射线知识小结

第一章

一、X射线和γ射线的性质：

●在真空中以光速直线传播。

●本身不带电，不受电场和磁场的影响。

●在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样发生镜面反射；X射线和γ射

线的折射系数非常接近于1，所以折射的方向改变不明显。

●可以发生干涉和衍射现象，但只能在非常小的光阑中发生这种现象。

●不可见，但能穿透可见光不能穿透的物质。

●在穿透物质过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用，例如，电离作用、荧光

作用、热作用以及光化学作用。

●具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。

二、X射线的产生：

在阴阳两极之间加有很高的直流电压（管电压），等阴极加热到白热状态时释放出大量电子，这些电子在高压电场中被加速，从阴极飞向阳极（管电流），最终以很大的速度撞击在金属靶上，失去所有的动能，这些动能绝大部分转化为热能，仅有极少一部分转化为X射线向四周辐射。

三、炜致辐射：当带电粒子与原子相碰撞（更准确地说是与原子核的库伦场相互作用）发生

骤然减速时，由此伴随产生的辐射叫炜致辐射。

四、γ衰变又称γ跃迁，γ跃迁是核内能级之间的跃迁，核内能级的跃迁放出的γ光子能量

在几千电子伏到十几兆电子伏之间。

五、半衰期：放射性同位素衰变掉原有核数一半所需时间，称为半衰期。

六、射线与物质的相互作用：

(一)光电效应：

●当光子与物质原子的束缚电子作用时，光子把全部能量转移到某个束缚电子，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。

●光电效应发射出的电子叫光电子。

●光电效应的发生概率与射线能量和物质原子系数有关，它随着光子能量增大而减

小，随着原子序数Z的增大而增大。

(二)康普顿效应：

●康普顿效应产生反冲电子，能量不全部消失。

●康普顿效应产生的概率大致与物质原子序数成正比，与光子能量成反比。

(三)电子对效应：

当入射光子能量＞1.02MeV时，才会发生电子对效应。

(四)瑞利散射：

●瑞利散射是相干散射（散射线与入射线具有相同的波长，从而能够发生干涉的散射

工程）的一种。

●瑞利散射的概率与物质原子序数和入射光子能量有关，大致与物质原子序数Z的

平方成正比，并随入射光子能量增大而急剧减小。当入射光子能量在200keV以下

时，瑞利散射的影响不可忽略。

(五)各种相互作用发生的相对概率：

●对于低能量射线和原子核序数高的物质，光电效应占优势。

●对于中等能量射线和原子核序数低的物质，康普顿效应占优势。

●对于高能量射线和原子核序数高的物质，电子对效应占优势。

●当光子能量为10keV时，光电效应占绝对优势。随着能量的增加，光电效应逐渐

减小，而康普顿效应的影响却逐渐增大。稍过100keV，两种效应相等，瑞利效应

在此能量附近发生的概率达到最大，但不超过100%。在1MeV左右，射线强度

的衰减几乎都是康普顿效应造成的。光子能量继续增大，由电子对效应引起的吸收

逐渐增大，在10MeV左右，电子对效应和康普顿效应作用大致相等，超过10MeV

以后，电子对效应的概率增大。

(六)各种效应对射线照相质量产生的影响：

●光电效应和电子对效应引起的吸收有利于提高照相对比度。

●康普顿效应引起的散射线则会降低对比度。

七、半价层：

●使入射射线强度减少一半的吸收物质的厚度称为半价层。在射线检测中，通常用半价层

来评价射线的穿透能力，表示X射线的有效能量，标定X射线标准源。

●X射线的吸收系数随穿透厚度的增加而减小，半价层厚度随穿透厚度的增加而增加。

八、射线照相法的原理：

射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和在物体中的穿透厚度。如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当的位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决于射线的透照量，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异。底片上相邻区域的黑度差定义为“对比度”。把底片放在观片灯光屏上借助透过光线观察，可以看到有对比度构成的不同形状的影像，评片人员据此判断缺陷情况并评价试件质量。

九、射线照相法的特点：

●射线照相法在锅炉、压力容器的制造检测和在用检测中得到广泛运用，它的检测对象是

各种熔化焊接方法（电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等）的对接接头。也能检测铸钢件，在特殊的情况下也能用于检测角焊缝或其他一些特殊结构试件。它一般不适宜钢板、钢管、锻件的检测，也较少用于钎焊、摩擦焊等焊接方法的检测。

●该方法对试件的形状、表面粗糙度没有严格要求，材料晶粒度对其不产生影响。

十、注意点：

●连续X射线的波长与管电压有关，与管电流无关，管电压越大，波长越小。

●γ射线的能量是由放射性同位素的种类决定的。

●X、γ射线是电磁辐射，中子射线不是，三者都是电离辐射。

●通常所说的200KVX射线是指最大能量为0.2MeV的“白色”X射线。

●在一般的工业探伤中，射线与物质的相互作用时，主要产生的两个效应是光电效应和康

普顿效应。

●X射线的穿透能力取决于千伏值。

第二章

一、X射线机的种类和特点：

●便携式X射线机：体积小、质量轻、便于携带、适用于野外和高空作业的X射线机。

●移动式X射线机一般采用强制油循环冷却。

●定向X射线机：其机头产生的X射线辐射方向为40°左右的圆锥角，一般用于定向单

张摄片。

●周向X射线机：这种X射线机产生的X射线束向360°方向辐射，主要用于大口径管

道和容器环焊缝摄片。

二、X射线管：

(一)X射线的强度与阳极靶材的原子序数有关，所以一般工业用X射线管的阳极靶常

选用原子序数大、耐高温的钨来制造，软X射线管则选用钼靶；阳极体导热率大

的无氧铜制成。

(二)X射线管的冷却方式：

●辐射散热式

●冲油冷却式

●旋转阳极自然冷却

(三)金属陶瓷管的优点：

●抗震性强，一般不易破碎。

●管内真空度高，各项电性能好，管子寿命长。

●容易焊装铍窗口。

●对250kV以上的管子，尺寸比玻璃管小得多。

(四)X射线管的技术性能

1.阳极特征：

●阳极特征即X射线管的管电压与管电流的关系

●在管电压较低时（10~20kV），X射线管的电流随电压增加而增大，当

管电压增大到一定程度后，管电流趋于饱和从而不再增加。这说明在某

一恒定的灯丝加热电流下，阴极发射的热电子已经全部到达了阳极，再

增加电压亦不可能再增加管电流，也就是说，工业检测用的X射线管

工作在电流饱和区。由此可知，对工作在饱和区的X射线管，要改变

管电流，就只有改变灯丝的加热电流（即改变灯丝的温度）。

2.X射线管的焦点

●焦点是X射线管的重要技术指标之一，其数值大小直接影响照相灵敏

度。

●X射线管的焦点的尺寸取决于X射线管阴极灯丝的形状和大小、阴极

头聚焦槽的形状以及灯丝在槽中安装的位置。此外管电流与管电压对

焦点的大小也有一定影响。

●阳极靶被电子撞击的部分叫做实际焦点。

●焦点大，有利于散热，可承受较大的管电流；焦点小，照相清晰度好，

底片灵敏度高。

●实际焦点垂直于管轴线上的正投影叫做有效焦点，它有三种形状：圆

焦点（用直径表示）、长方形焦点[用(长+宽)∕2表示]和正方形焦点（用

边长表示）。