2 2/3
Ug值
Ug ≤ 7.5d· L2 2/3
A 级射线检测技术：
AB级射线检测技术： B 级射线检测技术：
L1≥ 10d· L2 2/3 L1≥ 15d· L2 2/3
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透照某工件，采用铅增感，当焦距为600mm，管电流5mA，曝 光5min时，底片黑度为1.2；若焦距改为1200mm，管电流 10mA，底片黑度达到2.0，所需要的曝光时间为多少？（假定 底片黑度由1.2提高到2.0时，曝光量增加50%） 解：已知F1=600mm，F2=1200mm，I1=5mA，I2=10mA， t1=5min，η=50%，求t2。 设E2为焦距改为1200mm且黑度仍为1.2的曝光量， 则E2=I1t1（F2/F1）2=5x5x(1200/600)2=100mA· min， 设E2’为黑度由1.2提高到2.0时的曝光量， 则有： E2’=E2（1+η）=150mA· min，t2=E2'/I2=150/10=15min
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确定源至工件表面的最小距离L1的诺模图
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当采用源在内中心透照方式周向曝光时，而且 底片质量符合JB/T4730-2005标准的要求， f 值可以减小，但减小值不应超过规定值的 50%。 当采用源在内单壁透照方式时，而且底片质量 符合JB/T4730-2005标准的要求f 值可以减小, 但减小值不应超过规定值的20%。
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利用曝光因子进行曝光量计算
利用曝光因子进行曝光量计算的依据 互易律 互易律是光化反应的一条基本定律，它指出： 决定光化反应产物质量的条件，只与总的曝光量相关， 即取决于辐射强度和时间的乘积，而与这两个因素的 单独作用无关。 互易律可引伸为底片黑度只与总的曝光量相关，而 与辐射强度和时间分别作用无关。
曝光时间计算
厚度 46mm
47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
n 18.149 19.329 20.586 21.925 23.351 24.869 26.0487 28.209 30.044
32 34.081 36.298 38.658 41.172 43.0849
n 2.741 2.918 3.108 3.311 3.526 3.7544
4 4.257 4.537 4.832 5.416 5.481 5.837 6.217 6.621
厚度 31mm
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
n 7.052 7.51
8 8.52 9.074 9.605 10.293 10.962 11.675 12.434 13.243 14.014 15.021
3、γ 源Ir192、Se75曝光时间计算
曝光时间 胶片类型 （分） 天III胶片 436 天V胶片 0.39
K 0.026 0.038
γ 源Ir192曝光时间计算
焦距
（厘米）
Q
透照厚度（mm）
620
8.37835298
46
22
2.09458825
16
源强（Ci） 192 100
曝光时间 胶片类型 （分） 天III胶片 2 天V胶片 5
A：源强 Ci
厚度 1mm
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
n 1.06 1.034 1.208 1.287 1.37 1.459 1.559 1.655 1.763 1.877
2 2.13 2.268 2.416 2.573
X射线和Se75检测的对比与分析
X射线和Se75检测的对比与分析摘要：Se75＋AGFA-D4型胶片和X射线源＋AGFA-C7型胶片采用相同的透照条件，拍摄同样的试件所得到底片，灵敏度和清晰度的区别关键词：Se7 、AGFA-D4、AGFA-C7、X射线源在发电机组的建设过程中，有大量的高中低压管道要进行安装，为了保证质量，对这些管道的金属监督和检验也越来越显得重要。
金属监督和检验主要包括无损检验和理化检验。
再具体划分，无损检验又包括射线、超声波、渗透、涡流、磁粉等五大常规检验方法。
理化则分为化学分析、光谱分析，硬度检验和金相分析等几种。
无损检验能够保证安装焊口没有危害的超标缺陷，使得管道能够承受长期运行的高温高压，而理化检验能够保证安装管道的材质不被错用，免除电厂在以后运行过程的后顾之忧。
这些检验和分析方法对于保证发电厂的安全运行都起到相当重要的作用。
下面主要介绍电力管道施工射线检测工作使用X射线和Se75的对比。
一、电力管道施工无损检测工作目前现状由于国家经济发展的需求大力兴建电站，进而产生巨大的经济效益和社会效益。
目前为了保证发电厂的安全运行，对安装质量要求十分严格。
然而在管道的施工中，尤其是重要管道的无损检测工作，面临着工艺技术和施工难度相对较大的问题。
1、检测技术、工艺目前在电力管道施工中，射线检测一般要求使用定向X射线探伤机进行依次曝光。
采取的工艺为：低能射线(250Kv)配以中颗粒胶片，定向X射线探伤机+AGFA-C7型胶片。
此工艺在目前的施工过程中，实施的相对成熟稳定，能确保实现规范要求的检测灵敏度，从而能真实反映管道焊接质量。
