《射線檢測技術(shù)》

現(xiàn)代測試技術(shù)2021.11編輯ppt第八章射線檢測技術(shù)射線檢測技術(shù)第一節(jié)射線檢測的物理根底8.1射線檢測的物理根底輻射

非電離輻射

電離輻射

直接—帶電離子，如α、β、陰極射線等，穿透能力差

間接—不帶電離子，如X、γ、中子射線，穿透能力強一、射線的種類8.1射線檢測的物理根底射線的穿透能力8.1射線檢測的物理根底射線的波長分布在射線檢測中應(yīng)用的射線主要是X射、γ射線和中子射線。X射線和γ射線屬于電磁輻射，而中子射線是中子束流。8.1射線檢測的物理根底8.1射線檢測的物理根底二、射線的產(chǎn)生X射線產(chǎn)生陰極—發(fā)射電子的燈絲加速裝置—高壓發(fā)生器—將電子加速，使之具有一定的動能—轟擊陽極靶

陽極—電子轟擊靶面，產(chǎn)生X射線

高能電子轟擊陽極靶有98%～99%的能量轉(zhuǎn)化成熱能散失掉，因此，陽極靶一定要耐熱，只有1%～2%的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線

變壓器冷卻水鎢燈絲玻璃金屬聚燈罩鈹窗口金屬靶X射線X射線電子8.1射線檢測的物理根底分類

X射線可分為兩類：連續(xù)X射線和標(biāo)識X射線連續(xù)X射線：波長呈連續(xù)分布的連續(xù)X射線，有一個極限波長λ0〔或短波限〕8.1射線檢測的物理根底標(biāo)識X射線：當(dāng)管電壓超過某一臨界值時，形成與靶材有關(guān)的特殊波長的射線X射線檢測中主要用連續(xù)譜

8.1射線檢測的物理根底γ射線同位素—質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，在周期表中處于同一位置產(chǎn)生放射性原子核在發(fā)生α衰變,β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能量級,要向低能級躍遷,輻射出γ光子.首先由法國科學(xué)家P.V.維拉德發(fā)現(xiàn)，是繼α、β射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。8.1射線檢測的物理根底天然放射性同位素：Ra226、U235人工放射性同位素：Co60、Ir192分類衰變規(guī)律隨時間延長，放射性逐漸減弱

λ為衰變常數(shù)；N0為原有原子數(shù)；N衰變后剩余原子數(shù)半衰期：衰變到原來一半時所需時間

8.1射線檢測的物理根底兩種人工放射性同位素的根本參數(shù)8.1射線檢測的物理根底編輯ppt中子射線產(chǎn)生：原子核〔除H外〕經(jīng)強大外力激發(fā)作用，會釋放出中子分類：中子源分類：同位素中子源、加速器中子源和反響堆中子源方法：質(zhì)子、α粒子、γ射線等轟擊原子核產(chǎn)生中子射線8.1射線檢測的物理根底8.1射線檢測的物理根底三射線特性1不可見性：射線波長比可見光短2穿透性：射線可以穿透物體，并產(chǎn)生衰減〔衰減性〕3不帶電荷：不受電磁場作用，又稱為直線性，是真實圖形的反映4光化反響：使物質(zhì)電離，使膠片感光5生物效應(yīng)：電離并殺死生命細胞，尤以中子射線為甚8.1射線檢測的物理根底散射吸收射線與物質(zhì)的相互作用四射線通過物質(zhì)時的衰減射線在穿透物質(zhì)時，與物質(zhì)相互作用，使強度減弱—衰減8.1射線檢測的物理根底吸收現(xiàn)象當(dāng)射線穿透物質(zhì)時，會因與物質(zhì)中原子核或核外電子碰撞而消耗，最終其能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。?dāng)能量較低時，形成光電效應(yīng)

吸收效應(yīng)的大小與射線本身能量的上下和被透照物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)8.1射線檢測的物理根底散射現(xiàn)象射線通過物質(zhì)后，不僅能量改變，有局部入射線改變了原來的方向,當(dāng)方向改變時，稱為湯姆遜散射改變方向及能量時，稱為康普頓散射

散射線是一些偏離了原射線的入射線方向，射向四面八方的射線。射線能量越低，被透照物質(zhì)中的電子密度越大，射線的散射效應(yīng)越顯著，散射線的強度越大8.1射線檢測的物理根底衰減由吸收(t)、散射(s)共同作用，其規(guī)律：其中，I、I0分別為入射線和透射線強度；μ為衰減系數(shù)；d為被測物質(zhì)的厚度

8.1射線檢測的物理根底射線衰減特性18.1射線檢測的物理根底射線衰減特性28.1射線檢測的物理根底半價層射線衰減特性38.1射線檢測的物理根底第二節(jié)X射線檢測的根本原理和方法8.2X射線檢測的根本原理和方法一、檢測原理利用射線在物質(zhì)中的衰減和對某些物體產(chǎn)生光化作用進行的。當(dāng)射線穿過工件完好部位時，其強度為：8.2X射線檢測的根本原理和方法HighElectricalPotentialElectrons-+X-rayGeneratororRadioactiveSourceCreatesRadiationExposureRecordingDeviceRadiationPenetratetheSample部位不同，射線強度不同X射線檢測8.2X射線檢測的根本原理和方法當(dāng)射線穿過工件有缺陷部位時，其強度為：所以，Δdμ`μI2I1dI08.2X射線檢測的根本原理和方法由兩式比較，當(dāng)厚度相同時：μ`＞μ，I2＜I1，缺陷部位強度＜完好部位例如：夾鎢，鎢為重金屬，對射線吸收較大，感光少，暗室處理時容易洗去，呈白色塊狀。而基體金屬吸收系數(shù)小，透過射線多，感光多，呈黑色

