射线检测原理
屠耀元
华东理工大学无损检测教研室
1997.10---2009.8
第一节原子与原子结构
* 学习原子和原子核结构理论了解射线产生的机理
一原子
1 原子的概念:
* 定义：组成单质和化合物分子的最小微粒，由原子核和核外电子构成。
2 原子的构成:
* 原子是由原子核和核外电子所构成。
* 电子围绕原子核作行星运动；电子在一定轨道上饶核运动。
* 原子是有质量、有尺寸的一种粒子。
（1）质量：几乎集中在原子核内，核的密度非常大！如果：把核集中在 1cm3 的体积内，那么：这1cm3的体积内核的总重量为 108吨！（一万万吨！）#
（2）大小：原子半径 10-8 cm 数量级。原子核半径 10-13cm 数量级。如果：核的半径为 1cm
核（1cm）电子
* ------------------------------*（约1000米） / 10-8/10-13 = 100000 倍
（3）电荷：原子核带正电；电子带负电；原子为中性。
（4）构成：原子核（质子 + 中子）+电子
数量关系：原子量 = 质子数 + 中子数
A = Z + N
例：60钴 60 = 27 + 33
质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数
3 原子结构理论---玻尔理论（玻尔模型）
* 20世纪初二种不同的原子结构模型
1903年：汤姆森假设：核子与电子在原子内均匀分布 #
1911年：卢瑟福模型：行星分布图11
* α散射实验否定了汤姆森假设肯定了卢瑟福模型
* 卢瑟福模型不完善，1913年玻尔提出了完善的原子结构模型 ---玻尔模型. 玻尔理论（玻尔模型）的要点：
（1）原子只能存在一些不连续的稳定状态，这些稳定状态各有一定的能量E1、E2、E3.....En。处于稳定状态中运动的电子虽然有加速度，但不发生能量辐射。能量的改变，由于吸收或放射辐射的结果或由于碰撞的结果。
（2）原子从一个能量为En的稳定状态过度到能量为Em的稳定状态时，它发射（或吸收）单色的辐射，其频率υ决定于下列关系式（称为玻尔频率条件）：
hυ=En-Em En、Em分别为较高、较低能级的能量值。稳定状态的改变（或能量的改变）是不连续的。
4 玻尔理论中的几个概念：
* 基态：原子处于最低能量的状态称为基态，是稳定状态；
* 激发态：电子获得能量从低能级轨道进入高能级轨道，该过程称为激发；此时原子处于高能量状态，称为激发态，激发态是不稳定的状态；
* 原子的状态特性：任何不稳定状态的原子必将自动的回到稳定状态即回到基态；该过程将释放出原子高
于基态的能量，即产生辐射。释放能量的过程可以一次回到基态，也可以逐次回到基态；
* 跃迁：电子从一个轨道向另一个轨道的运动，称为跃迁（包括从低到高；或从高到低的运动）；
* 能级：用平行线表示核外电子所处的能量级别称为能级，外壳层能级最高，但外壳层上的电子结合能最
低。
图11 #
二原子核
1 原子核的结构
* 精确的结构模型自今尚未建立 *
多种模型并存的状态：壳层模型，液滴模型...、
2 原子核的构成图1
3 * 均匀分布
* 不同数量的质子和不同数量的中子构成不同性质（元素）的原子核
* 原子的原子量A代表该原子的原子核的质子和中子的
总和: A = Z + N
3 原子核的电荷正电荷=原子序数 Z
4 原子核的半径 10-13----10-12 cm
5 原子核的质量
* 原子核的质量 >>电子的质量;原子的质量≈原子核的质量#
6 核的稳定性
* 核的稳定性取决于质子与中子数量的组合
质子与中子数量： 2、8、20、28、50、82、126 最稳定。
7 核内的几种作用力
* 库仑力
* 核力：存在于质子和中子间，是核稳定性的重要因素
核力的性质：
（1）核力与电荷无关；（2）
核力是短程力；
（3）核力≈ 100x库仑力，是强相互作用力；（4）
核力促成核子的二种结合形式
成对结合：质子 + 中子
对对结合：一对质子 +一对中子 #
三元素及元素周期律
1 元素的概念
（1）定义：具有相同核电荷的一类原子称为元素。
例如：所有一个核电荷数的原子称为氢元素，所有
八个核电荷数的原子称为氧元素...
（2）元素符号: 表示某种元素的一个符号
A：原子量（原子质量数）。
Z：原子序数：原子在元素周期表中的排列序号。原子核所带的正电荷数。图12
2 同位素
* 质子数相同而质量数不同的元素称为同位素。
如：1H，2H，3H 图12 #
3 元素周期律
* 1869门捷列夫发现元素周期律
* 自然定律: 玻尔理论对元素周期律的科学解释
元素周期律揭示了：元素的性质是随着元素原子序数的增加而呈现出周期性的变化，这一变化的原因是它们
的原子结构随着原子序数的增加而呈现周期变化的规律。
四放射性衰变
* 原子核的重要性质----放射性
1 核的稳定性概念
* 处于基态的稳定性原子核.…
* 处于激发态的不稳定原子核.... 衰变.…
* 衰变的定义：在无外界作用下，不稳定原子核自发释放出中子和质子，转变为另一种元素的原子核，这种
现象称为衰变。#
* 自然衰变与人工衰变.…
* 稳定同位素与不稳定同位素…
* 放射性同位素与人工放射性同位素.…
2 α衰变
* 放射性原子核释放出α粒子的过程称为α衰变。
* α衰变后，原子核内核子数的变化：
α粒子是氦的原子核（He) 核内：2个质子，2个中子
一次α衰变：质子数减少二个，中子数减少二个，原子量减少4。图13
* α粒子所形成的α射线是一种电离辐射。
3 β衰变
* 放射性原子核释放出β粒子的过程称为β衰变。#
* β衰变后，原子核内核子数的变化：
β粒子是电子, 一次β衰变：质子数增加一个，原子量不变。图13
4 γ衰变(辐射) * 放射性原子核释放出γ光子的过程称为γ衰变(辐射)。
* γ衰变通常是在α衰变和β衰变过程中发生的。
* γ射线的释放不影响原子核的核子数，仅减少原子核的能量。
* 并非每一个α衰变和β衰变都释放γ光子。
5 人工放射性
* 用高能粒子轰击稳定原子核，使其变成不稳定的具有放射性的原子核，这些原子核具有人工放射性。
* 钴60的典型衰变图25 #
第二节射线的种类和性质
* 了解射线的各种性质及应用
一、 X射线和γ射线的本质与性质
1 本质：电磁波
* X射线、γ射线、可见光、无线电波、红外线都是电磁波
* X射线和γ射线是波长较短的电磁波
无线电波红外线可见光紫外线 X射线宇宙射线
---------|----------|----------|---------|---------------|--------------