2、实际施工当中存在的问题（特殊位置）在过热器和再热器管子在炉上与联箱焊接等安装时，焊缝要求100%射线检测，而且要求高效、高质量的及时完成检测任务，确保安装施工的连续性，要采用定向X射线探伤机单张透照。
实施难度较大，降低了工作效率，增加了检测成本，有的位置根本不能定向X 射线探伤机透照，不能实现焊缝100%射线检测的要求。
关于Se75射线照相综述
表2: se75透照厚度范围
底片像质指数 规格 (MM) 射线源 胶片 片号 增感屏 较 清 晰 16 12 13 13 11 12 11 11 11 10 9 10 14 12 13 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 裂 纹 裂 纹 ○ ○ ○ 横 裂 ○ 较 清 晰 ○ 横 裂 特定缺陷影响 特 定 缺 陷 清 晰 模 糊 清 晰 模 糊 可 见 X 5 Ir192 Se75 X 10 Ir192 Se75 X 20 Ir192 Se75 X 40 Ir192 Se75 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 天津Ⅲ型 x-9 13-9 S3-03-9 x-10 13-10 S03-10 X12 13-12 S3-01-12 X14 13-14 S3-03-14 0.03 0.1-0.2 0.03-0.1 0.03 0.1-0.2 0.03-0.1 0.03 0.1-0.2 0.03-0.1 0.03 0.1-0.2 0.03-0.1
X Ir192
天津 III 天津Ⅴ 天津 III
X2 15-2 13-2 S5-03-2
¢42×3 Se75 450
天津Ⅴ
S5-01-2 S5-02-2 S3-03-2
天津 III
S3-01-2 S3-02-2
X Ir192
450 450
天津 III 天津Ⅴ 天津 III
X3 15-3 13-3 S5-03-3
¢60×4 Se75 450
天津Ⅴ
S5-01-3 S5-02-3 S3-03-3
天津 III
S3-01-3 S3-02-3
表3:透照试验数据（2）
底片像质指数 规格 射线源 焦 距 450 450 胶片 片号 增感屏 mm 0.03/0.1 0.1/0.2 0.1/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.1/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 12 12 O 12 12 11 12 12 12 12 12 O O O O O 裂 纹 清 晰 较 清 晰 14 13 12 13 13 13 12 12 12 O O O O O O O O O 夹 钨 条 孔 模 糊 清 晰 O O O 气 孔 特定缺陷影像 较 清 晰 模 糊 可 见 特 定 缺 陷
Se75射线源的主要参数及曝光公式
Se75射线源的主要参数及曝光公式Se75射线源的主要参数及曝光公式摘要：通过对Se75特性的分析和试验，得出了Se75的主要参数平均能量、透照厚度、半值层及透照曝光量经验公式。
主题词：能量、透照厚度、半值层、曝光量⽬前⼯业射线照相中常⽤的射线源有X射线、γ射线，由于各⾃的缺点⽽存在⼀定的局限性，如X射线能量低、穿透⼒弱、透照宽容度⼩、现场条件制约性⼤，Ir192、Co60等γ射线线质硬、透照灵敏度低、透照厚度下限值较⼤等。
九⼗年代末，⼀种名叫Se75（硒）的γ射线源在⼯业射线照相中得到应⽤，它可以较好地解决上述局限性。
但查阅⼤量⽂献及有关资料均未发现⼀些实⽤性的参数及曝光量公式，使得实际使⽤时很不⽅便。
本⽂通过对该射线的特性分析及⼤量的试验，得出了平均能量、半值层、透照厚度等重要参数及曝光量的经验公式。
⼀．Se75射线特性：Se75（质量数为75，其中质⼦数为34，中⼦数为41）是⼀种⼈⼯放射性同位素，由中⼦俘获反应所得（说明：这种反应是反应堆中放射性同位素最普遍常⽤的反应，将封装在适当容器中的元素或其化合物，在反应堆中受中⼦照射，取出后即可直接应⽤或经过化学处理后使⽤）。
半衰期120.4天，⽐活度1.45*104Ci/g，衰变⽅式为轨道电⼦俘获，衰变常数Kr为2.04R.cm2/h.mCi，γ当量为0.24毫克镭/毫居⾥，主要能线谱9根，相应能量为（MeV）：0. 066、0.097、0.121、0.136、0.199、 0.265、0.280、 0.304、0.401。
Se75反应过程如下：n,γ EC74Se 75Se 75Asσ=30b 120.4d(式中：n：中⼦，γ：γ射线，σ：核反应的中⼦俘获截⾯，b：截⾯单位（靶），EC：轨道电⼦俘获，d：天)Se75在不同活度下可制成的射源尺⼨见表⼀。
表⼀：不同活度下射源尺⼨⼆．Se75能线的平均能量我们平时在选择射线源时的⼀个重要依据是该射线的穿透能⼒如何，⽽决定穿透能⼒的就是该射线的能量。
薄壁小型球形储罐Se75双源γ射线全景曝光检测论文
薄壁小型球形储罐Se75双源γ射线全景曝光检测的研究摘要：我国已经将se75γ射线探伤技术引进到了设备安装质量检测当中，一般的薄壁小型球形储罐质量检测要进行100%rt的探伤。
目前的x射线探伤技术，不但需要的探伤时间长，效率低，而且工作量非常大。
ir192进行全景曝光，其底片的灵敏度不够高，而se75灵敏度高于ir192，并且se75的适用厚度范围正好弥补ir192。
所以对se75γ射线探伤技术在薄壁小型球形储罐质量检测方面的研究具有非常重要的价值。
