射线检测解析PPT课件
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工业上广泛采用人工同位素产生γ射线。由于γ射线的 波长比X射线更短，所以具有更大的穿透力。在无损检测中γ 射线常被用来对厚度较大和大型整体工件进行射线照相。
2020年9月28日
6 (10-9 m)
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
3、
中子是构成原子核的基本粒子。中子射线是由某些物质 的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生的。工业上常用人 工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线。在无损检测中 中子射线常被用来对某些特殊部件(如放射性核燃料元件)进行 射线照相。
连续X射线具有以下特点：
(1) 连续X射线的波长与阳极的材料无关。
(2) 连续X射线的波长在长波方向，理论上
λ=∞；而在短波方向，实验证明 具有最短波长λmin， 且有
min1U.24 (nm)
式中：U为X射线管的管电压，单位为kV。
2020年9月28日
11
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
（3） X射线管的效率为
原子核位于原子中心，由带正电的质子和不带电的中子组成，质子和中子均具有质量。 质子的电量与电子电荷相等。
2020年9月28日
7
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
二、
（一）X X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它具有光的特
性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。 它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光。
X 射线
射线
中子射线
不带电离子 电中性 贯穿物质的本领较强 广泛用于无损检测
2020年9月28日3来自第第二章6章射常线检用测无损检测方法
在射线检测中应用的射线主要是X射线、γ射线和中子射
线。X射线和γ射线属于电磁辐射，中子射线是中子束流。 由 于他们属电中性，不会受到库伦场的影响而发生偏转，且贯穿 物质的本领较强，被广泛应用于无损检测。
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
第二章 射线检测
射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料 对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的 图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或 零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。这是因为它具有 以下优点： 1、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无 严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测； 2、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定 量和定位； 3、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。
而且其最短波长λmin 愈向短波方向移动， 如图所示。
min1U.24 (nm)
2020年9月28日
不同管电压下钨靶连续X射线
13
第第二章6章射常线检用测无损检测方法 2、标识X
根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原子 是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能量。
2020年9月28日
2
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
第一节 射线检测的物理基础
一.
波长较短的电磁波叫射线，速度高、能量大的粒子流也叫
射线。
非电离辐射
微波辐射
红外线辐射
辐射
直接电离辐射
阴极射线
射线
带电离子 贯穿物质的本领较差
质子射线
辐射：射线由射 线源向外发射的 过程。
间接电离辐射
在X射线管内，高速运动的电子到达阳极靶时将产生连续X射线。如果电子
的动能达到相当的数值， 可足以打出靶原子(通常是重金属原子)内壳层上 的一个电子， 该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层的某一个位置 上。 于是原子的内壳层上（低能级处）有了一个空位，邻近高能级壳层上 的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间一系列电子的跃迁。外层高能 级上的电子向内层低能级跃迁时将释放出多余能量，从而发射出X射线。显 然，这种X射线与靶金属原子的结构有关，其能量或波长是确定的，因此称 其为标识X射线或特征X射线。标识X射线通常频率很高， 波长很短。
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
X射线通常是将高速运动的电子作用到
金属靶(一般是重金属)上而产生的。X射线 源即X射线发生器主要由三部分组成：发射 电子的灯丝（阴极）、受电子轰击的阳极 靶面、电子加速装置——高压发生器。图 为在35 kV的电压下操作时，钨靶与钼靶产
生的典型的X射线谱。钨靶发射的是连续光
1、X
X射线又称伦琴射线，是射线检测领域中应用最广泛的一 种射线，是由原子的内层电子跃迁释放能量而发射出的一种电 磁波，波长范围约为0.0006～100 nm。在X射线检测中常用的 波长范围为0.001～0.1 nm。X射线的频率范围约为3×109～ 5×1014 MHz。
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
X射线波长范围约为0.0006～100 nm, X射线检测中常用的波长范围为0.001～0.1 nm。
(10-9m)
射线的波长分布
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
2、 γ射线
γ射线是一种波长比X射线更短的射线，波长范围约为 0.0003～0.1 nm，频率范围约为3×1012～1×1015MHz。
PZIU2 ZU
P0 IU
式中：P=αZIU2为连续X射线的总功率；P0=IU为输入功率；Z为阳极的原子 序数,钨靶为74；U为管电压，单位为kV；α为常数，约等于1.5×10-6。
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
(4) X射线管的 管电压愈高，其连续
X射线的强度愈大，
了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表 面时，由于猝然停止，它所具有的动能必定转变 为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条 件不同，电子的能量和波长不同，所以辐射的电 磁波具有连续变化的波长。
在任何X射线管中，只要电压达到一定数值， 连续X射线总是存在的。
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
射线检测的缺点：
射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏 度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平 面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线 方向平行时才能够对其进行有效检测。另外，射线对人体有 害，需要有保护措施。
谱，而钼靶除发射连续光谱之外还叠加了
两条特征光谱，称为标识X射线，即Kα线和
Kβ线。若要得到钨的Kα线和Kβ线，则电 压必须加到70 kV以上。
钨与钼的X射线谱
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
1、连续X
根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子
