射线幻灯片PPT课件

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二.射线检测的设备和器材
▪ 1.X光射线机 ▪ 2.γ射线机 ▪ 3.射线照相胶片 ▪ ４.射线照相辅助器材
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1.X光射线机
▪ 1.1X射线机的种类和特点 ▪ 按结构分:便携式X光射线机和移动式X光射线机 ▪ 按用途分:定向（40度）、周向（360度）、管道爬行器、软
X射线机等 ▪ X射线机的技术发展： ▪ 变频和恒频气绝缘X光射线几的机头比老式的工频油绝缘X光
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射线特点
▪ 射线波长约0.001~100纳米，不可见，但同可见光一样，属 于电磁波，所以以直线光速传播。
▪ 本身不带电，不受磁场和电场的影响。 ▪ 因为波长很小，所以在界面上只能发生漫反射，而无镜面反
射，折射角系数接近1（即近似于透射）。 ▪ 同其他电磁波一样，有干涉和衍射现象。 ▪ 能量是可见光的几十万倍，故穿透性强，穿透力与物质密度
射线机可减少1/3—1/2的重量，穿透能力却有提高。
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▪ 1.3 X射线机的基本结构
▪ 高压部分:X射线管、高压发生器（高压变压器、灯 丝变压器、高压整流管、高压电容）、高压电缆等。 冷却部分:延长射线机使用寿命，有自冷、循环油冷、 气体冷等方式。
▪ 保护部分:短路过流保护（保险丝）、阳极冷却保护、 零位保护、过载保护、接地保护、其他保护等。
▪ 控制部分:管电压的调节（自耦变压器）、管电流的 调节（灯丝加热电流）及各种操作指示（电源开关、 电压电流旋转纽、指示表头、计时器等）。
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▪ 1.2 X射线管 ▪ X射线管的种类：
▪ ①普通型（由阴极、阳极、玻璃外壳组成）、 ▪ ②金属陶瓷管（抗震性强、寿命长、真空度高、250KV以上尺寸小）、 ▪ ③特殊型（如曝光大口径环焊缝的周向管）。 ▪ 注意：各部分的工作过程、冷却方式，（具体示意图见教材 P28-30）。 ▪ X射线管的技术： ▪ ①两极特性（管电流和管电压在升压过程中可以独立调节） ▪ ②管电压（管电压越高，波长越短，穿透能力越强） ▪ ③焦点（焦点的尺寸取决于灯丝形状、大小等。焦点大，利于散热。焦
点小，底片清晰度好，照相灵敏度高。） ▪ ④真空度(真空度的高低会影响放电现象,从而使管电流突增或减小) ▪ ⑤寿命(灯丝的发射能力逐渐下降,剂量率为初始值的80%)。
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▪ 1.4Ｘ射线机的主要技术条件
▪ 电气性能要求：输入电压波动不超过额定10%,计时器误差在5%内，气绝 缘气压低于0.34MPa时高压应断电．有过压过流保护装置．
（密度和原子序数）
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3.射线照相法的原理及特点
▪ ３.１射线照相法的原理 ▪ 底片上各点的黑化程度取决于射线照射量（射线强度*照
射时间），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．（称为对比度，由观片 灯来评片）
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▪ ３.２射线照相法的特点 ▪ 适宜检测对象：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.也适宜检查铸钢件、角焊缝 ▪ 一般不适宜：钢板、钢管、锻件等。为什么？ ▪ 内部组织结构均匀，穿透厚度均匀。
▪ 易检测缺陷类型：局部厚度差形成的缺陷（气孔、夹渣）具 有较高检出率，对裂纹类受透照角度的影响。不能检测钢板 分层。
▪ 射线照相法几乎适用所有的材料，如钢、钛、铜、铝等，对 工件形状、表面粗糙度没有严格要求。
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▪ 2.2各种效应对照相质量的影响
▪ 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,而康普顿效应(1MeV)产生的散射线则会降低对比度.轻金 属试件照相质量往往比重金属试件照相质量差．
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散射Ｘ射线
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初始Ｘ射线
穿透Ｘ射线
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荧光Ｘ射线
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电子
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热能
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▪ ２.３射线强度衰减规律
▪ 窄束、单色射线衰减规律 I＝I0 e-uT ▪ 宽束、多色射线衰减规律 I＝I0 e-uT(1+n) ▪ 衰减系数μ和散射比n与射线的性质（波长）、物质的性质
相关，隔离开关射线检测。 ▪ 在穿透物质中与物质发生物理化学作用，电离作用、生物效
应、荧光作用。 ▪ X射线有连续谱（韧致辐射）和标识谱（核内层电子跃迁）。 ▪ Γ射线仅有标识谱。
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２.射线与物质的相互作用
▪ ２.１主要形式 ▪ 光电效应：当光子与物质原子的束缚电子作用时，光子把全
部能量转移给某个束缚电子，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。(低能量射线占优势) ▪ 康普顿效应:光子与电子发生非弹性碰撞,一部分能量转移给 电子,使它成为反冲电子,而散射光子的能量和运动方向发生 变化。(中等能量射线占优势) ▪ 电子对效应:当光子从原子核旁经过时,在原子核的库仑场作 用下,光子转化为1个正电子和1个负电子,这种过程称为电子 对效应。(高能量射线占优势)
射线检测
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一.射线检测的物理基础
▪ 1.射线的种类与性质 ▪ 2.射线与物质的相互作用 ▪ 3.射线照相法的原理
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1.射线的种类与性质
▪ 1.1 X射线的产生及特点
▪ X射线是在X射线管中产生的,X射线管是一个具有阴阳两极 的真空管,阴极是钨丝,阳极是金属制成的靶.在阴阳两极之 间加有很高的直流电压(管电压),当阴极加热到白炽状态时 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),最终以很大速度撞击在金属靶上,失去所具有 的动能,这些动能大部分转换为热能,仅有极少一部分转换为 X射线向四周辐射。
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▪ 管电流越大,表明单位时间撞击靶的电子数越多;管电压越 大时,虽然电子数目未变,但每个电子所获得的能量增大,因此 短波成分射线增加,且碰撞发生的能量转换过程增加;靶材料 的原子序数越高,核库仑场越强，韧致辐射作用越强,所以靶 一般采用高原子序数的钨制作.
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▪ 1.2 r射线的产生及特点
▪ R射线是放射性同位素经过a衰变或B衰变后，从激发态向 稳定态过渡的过程中从原子核内发出的，这一过程称为r衰 变，又称r跃迁（波长小于0.2埃）．它是核内能级之间的跃 迁，与原子的核外电子的跃迁一样，都可以放出光子，光子 的能量等于跃迁前后能级能值之差．不同的是原子的核外电 子跃迁发出的光子能量在几电子伏到千电子伏之间．而核内 能级的跃迁放出的r光子能量在千电子伏到几十兆电子伏之 间．