射线及其检测原理
射线及其检测原理1898年11月8日,伦琴发现了X射线,从此无损检测技术开始发生了质的变革。它使固体内部的缺陷得以直观地显现出来。X射线是一束光子流。在真空中,它以光速直线传播,本身不带电,故不受电磁场的影响。具有波粒二象性。从物理学中,我们知道,凡具有加速度的带电粒子都会产生电磁辐射。因此当电子在高压电场的作用下,高速运动时,突然撞击到靶面,(会产生很大的负加速度)从而形成了所谓的韧致辐射。简单地说,它是由高速运动的电子撞击靶面而产生的。另一方面,当电子的动能足够大时,将会把靶面原子的内层电子轰击出来,在原位置形成孔穴,而此刻,外层的电子(位于高能级)产生跃迁以填补该孔穴。同时,它将多余的能量以X射线的形式放出,形成所谓的标识X射线。标识射线的波长是不连续的。它取决于靶面的材料。它通常用于对材料的化学成分进行定性分析。在无损检测探伤中,一般用前者。X射线具有很强的穿透能力。在媒体的界面,它的折射率很小,几乎为1。从而使我们可以按几何方式来计算成像的比例。 由韧致辐射产生的X射线,具有连续谱线。它的波长取决于电场的电压和场内的电子流。其强度表示为: I= 其中,K----系数;i------管电流; U-----管电压;Z-----靶的原子序数。 穿透物体后,射线的强度为:I1=Io X exp(-ud),射线入射强度减弱一半的吸收物质厚度称为半价层。 宽容度(L)指胶片有效密度范围对应的曝光范围。在胶片特性曲线上,就用接近 线型象质计应放在射线源一侧的工件表面上被检焊缝区一端(被检区长度的l/4部位)。金属丝应横跨焊缝并与焊缝方向垂直,钢丝置于外侧。当射线源一侧无法放置象质计时,也可放在胶片一侧的工件表面上,但象质指数应提高一级,或通过对比试验,使实际象质指数达到规定的要求。象质计放在胶片一侧工件表面上时,应附加“F”标记以示区别。中心透照环焊缝时,每隔如”放置一个象质计。多个管子接头在一张底片上同时显示时,至少应放一个象质计,且置于最边缘的那根管子上。
为了评价X射线在胶片上的成像质量,人们通常用像质计作为检测标准。线型像质计的摆放,应在射线源一边。灵敏度的计算为:m=di/DpX100%
射线照相影响质量的基本因素有:①黑度, 黑度与照相灵敏度 S三大要素(照相对比度面D,不清晰度U和颗粒度Gr)的关系。 胶片固有不清晰度产生的主要原因:由于照射到胶片上的射线在乳剂层科 散射线是射线与物质作用产生。物质的厚度越大,射线的照射面积越大,试件内部产生散射线越大,n值越大,底片对比度D便减小。凡是被射线照射到的物体,例如试件、暗袋、桌面、墙壁、地面,甚至空气都成为散射源。其中最大的散射源往往是试件本身。要想完全排除散射线的影响是不可能的,只能在实际透照过程中根据具体情况加以限制,一般可采取下列措施:
在X射线照相中,在能穿透工件的前提下,尽可能选择较低管电压,从而得到较大的衰减系数和较小的散射比,即14rtl值尽可能大,以便提高射线照相灵敏度。 ①一般说来,射线源都有一定的几何尺寸,当缺陷尺寸比焦点尺寸d大得多时,焦点对透照底片对比度D的影响可忽略不计。
问题: A:正在工作的一台X射线机窗口的辐射场内的射线剂量率为40R/min·M,无遮挡,不计空气吸收和散射线的情况下,距焦点 20米处的射线照射剂量率为多少 R/min?以19ImR为射线工作人员一天的安全剂量限度,距焦点20米处,一分钟内的射线剂量是安全剂量的多少倍?在该处停留的时间为多少秒下,才能保证不超过射线工作人员一天的安全剂量?(两位有效数字)。 解: 得:P2=0.1(R/min) 2:100/19 = 5.3 3:t = 19/100/60 = 11.4秒 B:对某射线源铅的半价层为lmm,若采用铅做防护层,已知该防护层两侧射线剂量率分别为3.62R/h及10mR/h,求此防护层的厚度? 解:D=0.693/u (D半价层)得:u = 0.693mm-1 I = I0 X e-ud d = Ln(3620/10)/ 0.693 = 8.5mm 解: P = P0 X e-ud 得:d = Ln(P0/P)/ u = Ln(66/2.1)/ 0.1386 = 25mm 实时成像系统及工业CT 数字射线照相系统是在普通的工业电视系统上,增加了计算机图象处理的结果。
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