本文结合中海壳牌南海石化惠州乙烯环氧乙烷/乙二醇项目的两个360m3球形储罐se75双源γ射线全景曝光检测经验，针对薄壁小型球形储罐射线检测的特点，进行了试验对比及其研究，分析总结了应考虑的技术问题。
以便以后具有借鉴之意义。
关键词：薄壁小型球形储罐；se75；全景曝光；检测abstract: china has se75 gamma rays detection technology import to equipment installation quality testing of the thin small spherical tank general quality testing to be 100% rt detection. the x-ray detection technology, not only need testing time is long, low efficiency, and the workload is very big. to view ir192 exposure, the sensitivity of the film is not good enough and the se75 sensitivity is higher than ir192, and the applicable scope se75 just make up for ir192 thickness. so for se75 gamma rays testing technique in the thin wall smallspherical tanks in the inspection of the quality of the research has important value. combining with the cspc epoxy ethane/ethylene glycol huizhou ethylene project two 360 m3 spherical tanks se75 dual-source gamma rays panoramic exposure test experience, according to small spherical tanks thin-walled x-ray testing of the characteristics of experimental comparison and research, this paper analyzes the technical problems should be considered. with the meaning of the reference for later.keywords: thin small spherical tanks; se75; panorama exposure; detection中图分类号：v448.15+1文献标识码：a 文章编号：引言本世纪se75γ射线探伤已经被引进到了我国,首先已被我国电建施工单位进行适用性分析、研究及其试用,已取得了非常不错的效果。
照射量的计算
6.60
4.532.5
5.16
8.26
5.963.0
6.19
9.91
7.594.0
7.74
12.28
11.05透照厚度—n,T对照表
黑度
30
0.94
9.8640
1.21
10.0650
1.41
10.3060
1.64
10.32三、安全距离计算公式：
Akr1
Rx= (——·————)δP2
式中：
Rx——安全距离，m；
一、照射量的计算
（一）照射量和里的关系式：
P=Akrt/R2
式中：
P——照射量，R；
A——放射性活度，Ci；
Kr——γ常数（照射量率常数），R·m/(h·Ci)；
R——到点源的距离，m；
t——受照时间，h。
(二)照射率和居里的关系式：
P=Akr/R2
（R/h）
γ源名称
Co60
Ir192
Se75常见γ源的Kr常数
A——放射源活度，Bq；
Kr——γ常数，R·m/(h·Ci)；
n——散射比。
胶片受照射剂量和底片黑度对应表
单位：
C/（㎏×10-4）胶片种类
Agfa D7
Agfa D5
xxV型
Ir
透照厚度㎜n
T,㎜10
0.61
8.1820
0.73
9.1922黑度
1.0
2.06
3.30
1.891.5
3.10
4.95
3.162.0
P——安全剂量限值，放射工作人员P=
5.42×10-7C/(㎏·h)(
2.1MR/H)；公众P=
γ源强、曝光时间、透照厚度计算表(最好用的放射源计算公式)
2009/1/6
07.6.9/101Ci
胶片系数E
2.833现日期2009/8/24
曝光时间t(min)
6.50 1.44
4.16
出厂天数
232
07.9.20/94
曝光时间t(sec)
390
86
249
现活度Ir192
11.83
曝光量（Ci.min) 175.05 97.77 124.71
现活度Se75
曝光时间自动计算表
TA自动计算表
源种类
Se75
Ir192 TA＜20
Ir192 TA≥20
直径φ(mm) 壁厚δ(mm)
48 7.14
透照厚度TA(mm)
24.0
17
γ源活度A(Ci)
26.91
68
22
透照厚度TA (mm)
20.8
30.00
出厂活度(Ci)
103
焦距F(mm)
377
400
400
出厂日期
26.91
备注：1）D4、C4胶片：E=4.5;D7、C7胶片：E=2.3；
2）在表中输入透照厚度、γ源活度、焦距、胶片系数，按回车键或鼠表点击其他地 方，就能算出曝光时间；
3）在表中输入管径φ和壁厚δ同样能算出透照厚度TA。