8.2X射線檢測的根本原理和方法μ’＜μ，I2＞I1，缺陷部位強度＞完好部位例如：氣孔、夾渣，對射線吸收少，感光多，呈黑色

μ’＝μ，I2＝I1，缺陷部位強度＝完好部位，不能顯現(xiàn)假設(shè)厚度不同，d變化而μ不變，可用于厚度檢測。8.2X射線檢測的根本原理和方法二、檢測方法常用的照相法、電離檢測法、熒光屏直接觀察法，開展的有電視觀察法；照相法射線衰減強度變化膠片感光潛影影像評判此法靈敏度高，直觀可靠，重復(fù)性好，但本錢較高，時間較長8.2X射線檢測的根本原理和方法電離檢測法射線工件電離室電離氣體電流判斷完整性

此法自動化程度高，本錢低，但定性困難8.2X射線檢測的根本原理和方法熒光屏直接觀察法此法本錢低，效率高，可連續(xù)生產(chǎn)，但分辨率差射線工件熒光屏缺陷形狀8.2X射線檢測的根本原理和方法電視觀察法電視觀察法是的開展，可用電視顯示系統(tǒng)直接顯示此法自動化程度高，可觀察動態(tài)情況。8.2X射線檢測的根本原理和方法電視觀察法8.2X射線檢測的根本原理和方法8.3X射線照相檢測技術(shù)第三節(jié)X射線照相檢測技術(shù)根據(jù)膠片上影像的形狀及其黑度的不均勻程度，就可以評定被檢測試件中有無缺陷及缺陷的性質(zhì)、形狀、大小和位置。此法的優(yōu)點是靈敏度高、直觀可靠、重復(fù)性好，是Χ射線檢測法中應(yīng)用最廣泛的一種常規(guī)方法。由于生產(chǎn)和科研的需要，還可用放大照相法和閃光照相法以彌補其缺乏。放大照相可以檢測出材料中的微小缺陷。8.3X射線照相檢測技術(shù)X射線照相檢測原理8.3X射線照相檢測技術(shù)一、照相法的靈敏度和透度計靈敏度定義：顯示缺陷的程度或能發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力分類

絕對靈敏度底片上能發(fā)現(xiàn)被檢試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸8.3X射線照相檢測技術(shù)相對靈敏度底片能發(fā)現(xiàn)被檢試件中與射線平行方向的最小缺陷尺寸，占缺陷處試件厚度的百分數(shù)其中，x為最小缺陷尺寸；d為試件厚度

相對靈敏度由于考慮了厚度因素，由，更能體現(xiàn)透照質(zhì)量，所以，通常所說的照相靈敏度即指此靈敏度8.3X射線照相檢測技術(shù)透度計〔像質(zhì)指示器〕實踐中最小缺陷尺寸很難確定，用確定尺寸的人工缺陷來標(biāo)定靈敏度就方便得多了；透度計用是來檢查透照技術(shù)和膠片處理質(zhì)量的，即定量地評價射線底片影像質(zhì)量的工具；8.3X射線照相檢測技術(shù)二、增感屏X射線產(chǎn)生效率非常低，要得到滿意的圖像，需要相當(dāng)長的時間，效果不理想，要用增感屏。分類

增感屏可分為：金屬增感屏、熒光增感屏和金屬熒光增感屏

片基金屬箔熒光層保護層增感系數(shù)：8.3X射線照相檢測技術(shù)金屬增感屏：可分為前屏、后屏，金屬箔置向膠片，其作用有：a增感作用：利用射線透過金屬屏激發(fā)二次電子和二次射線增感b濾波作用：為減少散射線不良影響，吸收波長較長的散射線，故影像清晰

組成及作用8.3X射線照相檢測技術(shù)熒光增感屏：射線照射在物質(zhì)上〔鎢酸鈣、硫化鋅鎘〕會產(chǎn)生熒光效應(yīng)，發(fā)出與某些膠片感光色相近波長的光，加快了感光速度，增大了可探測厚度；金屬熒光增感屏：結(jié)合了熒光增感屏增感效果好，金屬增感屏底片質(zhì)量好的優(yōu)點，制作而成。所以，此類增感屏使底片的感光速度比金屬屏快，且比熒光屏的像質(zhì)好。熒光增感屏所發(fā)熒光亮度與熒光物質(zhì)的晶粒度有關(guān)；熒光增感屏8.3X射線照相檢測技術(shù)三、曝光參數(shù)的選擇射線的硬度射線的穿透力。波長越短硬度越大，衰減越??；波長由管電壓決定，管電壓越高，波長越短；60～150kV：中等硬度；60kV以下：軟X射線；軟X射線有利于提高比照度。8.3X射線照相檢測技術(shù)射線的曝光量

定義：管電流i乘以時間t；

通常，在射線設(shè)備允許范圍內(nèi)，管電流盡量取得大些，以縮短曝光時間并減小散射線的影響。曝光距離與射線強度的關(guān)系：8.3X射線照相檢測技術(shù)焦距的選擇焦距：F，放射源到膠片的距離。由于幾何不清晰度Ug的影響，焦距選擇要充分參考射線源尺寸f和試件厚度d。a、b