|----------|
γ射线
2 波动关系：λ=C/υ
λ（波长 A），C（光速），υ（频率） 1-1.40(T8)
3 波长单位：埃 A=10-8 cm ；纳米 nm=10-7 cm. #
4 性质：
（1）不可见，在真空中以光速传播；
（2）不带电，不受电场和磁场的影响；
（3）具有某些光学特性：反射，折射（折射系数近似1），干涉和衍射....；
（4）具有极大的能量，能穿透物体；
（5）能使物质电离，能产生热效应和光化作用；
（6）能杀伤生物细胞，破坏生物组织，具有辐射生物效应。#
二连续X射线（白色X射线，多色X射线） * X射线: 射线束中包括--- 连续X射线和特征X射线
1 产生机理：根据电动力学理论，作加速运动（包括负加速运动）的带电粒子将产生电磁辐射。X射线管内高速运动的电子与靶原子碰撞时，与原子核外库仑场作用，而产生电磁辐射，称为韧致辐射。这种辐射又由于是电子急剧停速引起的所以又称停速辐射图21
2 连续X射线谱及最短波长：图22
* 根据经典电动力学理论，韧致辐射的能量与停速时间Δt成反比
1
E∽ ----- Δt--连续变化，E--连续变化，
Δt E=hυ=hc / λλ--连续变化#
* λmin的导出：电场能 = 电子动能 = 光子能 + 消耗能
1
Ue = ---- MV2 = hυ + p 图21
2
1
∴ hυ= ---- MV2 - p= Ue -p
2
Ue
如果 p -->0 则 hυmax Ue υmax =-----; υ=c/λ
hc 12.4 h
∴λmin = ---- = ------- (h、c、e均为常数）
Ue U
单位：λmin：埃。 U：千伏。 #
例： U=200Kv, λmin =12.4 / 200= 0.062 埃
* 连续谱变化规律：
1.管电压变；
2.管电流变；
3.滤波的影响；
4.Z的影响。
图22 3 连续X射线强度分布曲线及强度计算：图22
* 连续谱曲线 I（λ）极其复杂！总强度：求面积积分
* ∞
* I = ∫ I（λ） dλ=K Zi Um =KZiU2 (m=2)
* λmin
式中：K--系数 1.1--1.4×10-9 /v Z--原子序数； i--管电流； U--管电压
* 影响强度的因素 U、Z、i #
4 连续X射线的效率（转换效率）：
连续X射线强度 KZiU2
* 计算公式η=---------------------=----------- =KUZ
* 电功率 iU
* K值：K= 1.1--1.4×10-9 /v；
K= 1.1--1.4×10-6 /Kv
* 影响转换效率的因素 K、 U、 Z * 例：Z=74；U=200；求η
η=1.4×10-6 ×74×200=2%
5 连续X射线的空间强度分布：图23
* 垂直方向不是强度最大方向
* 实际曝光场是一个椭圆
* 通过实验测定曝光场的强度分布 #
三标识X射线（特征X射线，线状X射线，单色X射线）
1 标识X射线产生机理图24
* 能量较大的电子入射到靶材料的原子中，与壳层电子碰撞，击出内电子，使原子处于激发态（吸收）；激
发态原子释放能量发射光子（辐射）。即发射标识X射线。产生标识X射线的条件：管电压>某一临界值时，
才能产生标识X射线。
例： W 靶：69.5KV 开始产生标识X射线；
Mo靶：20KV 开始产生标识X射线；
2 标识谱及其特征图24
* 标识X射线谱是叠加在连续谱上的单色谱。其线系为：
* 入射到K层的发射K系标识X射线， Kα Kβ…
* 入射到L层的发射L系标识X射线, Lα Lβ... *
入射到M层的发射M系标识X射线, MαMβ....
四连续X射线与标识X射线的区别
（1）产生机理不同.…
（2）能量与波谱不同.…
（3）强度不同.…
X射线管产生的X射线包括：连续X射线和标识X射线
五γ射线 )
1 产生原理
* 原子核的重要性质----放射性
* 贝克勒尔发现α，β，γ射线
* 原子核的能级α和β衰变后的能级状况, 多余能量的释放
* 放射性同位素产生α或β衰变之后，若仍处于高能级的激发状态，必定要释放多余的能量回到低能级
的稳定状态（基态），这时发射γ射线。图25 #
2 衰变规律与半衰期
* 衰变规律： N=Noe-λt
式中：No--初始状态的放射性原子核数（或强度）；
N --t 时间后的放射性原子核数（或强度）；
λ --衰变常数。
* 并非每一次衰变都发射γ射线。 *
放射性同位素的能量不随时间改变。
* 半衰期的定义：放射性同位素原子核数（或强度）
衰变到一半时所需的时间称为该同位素的半衰期。
记以T ?。 #
* 半衰期公式的推导：
N 1
------ = ---- = e-λT?
No 2
二边取自然对数，
Ln(1/2)=-λT? ----> Ln2=0.693
所以： 0.693
T?= -------- 例：Co60 T?=5.3年
λλ=0.693/5.3年=0.130/年
* 半衰期的简便计算公式
N 1
-------=(---)t/T?（t/T?）即有多少个半衰期
No 2 #
3 γ射线谱 ---线状谱
* 60Co: 2根； 192Ir:24根； 137Cs:1根；图25
4 γ射线的能量能量决定穿透力
* 穿透力取决于源的种类和性质（后面专题讨论）
5 γ射线的强度
* 单位时间落到单位面积上的光子数（后面专题讨论）
6 X射线和γ射线比较
* 相同点
* （1）都是电磁波，本质相同；
* （2）都具有反射，折射等光学性质；
* （3）都能使胶片感光；
* （4）都是电离辐射能对人和生物造成危害；
* （5）穿过物体时具有相同的衰减规律. #
* 不同点
* （1）产生方式不同； 3-1.2 (T371) * （2）能量不同：X--可控，可调，取决于管电压；
* γ--不可控，不可调，取决于源的性质；
* （3）强度不同：X--可控，可调，取决于U，i, Z；
* γ--随时间变化；
* （4）波谱形式不同。
7 工业探伤用的放射性同位素
* 常用γ源：Co60，Cs137,Ir192,Tm170.…
* 衰变规律：要求了解Co60 和 Cs137. 图25
* 能量… #
* 半衰期…
* 放射常数（特征强度）Kr... （详细内容在后面介绍）
* 制取方式:天然；
中子激活（轰击）：Co59+no--->Co60;
Ir191+no-->Ir192；
核反应不能逆转，不能恢复！
*1-1.37(T27)
核裂变：Cs137: U235裂变生成Cs137.