将产生电磁辐射。在X射线管中，高压电场加速
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
3、
中子是构成原子核的基本粒子。中子射线是由某些物质 的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生的。工业上常用人 工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线。在无损检测中 中子射线常被用来对某些特殊部件(如放射性核燃料元件)进行 射线照相。
连续X射线具有以下特点：
(1) 连续X射线的波长与阳极的材料无关。
(2) 连续X射线的波长在长波方向，理论上
λ=∞；而在短波方向，实验证明 具有最短波长λmin， 且有
min1U.24 (nm)
式中：U为X射线管的管电压，单位为kV。
2020年9月28日
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
（3） X射线管的效率为
原子核位于原子中心，由带正电的质子和不带电的中子组成，质子和中子均具有质量。 质子的电量与电子电荷相等。
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
二、
（一）X X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它具有光的特
性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。 它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光。
X 射线
射线
中子射线
不带电离子 电中性 贯穿物质的本领较强 广泛用于无损检测
2020年9月28日3来自第第二章6章射常线检用测无损检测方法
在射线检测中应用的射线主要是X射线、γ射线和中子射
线。X射线和γ射线属于电磁辐射，中子射线是中子束流。 由 于他们属电中性，不会受到库伦场的影响而发生偏转，且贯穿 物质的本领较强，被广泛应用于无损检测。
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
第二章 射线检测
射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料 对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的 图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或 零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。这是因为它具有 以下优点： 1、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无 严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测； 2、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定 量和定位； 3、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。
而且其最短波长λmin 愈向短波方向移动， 如图所示。
min1U.24 (nm)
2020年9月28日
不同管电压下钨靶连续X射线
13
第第二章6章射常线检用测无损检测方法 2、标识X
根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原子 是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能量。
2020年9月28日
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
第一节 射线检测的物理基础
一.
波长较短的电磁波叫射线，速度高、能量大的粒子流也叫
射线。
非电离辐射
微波辐射
红外线辐射
辐射
直接电离辐射
阴极射线
射线
带电离子 贯穿物质的本领较差
质子射线
辐射：射线由射 线源向外发射的 过程。
间接电离辐射
在X射线管内，高速运动的电子到达阳极靶时将产生连续X射线。如果电子
的动能达到相当的数值， 可足以打出靶原子(通常是重金属原子)内壳层上 的一个电子， 该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层的某一个位置 上。 于是原子的内壳层上（低能级处）有了一个空位，邻近高能级壳层上 的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间一系列电子的跃迁。外层高能 级上的电子向内层低能级跃迁时将释放出多余能量，从而发射出X射线。显 然，这种X射线与靶金属原子的结构有关，其能量或波长是确定的，因此称 其为标识X射线或特征X射线。标识X射线通常频率很高， 波长很短。
2020年9月28日
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
X射线通常是将高速运动的电子作用到
金属靶(一般是重金属)上而产生的。X射线 源即X射线发生器主要由三部分组成：发射 电子的灯丝（阴极）、受电子轰击的阳极 靶面、电子加速装置——高压发生器。图 为在35 kV的电压下操作时，钨靶与钼靶产
生的典型的X射线谱。钨靶发射的是连续光
1、X
X射线又称伦琴射线，是射线检测领域中应用最广泛的一 种射线，是由原子的内层电子跃迁释放能量而发射出的一种电 磁波，波长范围约为0.0006～100 nm。在X射线检测中常用的 波长范围为0.001～0.1 nm。X射线的频率范围约为3×109～ 5×1014 MHz。
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
X射线波长范围约为0.0006～100 nm, X射线检测中常用的波长范围为0.001～0.1 nm。
(10-9m)
射线的波长分布
2020年9月28日
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第第二章6章射常线检用测无损检测方法
2、 γ射线
γ射线是一种波长比X射线更短的射线，波长范围约为 0.0003～0.1 nm，频率范围约为3×1012～1×1015MHz。
PZIU2 ZU
P0 IU
式中：P=αZIU2为连续X射线的总功率；P0=IU为输入功率；Z为阳极的原子 序数,钨靶为74；U为管电压，单位为kV；α为常数，约等于1.5×10-6。
2020年9月28日
12
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
(4) X射线管的 管电压愈高，其连续
X射线的强度愈大，
了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表 面时，由于猝然停止，它所具有的动能必定转变 为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条 件不同，电子的能量和波长不同，所以辐射的电 磁波具有连续变化的波长。
在任何X射线管中，只要电压达到一定数值， 连续X射线总是存在的。
2020年9月28日
10
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
2020年9月28日
1
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
射线检测的缺点：
射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏 度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平 面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线 方向平行时才能够对其进行有效检测。另外，射线对人体有 害，需要有保护措施。
谱，而钼靶除发射连续光谱之外还叠加了
两条特征光谱，称为标识X射线，即Kα线和
Kβ线。若要得到钨的Kα线和Kβ线，则电 压必须加到70 kV以上。
钨与钼的X射线谱
2020年9月28日
9
第第二章6章射常线检用测无损检测方法
1、连续X
根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子
将产生电磁辐射。在X射线管中，高压电场加速