4)在表中输入源出厂活度、出厂日期及需要查询日期，便能算出查询日期的相应活度。
小径管象质计对照表(≤φ89mm)
IQI(TA)
＞8~12
＞12~16
＞16~20
＞20-25
＞25~32
(Z)
13
12
11
10
9
大径管象质计对照表(≥φ89mm)
硒75γ技术操作规程
硒75γ技术操作规程1．放射操作人员必须严格执行“国家公安、国家安全卫生部门对放射性同位素的有关法规”。
2．放射操作人员必须严格遵守我公司的“放射性同位素管理规章制度”（即安全运输、保管、储存、使用及事故处理等制度）。
3．使用本探伤仪必须要经过培训，丝毫大意及资格不足都会导致危险事故的发生。
4．每天每班操作前都要进行系统的安全检查，保证设备的正常工作。
5．使用本设备时，要先打开电源，检查出电源警示灯是否正常闪亮，（警告：必须在连接电缆线之前按下“警示检查”按钮）。
6．如发现“出源”按钮警示灯不闪亮或“收源”按钮警示灯仍旧闪亮等以上情况，一定要待排除故障后再进行作业。
7．按照电缆线的（负极①黄色，正极④红色，和接信号反馈线②绿色，③蓝色）接通电源8．检查“出源”、“收源”系统工作是否正常（将探伤仪和控制器用电缆线连接，操作人员撤离至辐射区的范围。
分别按下“出源”“收原”按钮，观察警示灯的工作状态）。
9．曝光时间的设备，须根据透照工件厚度大小确定（注：硒-75透照厚度为4㎜—40㎜）利用增加键和位选键预置设定值，预置完毕，闪耀8秒钟后设定值自动存入机内。
10．按下出源指示灯按钮，探伤仪即进入工作状态，等设置的时间完成，射源会自动收源。
11．如使用手动则按下控制器上的功能开关，左按为手动，右按为遥控，功能开关置为手动时，直接操作控制器上的出源和收源按键，如使用遥控器控制，则把功能开关置为遥控右按。
①“出源”按钮遥控器上的A键；②“收源”按遥控器上的D键；③每次按足1秒钟方能可靠动作；④若控制距离较远或环境较复杂，应将遥控器上的天线垂直拉出，操作可靠控制距离不应超过30米。
12．操作完毕后，操作人员用计量仪确认，射源是否已收回。
13．关掉电源，然后上锁，拔下钥匙。
14．全部工作完成后，将全部设备锁定，放入到专门、专人管理的地方妥善保存。
15．欠压指示：本设备为蓄电池供电，充满一次电后可连续作业两个班，若电源电压下降到一定程度，“欠压指示灯”自动闪亮，表现蓄电池不能正常供电，应立即给蓄电池充电。
Se75射线源的曝光时间计算和透照工艺分析
S e75射线源的曝光时间计算和透照工艺分析-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANSe75γ射线源的曝光时间计算和透照工艺分析冯华平(广州市锅炉压力容器监察检验所, 广州 510050)摘要：通过对Se75γ射线源的特性分析，参考曝光时间计算的表格法和公式法，研发出Se75源曝光时间的快速计算仪器；通过拍片工艺试验，提出获取优化的透照工艺参数的途径。
关键词： Se75γ射线源曝光时间计算优化透照工艺EXPOSURE TIME CALCULATION AND TECHNICAL ANALYSISOF γ SOURCE Se75Feng Huaping(Guangzhou Institute of Boiler and Pressure Vessel Supervision andInspection,Guangzhou 510050)Keywords: γsource Se75 , Exposure time calculation , Excellent exposure technical近年来研制成功的第二代Se75γ射线源,从原来的单质硒改进成为热稳定性高、强度高的金属硒化物；射源形状从原来的圆柱形改进成为准球形，焦点尺寸比原来小23.5%，从而在几何不清晰度相同的情况下能使射源更接近被照工件，提高照射量率50%；它的半衰期是118天，是Ir192的1.6倍；它的发射平均能量为206Kev，接近X射线的能量水平，适宜透照5─40mm厚度的钢铁工件特别是锅炉受热面的小口径钢管工件，得到灵敏度和宽容度较高的透照影像。
因为有这些优点，新一代Se75源推出市场以后就受到探伤工作者的重视和欢迎。
[1]，[2]，[3]，[4]由于Se75源在我国使用时间还不长，探伤人员对它还有一个认识过程。
特别是目前未见到关于它的曝光时间的快速计算工具；另外，由于它的射线能量和辐射水平都较低，因此曝光时间比Ir192源要长（经试验，相同条件下，Se75曝光时间约为Ir192的1.8－3.0倍），有时还比X射线曝光时间要长。
75Se用于核电厂小径管对接焊缝射线检测的探讨
75Se用于核电厂小径管对接焊缝射线检测的探讨摘要：本文主要阐述小径管对接焊接头进行射线检验时射源的选取对拍摄灵敏度的影响，并通过对75Se射源特性的分析和工艺试验，证明75Se射源在小径管射线透照中具有较高的灵敏度，探讨其透照可行性和应用前景。
关键词：射线检验；75Se射源；小径管；对接焊缝引言：射线检测中一般将外径D≤90mm的管道称为小径管，对此类管道焊缝内部缺陷检测最有效的的检测方法就是射线检验，由于小径管对接焊缝透照成像有特殊要求，采用一般的透照方法进行射线检验，底片不够清晰，导致缺陷检出能力下降，此外，核电厂管道焊缝的验收标准一般采用RCCM的验收标准，对底片清晰度和灵敏度要求较高，同时小径管对接焊缝射线检验时，因检测工艺的缺陷，小径管的透照厚度差变化较大，拍摄底片的黑度差也很大。