六波粒二象性
1 波动特性
电磁波和机械波二大类波；无质量、无电荷的振动
传播具有波长、波速、频率； C=λυ #
2 粒子特性：α粒子，β粒子，中子，质子等有质量的粒子发射。量子化能量
E= hυ一份一份传播
3 波粒二象性的体现： E= hυ= hc/λ
4 波粒二象性的推广：一切微观粒子都具有波粒二象性
5 X射线，γ射线，中子射线，α射线，β射线...具有波粒二象性
七射线的种类及其在探伤中的应用
1 种类：
（1）电磁波类：X射线，γ射线，以及红外线，紫外线，微波等... （2）粒子类：α射线，β射线（电子射线），质子射线，中子射线等 ... #
2 中子射线的衰减特性：
（1）衰减系数与Z 之间没有规律; 图27
（2）有些重元素中衰减小，有些轻元素中衰减大。
3 应用
* 内部缺陷的探测：X,γ,中子
* 表面缺陷的探测：微波，红外线，激光
* 特殊结构的探测：炮弹（中子）
* 金属构件的探测：X,γ,中子
* 非金属构件的探测：微波，激光 3-1.1(T370) #
八射线的能量与强度
* 能量与强度是一种力量的量度，能量是力量的质的体现；强度是力量的量的体现。
* 射线对物体的穿透和对胶片的感光，是其能量和强度的具体表现，因此透测的理解能量与强度概念，是十
分重要的。
1 能量
* 射线的穿透力取决于射线的能量,能量也可称为线质；
* 能量的单位：ev 或尔格 1ev=1.6x10-12 尔格。
* X射线（光子）能量的表达与计算
* E = hυ = hc / λ= 0.0124/ λ 2-1.11(T139)
* 或λ= 0.0124 / E
* 以上二式中，E的单位：Mev; λ的单位：埃。
* 或者λ= 12.4 / E（与λmin=12.4/U 有本质区别）
* 这里： E的单位：Kev; λ的单位：埃。
* 连续X射线的能量取决于管电压；
* 标识X射线的能量达到临界电压后与管电压变化无关；
* 标识X射线的能量与靶材料有关； 1-1.42(T12)
* γ射线的能量（穿透力）取决于源的种类和性质；
* 60Co： 1.17Mev 1.33Mev。 137 Cs: 0.66Mev
* 192Ir: 0.35Mev（实际上有12组不同的能量）
* 平均能量 Co60: （1.17Mev+1.33Mev ）/2=1.25Mev
* 当量能：γ射线的穿透力相当于X射线同等穿透力所对应的管电压值，称为当量能。
1-1.23( T14)， 1-1.39(T15) #
* 如何确定220KV射线的能量：
* 先求 :λmin = 12.4 / U= 0.05636(AO ) * 再求 :最短波长所对应的射线能量
* Emax= hυ/ λmin=0.220 (Mev)
* 即： 220kv管电压产生的X射线光子最大能量0.22Mev。
* 比较：CO60 ； 220KV管压发射的X射线；15Mev加速器所产生的射线能量的大小。
2 强度
* 射线对胶片的感光取决于它的强度。
* 强度的量度：计数器，次/秒。
* 强度的量度常用相对强度，相对强度无量纲。绝对强度常用次/秒或伦琴。#
* 强度的变化因素：
（A）强度-距离平方反比律图26
（B）穿过物体后的强度衰减规律
* 连续X射线的强度 I =KZiU2 1-1.43(T11)
* 标识X射线的强度 I =αi(U-U激发）2
* γ射线的强度
γ射线的强度有二个不同的概念
（A）放射强度：（又称活度，活性）放射性同位素单位时间产生衰变的次数称为放射强度。常用居里作为单位。1居里（Ci)=3.7×1010 /秒
* 放射强度随时间的改变而改变，其变化规律为：
* I=Ioe -λt #
* 比活度：每克放射性物质的放射强度称为比活度。单位：居里/克。
（B）照射强度：（又称辐照强度，照射量率）单位时间内落在一定距离的照射面上(严格定义应为“标准状况下，一立方厘米空气内）的射线量，称为照射量率或照射强度。
照射强度的常用单位为：伦琴（R）/小时。
* 照射强度的变化规律：
（A）距离--平方反比律；
（B）穿过物体时的衰减规律图26 #
（3）放射强度和照射强度的转换关系
* （A）通过放射常数Kr（又称特征强度，或记为rhm）转换。
转换公式：
A?Kr * I =--------- （伦/时）
* R ? R * 对每种γ射线源来说，Kr（rhm）是常数。
* Kr（rhm）的含义：放射强度为1居里的γ源，相距1米处的照射强度值称为特征强度，或放射常数Kr.
以Co60为例 :
， Co60源 1米 |1.32 R/h
* (1居里）*--------------------|
* 单位为：居里，米时 Kr为： 1.32 （m×m×R/h×居里）
毫居里，厘米时 Kr为： 13.2 （cm×cm×R/h×毫居里） #
60Co 137Cs 170Tm 192Ir
* Kr(rhm): 13.2 3.28 0.013 4.72
* 例：5居里60CO源，3米处的照射强度是多少?
* 5居里= 5000毫居里
* 5000（毫居里）×13.2(cm×cm × R /h×毫居里)
* I =------------------------------------------------------------------ * 300cm×300cm
* = 0.73R/h
例2：10居里的192Ir 源，3米处的照射强度各是多少?
* 10000（毫居里）×4.72(cm×cm×R /h×毫居里)
* I =----------------------------------------------------------------- * 300cm×300cm
* = 0.52R/h
(B) 通过克镭当量转换
* 转换公式：
* M×8.4 * I = -----------------(伦琴/时）
* R×R * 对每种γ射线源来说，M是常数。
* M的含义：根据测定：1毫克镭在1厘米处的照射强度为8.4R/h. 任何放射源在1厘米处的照射强度
若为8.4R/h. 则该源与1毫克镭当量。
* 例如：60 CO ，用Kr系数计算，1居里60CO在1厘米处的照射强度为13000R/h。相当于13000/8.4=1547.6
毫克镭，即1.54克镭. * 结论为：1 居里60CO相当于1.54克镭的照射强度。 #
(见：96009-4（2）)
第三节射线与物质的相互作用
* 射线与物质的作用效应理论与射线能量的关系与物质性质的关系作用；
* 学习射线与物质相互作用的目的解释与计算穿透时的衰减现象，感光作用
一瑞利散射和汤姆森散射图31
* 入射光子与原子碰撞: 碰撞类型与能量的关系: 当入射光子的能量较小时光子不能碰出轨道电子只能产
生散射现象
* 1871年瑞利提出入射光与微粒间的散射理论.... 瑞利散射：光子与内层电子作用时，电子吸收光子能量从低能级跃迁到高能级，同时释放出一个散射光子，
其能量与入射光子的能量相同。 #
* 汤姆森散射：光子与自由电子碰撞，使电子作同频率振动并释放出与入射光子能量相同的散射线。外层
电子通常认为是自由电子。
二光电效应图31
* 入射到物体内的光子与原子中的轨道电子发生碰撞，光子的全部能量传递给轨道电子使电子脱离轨道成为
光电子，这一现象称为光电效应。
* 光电效应的特征：
1 光子的全部能量被原子吸收；
* hυ = Ee + Ei
* 入射光子能量 = 电子动能 + 电子结合能 * 产
生光电效应的条件是 hυ>Ei 入射光子能量>电子结合能
2 光子不能与自由电子相互作用；不能保持动量守衡！
3 光电效应伴随二次标识X射线和俄歇电子的发生； * 二次标识
X射线：俄歇电子：图31
4 光电效应发生的几率τ…可以理论计算 * τ?
∝ Z5 /hυ?
* 即：与原子序数的5次方成正比，与入射光子能量hυ…成反比。
5 光电吸收系数的变化规律与发生几率是一致的。
1-1.31(T21)
6 光电效应可以在原子的任何一个壳层发生。
3-1.6(T375)，2-1.19(T138)#
三康普顿效应（散射）图31
* 康普顿-吴有训发现波长增长、运动方向改变现象
* 入射光子与轨道电子碰撞，轨道电子脱离轨道成为反冲电子，入射光子能量降低（波长变长）并改变运动
方向成为散射线，这一现象称为康普顿效应（散射）。 1-30(T20), 2-18(T148) * 波长变长：Δλ=λ'-λ。
* 康普顿效应（散射）的特征
1 产生康普顿效应的入射光子能量较大，其能量一部
分克服轨道电子的结合能，另一部分作为反冲电子的动能，剩下的是散射光子的能量。
1-1.28(T18)， 1-1.27(T17)
2 Δλ=0.0242(1-COSΦ) (A)Δλ与入射光子能量无关与Φ有关#
3Δλ与散射角关系：Φ=0 Δλ=0 无散射线
Φ=180 Δλ=2×0.0242 背散射！
Φ=90 Δλ=0.0242
4 Z越大，康普顿效应（散射）的几率越大；入射光子的能量越大，几率越小。图36
5 康普顿衰减系数包括康普顿散射系数和康普顿吸收系数，它们与入射能量之间的关系如图36：康普顿散
射系数随入射能量的增大而减小；而康普顿吸收系数则随入射能量的增大先增大后减小。
四电子对效应图31
* 当入射光子的能量>1.022Mev时，在原子核附近由于核库仑场的作用将产生一对正、负电子，这种现象称
为电子对效应。 #
* 电子质能 0.511Mev
* 特征：
1 电子对的寿命很短，它们很快湮灭生成二个能量分别
为0.511Mev的新的光子；
2 能量越大，产生电子对的可能性越大。3-1.8(T377)
五相互作用的相对几率图32
* 三种效应的几率与入射光子的能量和原子序数有关
* Z较小时，康普顿效应（散射）是主要的；
* Z较大时：
* 低能：光电
* 中能：康普顿
* 高能：电子对 3-1.9(T379) #
六窄束，单色射线的强度衰减规律
1 概念
* 窄束：不包括散射线在内的穿过射线束
* 单色：由单一波长组成的射线束成为单色射线；
1-1.14(T140)
2 衰减规律： I=Io e -μd
3 线衰减系数μ： d=1 μ=Ln(Io/I) * μ的物理意义：穿过1cm厚的物体时，穿过前后射线
强度比值的自然对数，即为线衰减系数。
* 线衰减系数的构成：因为：光电效应，康普顿效应，电子对效应是造成射线衰减的主要原因，所以线衰
减系数包含三个效应的作用。因此：
μ=μ光电+μ康普顿+μ电子对 #
4 质量衰减系数μm= μ/ρ
* 混合物的质量衰减系数等于各部分质量衰减系数与其
含量百分比乘积的总和：
μ/ρ = （μ1/ρ1 ）α1+（μ2/ρ2 ）α2+....…
*4-1.15(T436)
5 μ/ρ的变化规律
* μ/ρ= KZ3λ3所以：I=Io e - kρZ3λ3d 6 半值层
* 穿过物体后的射线强度为入射强度一半时的穿透厚度，称为半值层（又可称为半价层，半衰减层等），记
为Th。
* Th的计算
* I=Io e-μd 1/2=I / Io = e-μTh 二边取自然对数
Th=Ln2 / μ =0.693/ μ这里：μ=KρZ3λ 3 #
* Th的简便算法
* I/ Io=（1/2）N N=d/Th （计算有多少个半值层）
* 影响半值层Th的因素
能量愈大（λ愈小），半值层愈厚；
半值层不是一个常数.....,只有射线波长为常数时半值层才可能是一个常数。
七宽束多色射线的强度衰减规律
* 1 宽束：包括散射线在内的射线束称为宽束；
* 多色：包括所有波长的连续X射线称为多色或白色。
* 3-1.10(T380),2-1.22(T145) #
2 散射线与散射比图3
3 * 散射线的组成：康普顿散射；瑞利散射等。
* n--散射比 Is=nIp n=Is / Ip 2-1.23(T141)
* 散射源：工件（最大散射源）；地面；周围物品。
* 散射线的屏蔽：铅增感；滤板；底部垫铅板…...