1、小径管射线检验工艺RCC-M2007标准规定：外径小于90mm时，采用平面透照法和椭圆投影法如下图：图1：小径管平面透照法图2：小径管椭圆投影法同时，几何不清晰度Ug满足不大于0.3的要求，几何不清晰度由下式确定：Ug=f×d/D式中：Ug —几何不清晰度；f —射线源焦点尺寸；d —被检测焊缝或工件靠近射源一侧至胶片的距离；D —射线源到被透照焊缝或工件的距离。
采用平面透照或椭圆透照的方法时，射源侧焊缝与胶片侧焊缝至胶片的距离相差一个管径，射源侧焊缝影像的不清晰度远大于胶片侧焊缝，故射线侧焊缝影像较为模糊，缺陷检出水平较低。
尤其当采用椭圆透照时，射源偏离备件部位中心，射线束倾斜一定角度，使影响严重畸形和失真，加之透照厚度差较大，使检验灵敏度下降。
同时穿透厚度不同，散射比也不同，即使同样尺寸的缺陷形成的细节对比度也有差异。
散射比随透照厚度增加而增大，小径管焊缝余高的存在使通过母材的射线比透过焊缝的射线强得多，散射线也比焊缝部分强。
来自母材部分的散射线会和透过焊缝部分的射线所产生的散射线叠加在一起，使焊缝部分的散射比增大，降低照相品质，散射线会严重的影响小缺陷和裂纹性缺陷的检出。
Se75射线源的主要参数及曝光公式
Se75射线源的主要参数及曝光公式摘要：通过对Se75特性的分析和试验，得出了Se75的主要参数平均能量、透照厚度、半值层及透照曝光量经验公式。
主题词：能量、透照厚度、半值层、曝光量目前工业射线照相中常用的射线源有X射线、γ射线，由于各自的缺点而存在一定的局限性，如X射线能量低、穿透力弱、透照宽容度小、现场条件制约性大，Ir192、Co60等γ射线线质硬、透照灵敏度低、透照厚度下限值较大等。
九十年代末，一种名叫Se75（硒）的γ射线源在工业射线照相中得到应用，它可以较好地解决上述局限性。
但查阅大量文献及有关资料均未发现一些实用性的参数及曝光量公式，使得实际使用时很不方便。
本文通过对该射线的特性分析及大量的试验，得出了平均能量、半值层、透照厚度等重要参数及曝光量的经验公式。
一．Se75射线特性：Se75（质量数为75，其中质子数为34，中子数为41）是一种人工放射性同位素，由中子俘获反应所得（说明：这种反应是反应堆中放射性同位素最普遍常用的反应，将封装在适当容器中的元素或其化合物，在反应堆中受中子照射，取出后即可直接应用或经过化学处理后使用）。
半衰期120.4天，比活度1.45*104Ci/g，衰变方式为轨道电子俘获，衰变常数Kr为2.04R.cm2/h.mCi，γ当量为0.24毫克镭/毫居里，主要能线谱9根，相应能量为（MeV）：0. 066、0.097、0.121、0.136、0.199、 0.265、0.280、 0.304、0.401。
Se75反应过程如下：n,γ EC74Se 75Se 75Asσ=30b 120.4d(式中：n：中子，γ：γ射线，σ：核反应的中子俘获截面，b：截面单位（靶），EC：轨道电子俘获，d：天)Se75在不同活度下可制成的射源尺寸见表一。
表一：不同活度下射源尺寸二．Se75能线的平均能量我们平时在选择射线源时的一个重要依据是该射线的穿透能力如何，而决定穿透能力的就是该射线的能量。
Co60、Ir192、Se75 放射源曝光计算公式
小径管透照厚度计算（外径小于或等于89mm)
钢管外径mm 42 管壁厚度mm 6 透照厚度mm 17.8 焦距mm 610 平移距离mm 218 备注
超声波探伤探头K值计算公式
角度 70 K值 2.7 K值 2.5 角度 68.2 备注
注：带颜色框内数字不需修改。
时间min(D4)
2013-4-27 2:00 Ir192衰减能量
起始日期 2009-8-21 现在日期 2013-4-27 天数 1326 初始能量Ci 100
星期六
现在能量CiΒιβλιοθήκη 0.00设备编号 506-04-04
Ir192曝光计算经验公式
源强Ci 0.00 焦距（m） 0.342 透照厚度（mm) 20 黑度 2.5 曝光时间min(D7)曝光时间min(D4) 106826.01 277747.62
Se75衰减能量
起始日期 2008-11-16 现在日期 2013-4-27 天数 1601 初始能量Ci 100 现在能量Ci 0.01 设备编号
Se75曝光计算经验公式
焦距cm 34.25 胶片 照相厚度mm 26.6 黑度 2 D4 2.5 源强Ci 0.01 K--修正系数 0.042 0.067 D7 K--修正系数 0.067 胶片 黑度 2 2.5 曝光时间min 51567.68 K--修正系数 0.018 0.028
浅谈Se-75γ射源在小径厚壁管对接焊接接头无损检测中的应用
浅谈Se-75γ射源在小径厚壁管对接焊接接头无损检测中的应用摘要：目前，在火力发电厂工程的施工过程中，随着发电机组装机容量的增大，锅炉参数的不断提高，比如目前安装较多的600MW火力发电机组，仅锅炉受热面焊口就有36000～45000个左右，焊口空间位置复杂，许多管排之间的间距相当狭小，常规的X射线机体积较大，根本无法布置，也不能满足X射线检测的工艺要求，而且往往是小径厚壁管，比如水冷壁管规格为φ31.8×9、φ38.1×7.5，高温过热器管子规格为φ51×9等，依据DL/T821-2002中4.8.2的要求，对于透照厚度大于或等于10mm时，采用适宜的Υ射线透照，可以得到较大的检测范围。
γ射线检验技术有许多优点，但对于一些较薄工件，目前常用的几种γ射线，透照灵敏度很难达到标准要求。
Se75γ源的出现，解决了许多实际问题。
我们河南第二火电建设公司为了顺利完成安装任务，创建“精品工程”，在许多工程引进了Se75γ源射线检验技术，并取得良好的效果。
二、关键词：Se－75γ射线、在小径厚壁管、检测、应用。