3 宽束单色射线的强度衰减规律
* I（宽束） = Is（散射线） + Ip（窄束）
* =nIp+Ip=（1+n）Ip=（1+n）Ioe-μd
4 宽束多色射线的强度衰减规律
* I（宽束） = Is（散射线） + Ip（窄束）
* =nIp+Ip=（1+n）Ip=（1+n）Ioe -μd
* 这里： __ * μ ----平均衰减系数
5 线质硬化（连续X射线均匀化）
* 线质：线质是射线能量（或穿透力）的度量，能量（或穿透力）大的，可称为线质硬；反之则称为线质
软。
* 连续X射线的波长：从λmin----> ∞图22
* 波长不连续μ是变量计算困难
* 通过加滤板的方法，滤去软射线部分使连续X射线的λ和μ趋于常数，这一过程称为线质硬化或连续X
射线均匀化。图34
八吸收（衰减）曲线
1 吸收（衰减）曲线：射线穿透厚度与穿透射线相对强度自然对数间的关系曲线称为吸收或衰减曲线。
图35
2 衰减曲线方程 I * Ln(----)=-μd 相当于 y=-ax 直线方程
* Io
3 衰减曲线的型式
* 如果μ是变量：曲线是弯曲的；
* 如果μ是常数：曲线是直的； __ * 均匀化后的衰减系数是常数：平均衰减系数μ
4 平均衰减系数的计算
* __ LnI1-LnI2 * μ =---------------- 图35 * d2-d1 * __ LgI1-LgI2 * 或μ =2.3-------------
* d2-d1 #
5 有效能量：平均衰减系数μ与某一能量的单色射线的衰减系数μ的数值相同，则可用此单色射线的能量
值来表示连续X射线的平均能量，该能量又称为有效能量。
6 实验数据与结论
例： 4-1.23(T439) 图37 * 解： 1 半值层（第一半值层）是多少?
* ∵从图中可知：lgI的值在 d=0 时，即无钢板时，lgIo=2.0
* ∴ X射线源初始强度为：100（相对强度）。
* 则，半值层应为强度衰减到50时的衰减层厚度：
* 即 lg50=1.69 查图，lg50=1.69处的d=0.3cm
2 透过3cm板时的平均线衰减系数为多少?
∵ I=Ioe-μ d ∴要求d=3cm时的μ，必须求出：I和Io。#
如图查得：
∵ d=0 时，lgIo=2.0
而 d=3cm lgI=0.3
* ∴ lgIo- lgI=2.0-0.3=1.7
* Io * lg----=lg e μd
* I
=μdlge=0.434μd=1.7
μ =1.7 /0.434d
=1.3/ cm （d=3cm）
注意！此处不能把3cm看成是10个半值层，∵这是一条曲线
* 第一，第二...半值层都是变量。#
3 透过3cm板后的X射线相对于一定薄层的线吸收系数μ是多少?
* 巩固一个重要概念：在没有均匀化前，吸收曲线是弯曲的，μ不是常数是变量；
* 本题提出加一定薄层ΔX，可以认为在该薄层内μ是不变的，采用与前类似的解法，如图利用：
* ∵ I3…=I3 e -μΔX * lgI3-lgI3?=μΔXlge * 现在的关键是：ΔX=? 为什么?
* 根据图示，T的最小间隔为0.25cm
* ∴ΔX=0.25cm 带入上式：
* ∵从图可知lgI3=0.3 ;lgI3'=0.2. * ∴μ=2.3x0.1/0.25=0.92/cm #
4 对透过厚度为1cm、3cm的散射比n 是多少?
* ∵查曲线可得：d=1cm处，曲线1的lgI(窄）=1.25; * 曲线2的lgI(宽）=1.55。查曲线可得：d=3cm处，曲线1的lgI(窄）=0.3。
曲线2的lgI(宽）=0.9;
lg [I(宽） / I(窄）] =1.55-1.25=0.30
I(宽）/ I(窄) =100.3 =1.995 =（1+n）; n=0.995
lg [I(宽） / I(窄）] =0.9-0.3=0.6
I(宽）/ I(窄) =100.6 =3.98 =（1+n）; n=2.98
*
第四节射线照相法的原理与特点
* 射线检测方法的分类与基本原理
一射线检测方法的分类
* 电磁辐射： X射线；γ射线；散射线
* 粒子辐射：中子射线；β射线（电子射线）
2 按观察方式分
* 胶片照相法；相纸照相法；荧屏实时法
3 按能量分
* 高能射线；低能射线
4 按成像方式分
* 二维平面成像；三维层析摄影
5 按检测功能分
* 工业探伤；测厚；应力分析
二射线照相法原理
* 底片图像构成的二个基本因数：黑度与形状
* 决定黑度的是射线的强度变化
* 决定形状的是射线的几何投影
1 强度衰减原理图41 * 气孔类缺陷
* Ip=Ioe-μd * Ip…=Ioe-μ(d-Δd) * 二式相比：
* Ip?
* ------= e -μ(d-Δd)+μd = e μΔd * Ip #
* 夹渣类缺陷
* Ip=Ioe-μd * Ip…=Ioe-μ(d-Δd)-μ?Δd * 二式相比：
* Ip?
* ------= e -μ(d-Δd)-μ'Δd+μd = e(μ-μ')Δd
* Ip
* 主因对比度（主因衬度）
* GB12604-90.(2.54)中定义“穿过被检体被选定的一些部分后射线强度之比（或此比的对数）”为主因对
比度。
* 主因对比度的另一种定义：ΔI=Ip-Ip…
* ΔI (μ-μ')Δd μΔd * -----=-------------------≌----------- * I 1+n 1+n #
* 影响主因对比度的主要因数 *
* 影响主因对比度的主要因数：ρ，λ，Z，Δd，n。
2 几何投影原理图42 * 放大 * 重叠 * 畸变
三射线照相法的特点
1 适用范围
* 适用的材料：金属材料；非金属材料；复合材料；
* 适用的厚度（以钢为当量厚度）：
* 420KV的X射线机：8 0 mm 以内
* CO60：150 mm 以内
* 加速器：500 mm 以内
* 适用各种加工方式：焊接，铸造 .…
* 适用各种构件：锅炉，容器，管道，航空，航天，机车.... #
2 优点
（1）检测结果缺陷形象直观，定性，定量，定位准确；
（2）检测结果可以长期保存；
（3）检测灵敏度高；
（4）工业TV可实现自动检测，效率高。
3 局限
（1）不能检出与射线方向垂直的面状缺陷；
（2）不适用于钎焊，摩擦焊，锻件，轧制等方法加工的构件；
（3）检测周期长，成本高；
（4）对人体有害。#
X射线探伤机检测知识、原理及应用范围射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、γ射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中X射线和γ射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。射线检测最主要的应用是探侧试件内部的宏观几何缺陷(探伤)。按照不同特征(例如使用的射线种类、记录的器材、工艺和技术特点等)可将射线检测分为许多种不同的方法。射线照相法是指用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损的检测方法。该方法是最基本的，应用最广泛的一种射线检测方法。 一、射线照相法原理 X射线是从X射线管中产生的，X射线管是一种两极电子管。将阴极灯丝通电使之白炽电子就在真空中放出，如果两极之间加几十千伏以至儿百千伏的电压(叫做管电压)时，电子就从阴极向阳极方向加速飞行、获得很大的动能，当这些高速电子撞击阳极时。与阳极金属原子的核外库仑场作用，放出X射线。电子的动能部分转变为X射线能，其中大部分都转变为热能。电子是从阴极移向阳极的，而电流则相反，是从阳极向阴极流动的，这个电流叫做管电流，要调节管电流，只要调节灯丝加热电流即可，管电压的调节是靠调整X射线装置主变压器的初级电压来实现的。 利用射线透过物体时，会发生吸收和散射这一特性，通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来探测缺陷的。X射线和γ射线通过物质时，其强度逐渐减弱。射线还有个重要性质，就是能使胶片感光，当X射线或γ射线照射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜象中心，经过显影和定影后就黑化，接收射线越多的部位黑化程度越高，这个作用叫做射线的照相作用。因为X射线或γ射线的使卤化银感光作用比普通光线小得多，所以必须使用特殊的X射线胶片，这种胶片的两面都涂敷了较厚的乳胶，此外，还使用一种能加强感光作用的增感屏，增感屏通常用铅箔做成把这种曝过光的胶片在暗室中经过显影、定影、水洗和干燥，再将干燥的底片放在观片灯上观察，根据底片上有缺陷部位与无缺陷部位的黑度图象不一样，就可判断出缺陷的种类、数量、大小等，这就是射线照相探伤的原理。
射线检测原理 射线在穿透物体过程中会与物体发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物体的衰减系数和射线在物体中穿越的厚度。如果被透照物体的局部存在缺陷，且构成缺陷的物体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曝光量，由于缺陷部位和完好部位的射线强度不同，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，可以看到由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。 射线检测主要优点是：它能得到物体内部状况的二维图像，根据这一图像可以直观地分析物体内部的缺陷和组织结构。物体二维图像的形成主要是由于X射线穿过物体后强度的衰减。但在底片上所呈现的图像与物体内部的实际结构并非完全相同。由于焦点、焦距和缺陷位置等因素的影像在底片上产生的投影图像，有可能放大、畸变、影像重叠等情况。因此要从图像上客观地分析出物体内部的真实情况必须了解其原理。 强度衰减成像原理 X射线强度衰减公式 I= I0 e-uT 代入公示后可得 I = I0 e-kρz3T Ρ是物体的密度，Z是物体的原子序数，λ是入射X射线的波长，T使物体的厚度，k是系数。X射线管的电压确定后，k和λ都是常熟，因此穿过物体后的射线强度I与T、Z等有关。 射线检测原理 射线在穿透物体过程中会与物体发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物体的衰减系数和射线在物体中穿越的厚度。如果被透
照物体的局部存在缺陷，且构成缺陷的物体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曝光量，由于缺陷部位和完好部位的射线强度不同，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，可以看到由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。 射线检测主要优点是：它能得到物体内部状况的二维图像，根据这一图像可以直观地分析物体内部的缺陷和组织结构。物体二维图像的形成主要是由于X射线穿过物体后强度的衰减。但在底片上所呈现的图像与物体内部的实际结构并非完全相同。由于焦点、焦距和缺陷位置等因素的影像在底片上产生的投影图像，有可能放大、畸变、影像重叠等情况。因此要从图像上客观地分析出物体内部的真实情况必须了解其原理。 强度衰减成像原理 X射线强度衰减公式 I= I0 e-uT 代入公示后可得 I = I0 e-kρz3T Ρ是物体的密度，Z是物体的原子序数，λ是入射X射线的波长，T使物体的厚度，k是系数。X射线管的电压确定后，k和λ都是常熟，因此穿过物体后的射线强度I与T、Z等有关。 I1 I2 如果物体的密度和成分是均匀的，而且管电压恒定不变，那么I1和I2值完全取决于厚度的变化则有I1 ＞I ＞I2 在钢焊缝中经常会产生金属和非金属夹杂，如钨夹杂和熔渣。由于非金属熔渣的主要成分的原子序数核密度都小于基体金属，因而在X射线底片上形成黑点或长条形不规则黑
1.前言 本规范规定了在焊缝透照过程中,为获得合格透照底片所遵循的程序和要求. 2.目的 采用射线的照相技术要求及通过射线摄影的底片来检验缺陷,并对缺陷进行分类定级. 3.适用范围 本规范主要用于本公司及其外协厂碳素钢、低合金钢的对接焊缝及钢管的对接环焊缝的射线透照的检测. 4.参考标准 QA-I-101 焊工培训考核程序 GB3323-82 钢焊缝射线照相及底片等级分类法 JB4730-94 压力容器无损检测 5.射线透照的一般要求 5.1 射线对人体有不良影响,应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响. 5.2 在现场进行射线检测时应设置安全线,安全线上应有明显的警告标志. 5.3 从事射线探伤的人员必须经过培训,按照《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则》执行. 6.射线透照的技术要求 6.1 焊缝表面的要求: 焊缝需经表面检验合格后才能进行射线照相.焊缝表面的不规则程度应不 妨碍底片上缺陷的辨认,如咬边,焊瘤等.否则应在射线照相前修整. 6.2 工件的表面应采用永久性的标记作为对每张射线底片重新定位的依据,产品上不适合打印标 记时,应采用透视部位草图或其他标记方法. 6.3 底片上必须有工件编号、底片编号、定位记号等标志,这些标志应离焊缝边缘至少5mm,并应 与工件上的标志相符. 7.射线透照 射线透照的具体步骤和内容应参照GB3323-82 《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》或JB4730-94《压力容器无损检测》. 8.焊缝质量评级 8.1 焊缝质量根据缺陷数量的规定分成四级： 优等焊缝----- Ⅰ级焊缝,焊缝内部不准有裂纹、未熔合、未焊透、条状夹渣. 一级焊缝---- Ⅱ级焊缝,焊缝内部不准有裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透. 合格焊缝---- Ⅲ级焊缝,焊缝内部不准有裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透. 不合格焊缝--- Ⅳ级焊缝,焊缝内部的缺陷数量超过Ⅲ级者为Ⅳ级. 8.2 对于焊缝内部的不同尺寸的气孔(包括点状夹渣)按表1换算. 表1 气孔换算表