三、Se－75γ射线和X射线的比较Se－75γ射线的能量范围为9KeV～401KeV，它包含多条放射线能量光谱。
据文献介绍，一般认为主要能量线谱有6条，相应的能量为：96.7、121.1、136.0、264.6、279.5、400.6（单位KeV）。
但实际上硒源的能量主要受两条线谱支配，分别是136 KeV和264.6 KeV，它们占有的比例最大，按现有的资料看，提到Se －75γ源的只有各能量线谱的绝对强度和相对强度，可推算出硒源的平均能量约200 KeV，实践也证明，硒源的平均能量约相当于200 KeV的X射线机，因此其透照灵敏度高，有较小的透照厚度下限。
又因为其线质较硬，比起相当能量的X 射线来说固有不清晰度低，又有较大的透照厚度上限。
这样Se－75γ射线源对小径管透照有较好的适应性。
关于Se75放射源的射线照相专题讲座PPT课件
表1：最大活度与射源尺寸
射源尺寸(mm)
1.0×1.0 1.5×1.5 2.0×2.0 2.5×2.5 3.0×3.0
活度 (Ci)
2.5 10 22 45 80
二、se75射线源曝光量经验公式
试验表明,包含工件散射线的se75的半价层不 是定值 , 随着透照厚度的增加半价层增大 , 其值大致从6.02mm增加到9.97mm.在实际工 作中透照厚度在 10mm 以下时 , 半价层可选 7mm; 透照厚度在 10mm 以上时 , 半价层可选 10mm,其精度能满足要求. 采用天津Ⅲ型胶片,底片黑度为2.7-2.9时的曝 光公式
四、 se75射线照相试验二
1.射线源－胶片－增感屏组合系统灵敏度对比 采用不同种类的射线源，不同型号的胶片以及不 同厚度的增感屏对焊缝进行照相，比较钢丝像质 计的灵敏度；特定缺陷的检出灵敏度以及影像的 清晰度。 （1）射线源. X射线机，2505EG-S2，2.5×2.5MM Ir192, 活度20Ci 3 ×3 MM
se75,
活度17Ci
3 ×3 MM
表3:透照试验数据（1）
底片像质指数 规格 射线源 焦 距 450 450 胶片 片号 增感屏 mm 0.03/0.1 0.1/0.2 0.1/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.1/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 0.03/0.1 0.1/0.2 0.2/0.2 13 14 13 12 13 13 13 14 14 13 13 O 13 O O O O O 条 孔 清 晰 较 清 晰 15 13 12 13 13 13 14 14 14 13 13 13 O O O O O O O O O 条 孔 模 糊 清 晰 O O O 特定缺陷影像 较 清 晰 模 糊 可 见 特 定 缺 陷
石油天然气钢质管道无损检测射线检测人员要求
石油天然气钢质管道无损检测射线检测人员要求射线检测人员除应符合4.4条的有关规定外，还应符合以下要求：7.1射线检测人员的健康状况应符合GB8703的有关规定，上岗前应按GB11924的规定进行辐射安全知识的培训。
7.2 射线检测工作的人员，视力必须满足下列要求：a)校正视力不得低于5.0（小数记录值为1.0），测试方法应符合GB11533的规定。
b)从事射线评片人员应能辨别距离400㎜远的一组高为0.5㎜、间距为0.5㎜的印刷字母。
并一年检查一次。
这里规定了射线检测人员除应符合 4.4条的有关规定外，还必须具有良好的身体素质。
上岗前应进行辐射安全知识培训，取得放射工作人员证，才允许上岗工作。
8 射线检测设备、器材和材料8.1射线源和能量的选择8.1.1X射线照相应尽量选用较低的管电压。
透照不同厚度焊缝时，允许使用的最高管电压应控制在图3的范围内。
对透照截面厚度变化大的工件时，允许采用超过图3规定的X 射线管电压，但最高不得超过50KV。
图3 透照厚度和允许使用的最高管电压射线源和能量的选择应按透照厚度来确定，图3中的斜线之下的区域为允许使用的能量范围，通常应尽可能选用能量较低的射线，以提高工件的对比度。
但对焊缝余高较高或厚度差较大（如小径管或焊缝两侧母材厚度差较大），为使有效透照区的焊缝和热影响区的黑度均在标准规定的范围内，在保证灵敏度要求的情况下，允许采用超过图3规定的X射线管电压，但最高不得超过50KV，以增大宽容度。
图3透照厚度和允许使用的最高管电压来源于GB3323-1987标准，最高不得超出50Kv主要参照欧洲标准和GB/T12605-1990标准，与JB4730标准规定相当。
8.1.2 γ射线源的最小透照厚度见表1。
表1 γ射线源的最小透照厚度γ射线源最小透照厚度T A（mm）名称平均能量（Mev）Se75 0.206 ≥5Ir192 0.35 ≥10 油气管道检测过去一般选择用Ir192γ射线源，近年来中薄壁管道广泛采用了Se75射线源。
无损射线检测取证培训 第4章射线透照工艺
对某些条件困难的现场透照工作，体积庞大的X射线机使用不方便可能成为主要问题。
只要与容器有关的焦能满足何不清晰度要求，环形焊缝的透照应尽量选用圆锥靶周向X射线机作内透中心法垂直全周向曝光，以 提高工效和影像质量。对直径较小的锅炉联箱管或其他管道焊缝，也可选用小焦点(0.5mm)的棒阳极X射线管或小焦点 (0.5~1mm)r射线源作360周向曝光。
A2/A1=(1/2)n n=60/75=0.8 A2/A1=(1/2)0.8=0.574
由式(4-8); A1t1/F12=A2t2/F22 t2=A1F22t1/A2F12=60.2min 答:曝光时间应为60.2 min.
曝光量的选择与修正
利用胶片特征曲线的曝光量计算
例3.所用胶片(D7)特性曲线如图4-3示，给定曝光量15mA·min，被检区 黑度为1.5，现为提高对比度，欲将度提高到2.5，求所需曝光量。 解:由特性曲线查知黑度变化时的曝光量修正系数
平方反比定律
曝光量的选择与修正
曝光因子
曝光因子互易律给出了在底片黑度不变的前提下，射线强度与曝光 时间相互变化的关系;平方反比定律给出了射线强度与距离之间的变 化关系。将以上两个定律结合起来，可以得到曝光因子的表达式。
X射线曝光因子ΨX ΨX=it/F2=i1t1/F12=i2t2/F22=intn/Fn2
同样，要透照厚度小于5mm的钢(铁素体钢或高合金钢)，除非允许较低的探敏度，也要选用X射线。
如要对大批量的工件实施射线照相，还是用X射线为好，因为曝光时间较短。
对厚度大于150mm的钢，即使用最大的γ射源，曝光时间也是很长的，如工件批量大，宜采用兆伏级高能X射线。
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Se75γ射线源的曝光时间计算和透照工艺分析冯华平(广州市锅炉压力容器监察检验所, 广州 510050)摘要：通过对Se75γ射线源的特性分析，参考曝光时间计算的表格法和公式法，研发出Se75源曝光时间的快速计算仪器；通过拍片工艺试验，提出获取优化的透照工艺参数的途径。
关键词： Se75γ射线源曝光时间计算优化透照工艺EXPOSURE TIME CALCULATION AND TECHNICAL ANALYSISOF γ SOURCE Se75Feng Huaping(Guangzhou Institute of Boiler and Pressure Vessel Supervision andInspection,Guangzhou 510050)Keywords:γsource Se75 , Exposure time calculation , Excellent exposure technical 近年来研制成功的第二代Se75γ射线源,从原来的单质硒改进成为热稳定性高、强度高的金属硒化物；射源形状从原来的圆柱形改进成为准球形，焦点尺寸比原来小23.5%，从而在几何不清晰度相同的情况下能使射源更接近被照工件，提高照射量率50%；它的半衰期是118天，是Ir192的1.6倍；它的发射平均能量为206Kev，接近X射线的能量水平，适宜透照5─40mm厚度的钢铁工件特别是锅炉受热面的小口径钢管工件，得到灵敏度和宽容度较高的透照影像。
因为有这些优点，新一代Se75源推出市场以后就受到探伤工作者的重视和欢迎。
[1]，[2]，[3]，[4]由于Se75源在我国使用时间还不长，探伤人员对它还有一个认识过程。
特别是目前未见到关于它的曝光时间的快速计算工具；另外，由于它的射线能量和辐射水平都较低，因此曝光时间比Ir192源要长（经试验，相同条件下，Se75曝光时间约为Ir192的1.8－3.0倍），有时还比X射线曝光时间要长。
如何根据它的性能特点选择优化的透照工艺参数，以求得透照质量和工作效率的统一，是值得探讨的问题。
本文就这方面的内容作分析探讨。
一．Se75源对钢铁工件的曝光时间计算根据文献［3］介绍，Se75源的透照厚度与曝光量的关系见表一所示。
Se75透照厚度与曝光量的对应关系表一透照厚度Se75曝光系数Ci·Sec/M2黑度D=2.0 黑度D=2.5mm 胶片D4 胶片D7 胶片D4 胶片D78 44320.28 18463.01 70242.91 29261.909 47500.97 19783.47 75283.97 31354.6910 50909.93 21198.37 80686.80 33597.1611 54563.54 22714.46 86477.38 36000.0012 58479.35 24338.99 92683.52 38574.7013 62676.18 26079.70 99335.05 41333.5314 67174.20 27944.90 106463.93 44289.6815 71995.03 29943.50 114104.43 47457.2416 77161.83 32085.03 122293.25 50851.3517 82699.43 34379.73 131069.76 54488.2118 88634.44 36838.55 140476.12 58385.1619 94995.38 39473.22 150557.54 62560.8320 101812.83 42296.31 161362.46 67035.1421 109119.53 45321.32 172942.81 71829.4422 116950.61 48562.66 185354.23 76966.6423 125343.70 52035.83 198656.37 82471.2424 134339.12 55757.40 212913.16 88369.5225 143980.11 59745.13 228193.10 94689.6526 154313.00 64018.06 244569.62 101461.7927 165387.43 68596.59 262121.41 108718.2628 177256.64 73502.57 280932.83 116493.7229 189977.65 78759.42 301094.28 124825.2730 203611.59 84392.24 322702.63 133752.6831 218223.99 