射线探伤检测 摘要：射线探伤是利用X射线或γ射线可以穿透物质和在物质中有衰减的特性，来发现物质内部缺陷的一种无损探伤方法。它可以检查金属和非金属材料及其制品的内部缺陷，如焊缝的气孔、夹渣、未焊透等体积性缺陷。由于可以探测材料内部的不连续性，射线探伤被广泛应用于焊缝检测。文章主要介绍射线探伤的原理、方法及底片评定。 关键词：无损检验、衰减、射线探伤的方法、射线底片的评定 引言：重要的焊接结构的产品验收和在役中的产品，必须采用不破坏其原有形状、不改变或不影响其使用性能的检验方法来保证产品的安全性和可靠性，因此无损检验技术得到了蓬勃发展，而射线探伤则是其主要方法。射线探伤既能对产品进行普检，也可对典型的抽样进行试验，具有灵敏度高、能保存永久性的缺陷记录，因而在大多数非破坏性检验中占有很大优势，现实运用广泛，未来发展可观。 正文： 一、射线探伤基本原理 射线探伤中应用的射线主要是X射线和γ射线，二者均是波长很短的电磁波，习惯上统称为光子。 X射线的波长为0.001~0.1nm，γ射线的波长为0.0003~0.1nm。 （一）、射线的性质 X射线是由高速行进的电子在真空管中撞击金属靶产生，该射线源目前主要是X射线机和加速器，其射线能量于强度均可调节；γ射线则由放射性物质内部原子核的衰变而来，其能量不能改变，衰变几率也不能控制，该射线源为γ射线机。
X射线和γ射线均具有以下性质： （1）不可见，以光速直线传播。 （2）不带电，不受电场和磁场的影响。 （3）具有可穿透物质和在物质中有衰减的特性。 （4）可使物质电离，能使胶片感光，亦能使某些物质产生荧光。 （5）能对生物细胞起作用（生物效应）。 （二）、射线与物质的相互作用 当射线穿透物质时，由于射线与物质的相互作用，将产生一系列极为复杂的物理过程，其中包括光电效应、汤姆逊散射、康普顿效应和电子对效应等，其结果使射线因吸收和散射而失去一部分能量，强度相应减弱，这种现象称之为射线的衰减，并可用衰减定律表达 -uδ（1-1） I δ=I O e 式中I δ——射线透过厚度δ的物质后的射线强度； I 射线的初始强度； O—— e—自然对数的底； δ—透过物质的厚度； u—线衰减系数，为上述各物理效应分别引起的衰减系数之和。 上式表明，射线强度的衰减是呈负指数规律的，并且随着透过物质厚度的增加，射线强度的衰减增大。随着线衰减系数的增大，射线强度的衰减也增大。线衰减系数u值与射线本身的能量（波长λ）及物质本身的性质（原子序数Z、密度ρ）有关。即对同样的物质，其射线的波长，u值也越大；对相同波长或能量的射线，物质的原子序数越大，密度越大，则u值也越大。 （三）、探伤的基本原理 射线探伤的实质是根据被检工件与其内部缺陷介质对射线能量衰减程度不同，而引起射线透过工件后的强度差异（图1），使缺陷能在射线底片或X光电视屏幕上显示出来。
实验一射线检测的原理及过程 一、实验目的 1、掌握X射线检测的基本原理和方法； 2、了解射线检测的特点和适用范围； 3、了解射线检测缺陷等级的评定。 二、实验设备器材 1、XXQ－2005携带式变频充气X射线探伤机 本机由控制器和管头（X射线发生器）及电源电缆、连接电缆等组成（控制器面板和管头结构分别如图8-1、图8-2所示）。 控制器采用可控硅单相桥式整流电路，整流后的电压经LC滤波回路滤波后变为平滑的直流电压，该电压经可控硅变频回路斩成频率可变的单向脉冲，送至高压脉冲变压器作为管头的电源。毫安稳定单元可以随X射线管灯丝电压的提高或降低改变单向脉冲的频率，以保证X射线管电流的稳定。千伏调节单元可以连续调节管电压，以适用不同厚度材料的拍片要求。 数字计时器为预置数字电子式，可按不同要求选择曝光时间，计时准确，误差小，显示直观。如果在曝光期间有保护单元动作，计时器将显示当前时间，不归零。重新开机，可继续曝光至预置时间，因而可节省胶片。 当电源电压波动时，控制器本身能自动调节，自动稳定X射线管电压和管电流，以保证获得稳定的X射线束。管电压和曝光时间均可预置，而管电流不能设置，为恒定的5毫安。 管头为组合式，X射线管、高压变压器（包括X射线管灯丝绕组）与绝缘气体一同封装在铝壳内。管头一端装有风扇和散热器，为冷却之用。绝缘气体为SF6，具有良好的介电性能。管头系完全防电击式，X射线管阳极接地，承受单向脉冲电压，设有温度保护装置，当管头温度达到规定值的±5℃时，温度继电器动作，切断高压，以确保机器安全。管头的两端环可使其立放或横卧，在搬运及工作时可做把手用。
图8-1 控制器主面板及侧面板 1.电源指示灯 2.延时指示灯 3.高压指示灯 4.电流指示灯 5.保险丝 6.曝光计时器 7.曝光时间设定拨码盘8.电源接头9.接地线接头10.控制线连接电缆接头 11.电源开关12.高压关按钮13.曝光电压调节旋钮14.高压开按钮 图8-2 管头结构示意图X射线管结构示意图 1、把手 2、风扇 3、阳极体 4、主体套1、玻璃管壳2、聚焦杯3、阴极灯丝 5、X射线 6、遮蔽铝 7、阴极射线4、阳极罩5、窗口6、阳极靶 8、高压变压器9、阴极体10、铝壳7、阳极体 11、气压表12、控制线连接电缆接头 2、其它辅助器材及耗材 黑度计、射线胶片、金属箔增感屏、线型像质计、暗盒、铅字、屏蔽铅板、中心指示器、卷尺、钢印、观片灯 ℃ 黑度计用于检查射线底片的黑度，要求在国家标准规定的范围内。 ℃ 射线胶片用于显示和记录保存，底片质量必须符合标准要求。 ℃ 金属箔增感屏用来增强胶片的感光效果，加快感光速度，减少透照时间，提高效率和底片质量。 ℃ 线型像质计用来检查和确定底片影像质量，按标准选取。 ℃ 暗盒用来放置胶片和增感屏。 ℃ 铅字用于记录探伤范围、日期、透照工件编号和透照时的中心点。 ℃ 屏蔽铅板用于防止透照时的背散射，提高底片质量。 ℃ 中心指示器用于透照时，探伤机头与透照工件的对中。