90427.91 345861.72 143318.5832 233885.07 96895.25 370682.86 153568.6333 250670.08 103825.13 397285.30 164551.7534 268659.69 111250.64 425796.91 176320.3835 287940.33 119207.20 456354.67 188930.6936 308604.68 127732.82 489105.45 202442.8837 330752.02 136868.18 524206.62 216921.4538 354488.79 146656.90 561826.86 232435.5239 379929.05 157145.70 602146.96 249059.15由表一的数据,经数学整理,得到计算曝光时间的经验公式(1)、（2）、（3）、（4）D=2.0：D7胶片： A·t=0.018·F2·2TA/10 (1)D4胶片： A·t=0.042·F2·2TA/10 (2) D=2.5： D7胶片： A·t=0.028·F2·2TA/10 (3)D4胶片： A·t=0.067·F2·2TA/10 (4) 公式中, A：射源强度（ Ci ）t：曝光时间（ min ）F：射源至胶片距离（ cm ）TA：工件实际透照厚度（ mm ）通过公式(1)—(4)，解决了Se75源的曝光时间计算问题。
但是，要求探伤人员在生产现场用上述的公式法或表格法计算，也是不现实的。
很有必要研发出一种快速准确的计算工具，解决现场生产的曝光时间计算问题。
笔者利用可编程计算器（型号 CASIO fx-4500pA ），在对计算公式整理编程以后，把它内存于计算器之中。
仪器使用时，首先调出要求计算的数学程序，然后通过人机对话，根据仪器的提问，向仪器输入有关探伤数据，如：胶片达到一定黑度所需的射线剂量伦琴数E；透照焦距F；工件穿透厚度D；射源已出厂时间T（天）；射源出厂时的活度居里数A等，仪器就能根据公式准确迅速地计算出曝光时间（用时、分、秒显示）。
由于计算器有体积小、重量轻、携带容易、计算速度快、计算结果数字显示等优点，故特别适合生产现场的应用，成为探伤人员手中一件方便实用的计算工具。
二．Se75源对工件透照的工艺试验和结果分析：通过对Se75源的曝光时间计算，发现其曝光时间普遍比Ir192和X射线的曝光时间长，当射源的活度居里数越低，或工件透照厚度越大，曝光时间的增加就更明显。
例如，用40居里的Se75源透照10mm厚的工件，透照焦距600mm，使用的是天津Ⅲ型胶片和0.1mm铅箔增感屏，要求底片黑度为2.5，经计算曝光时间约为5分钟。
这与Ir192曝光时间2分40秒相比，曝光时间约增加83%；与X射线曝光时间3分钟相比，约增加67%。
这样，虽然Se75拍片质量比Ir192要好，也接近X射线的拍片效果，但是，由于曝光时间的明显增加，就使拍片效率显著降低，这样对工作是不利的，也大大影响了探伤人员使用Se75源的积极性，这是很值得关注和解决的问题。
为了尽可能缩短Se75的曝光时间，笔者从影响曝光时间的一些因素进行了拍片工艺试验和结果分析，以求得这些因素的影响效果。
1. 不同透照焦距对曝光时间的影响（表二）表二底片编号工件规格透照方式前屏厚度(mm) 透照焦距(mm) 底片黑度曝光时间1 Φ76×10双壁单影0.1 570 2.6～2.7 10＇2 Φ76×10 760 2.6～2.8 21＇3 Φ325×18335 2.4～2.7 7＇10”4 Φ426×18436 2.3～2.6 13＇从表二看出，随着透照焦距的增加，曝光时间也明显增加，这也验证了曝光量与距离的平方成反比的理论。
因此，要减小Se75的曝光时间，尽可能缩短透照焦距是一条重要的途径。
在制定透照工艺时，我们应优先选用单壁单影外照法或内照（偏心内照）法，以使射源能尽量靠近被照工件；此外，还应根据有关探伤参数，首先确定透照的L1min数值，透照时尽可能选择L1等于L1min或稍大于L1min，这样既满足标准中对几何不清晰度的要求，又确保选择的L1最小，从而大大缩短曝光时间。
2．不同底片黑度对曝光时间的影响（表三）表三底片编号工件规格透照方式前屏厚度(mm) 透照焦距(mm) 底片黑度曝光时间5 Φ114×6双壁单影0.1 124 2.5～2.6 17＇6 Φ114×6124 3.4～3.6 26＇7 Φ76×10570 2.6～2.7 10＇8 Φ76×10570 3.0～3.1 14＇从表三看出，底片黑度的增大，对曝光时间的增加也是相当明显的。
因此，除非验收标准有特别的规定，我们在根据底片黑度确定透照曝光量时，都应该尽量选取标准规定的黑度下限值。
如国标规定γ射线拍片底片黑度值为1.8～3.5，那么，我们制定工艺时就尽量在黑度1.8～2.0的范围内确定底片曝光量。
还有标准规定，用双片重迭观察评定时，单一底片的黑度可降到1.3,我们也可以采用这一方法，用较低的底片黑度值来确定曝光量，从而减小曝光时间。
3．不同厚度增感屏(前屏)对底片黑度的影响(表四) 表四底片编号工件规格透照方式前屏厚度(mm) 透照焦距(mm) 曝光时间底片黑度9 Φ51×5 双壁双影0.03 450 7＇33” 2.7～3.010 Φ51×5 双壁双影0.1 450 7＇33” 2.3～2.5从表四看出，在相同的曝光时间条件下，用0.03mm增感屏所拍的底片，比用0.1mm增感屏所拍的底片其黑度是增加了。
换言之，要拍黑度相同的底片，用0.03mm的增感屏比用0.1mm的增感屏其曝光时间就可以缩短，因此，采用较薄的铅薄增感屏也是减小曝光时间的途径之一。