射线检测原理 屠耀元 华东理工大学无损检测教研室 1997.10---2009.8 第一节原子与原子结构 * 学习原子和原子核结构理论了解射线产生的机理 一原子 1 原子的概念: * 定义：组成单质和化合物分子的最小微粒，由原子核和核外电子构成。 2 原子的构成: * 原子是由原子核和核外电子所构成。 * 电子围绕原子核作行星运动；电子在一定轨道上饶核运动。 * 原子是有质量、有尺寸的一种粒子。 （1）质量：几乎集中在原子核内，核的密度非常大！如果：把核集中在 1cm3 的体积内，那么：这1cm3的体积内核的总重量为 108吨！（一万万吨！）# （2）大小：原子半径 10-8 cm 数量级。原子核半径 10-13cm 数量级。如果：核的半径为 1cm 核（1cm）电子 * ------------------------------*（约1000米） / 10-8/10-13 = 100000 倍 （3）电荷：原子核带正电；电子带负电；原子为中性。 （4）构成：原子核（质子 + 中子）+电子 数量关系：原子量 = 质子数 + 中子数 A = Z + N 例：60钴 60 = 27 + 33 质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数 3 原子结构理论---玻尔理论（玻尔模型） * 20世纪初二种不同的原子结构模型 1903年：汤姆森假设：核子与电子在原子内均匀分布 # 1911年：卢瑟福模型：行星分布图11 * α散射实验否定了汤姆森假设肯定了卢瑟福模型 * 卢瑟福模型不完善，1913年玻尔提出了完善的原子结构模型 ---玻尔模型. 玻尔理论（玻尔模型）的要点： （1）原子只能存在一些不连续的稳定状态，这些稳定状态各有一定的能量E1、E2、E3.....En。处于稳定状态中运动的电子虽然有加速度，但不发生能量辐射。能量的改变，由于吸收或放射辐射的结果或由于碰撞的结果。 （2）原子从一个能量为En的稳定状态过度到能量为Em的稳定状态时，它发射（或吸收）单色的辐射，其频率υ决定于下列关系式（称为玻尔频率条件）： hυ=En-Em En、Em分别为较高、较低能级的能量值。稳定状态的改变（或能量的改变）是不连续的。 4 玻尔理论中的几个概念： * 基态：原子处于最低能量的状态称为基态，是稳定状态； * 激发态：电子获得能量从低能级轨道进入高能级轨道，该过程称为激发；此时原子处于高能量状态，称为激发态，激发态是不稳定的状态； * 原子的状态特性：任何不稳定状态的原子必将自动的回到稳定状态即回到基态；该过程将释放出原子高
无损检测实验报告 一、实验目的 1.通过实验了解六种无损检测（超声检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、 渗透检测、声发射检测）的基本原理。 2.掌握六种无损检测的方法，仪器及其功能和使用方法。 3.了解六种无损检测的使用范围，使用规范和注意事项。 二、实验原理 （一）超声检测（UT） 1. 基本原理 超声波与被检工件相互作用，根据超声波的反射、透射和散射的行为，对被检工件经行缺陷测量和力学性能变化进行检测和表征，进而进行安全评价的一种无损检测技术。 金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体）或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，由反射定理我们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A 扫描方式的，所谓A 扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如，在一个钢工件中存在一个缺陷，由于这个缺陷的存在，造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面，交界面之间的声阻抗不同，当发射的超声波遇到这个界面之后，就会发生反射，反射回来的能量又被探头接受到，在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形，横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。 2. 仪器结构 a）仪器主要组成 探头、压电片和耦合剂。 其中，探头分为直探头、斜探头。压电片受到电信号激励便可产生振动发射超声波，当超声波作用在压电片上时，晶片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号，从而接受超声波。耦合剂是为了使超声波更有效的传入工件，在探头与工件表面之间施加的一层透生介质为耦合剂，作用在于排除探头与工件之间的空气。 b）主要旋钮 F1-F6 菜单键，不同状态下有不同功能。 0ABC\4MNO 调节键，调节参数值的大小。 设置及检测键。 快捷键。dB 增益，2GHI 闸门，范围，移位。 电源键。 射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、丫射线、中子射线三种。这三 种射线都被用于无损检测，其中X射线和丫射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业
关于X射线探伤装置的辐射安全要求 为了加强我省X射线探伤的辐射安全管理，规范X射线探伤作业，避免恶性辐射事故的发生，根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》等国家相关规定制定本要求： 一、固定式工业X射线探伤辐射安全要求 （一）探伤室建筑屏蔽设计探伤室建筑（包括辐射防护墙、门、辐射防护迷道）的防护厚度应充分考虑X射线直射、散射效应。探伤室的设计应由有相应资质的单位承担。 （二）固定式工业X射线探伤室的辐射安全措施应具有冗余性、多重性和独立性，其基本要求如下： 1．安全联锁 1）门机联锁探伤室进出工件大门和人员通道门应与探伤机联锁。即X射线探伤机的高压控制器与门联锁，关门不到位，高压电源不能启动；高压电源未关闭，门不能被打开。 2）门灯联锁探伤室内墙、进出工件大门外侧和控制台上应各有工作状态警示灯，并与门联锁。 2．紧急止动装置在探伤室内墙上应安装多个串联并有明显标识的“紧急止动”开关，该开关应与控制台上的“紧急止动”按扭联
动。一旦按下按扭，X射线探伤机高压电源被切断，人员通道门可以从内侧打开。 3．钥匙控制探伤机的电源启动钥匙与人员通道门的钥匙以及控制台上的钥匙应牢固连接。该串钥匙应与便携式X辐射剂量仪（须具报警功能）连在一起，随操作员进出探伤室。 （三）警告标志探伤室工作人员入口门外和被探伤物件出入口门外应设置固定的电离辐射警告标志和工作状态指示灯箱，控制区边界应设置明显可见的警告标志。探伤作业时，应有声音警示，灯箱应醒目显示“禁止入内”。 （四）通风系统根据探伤室空间大小、x射线机的管电压和管电流、以及探伤作业时间，探伤室内应设置相应排风量的通风系统，使臭氧浓度低于国家标准要求。并采取相应的辐射屏蔽措施。 二、野外工业X射线探伤作业辐射安全要求 （一）制定野外探伤工作方案在野外探伤作业前，按项目应制定工作方案，该工作方案主要包括探伤工况、时间、地点、控制区范围、监测方案、清场方式等，明确探伤人员、防护人员、运输人员、保卫人员的职责和分工。工作期间做好相关记录，与方案一同存档备查。 （二）划定控制区和监督区野外探伤作业时，应设定控制区和监督区。控制区边界外X射线空气吸收剂量率应不大于20μGyh-1,
X射线探伤原理 (1）x射线的特性 X射线是一种波长很短的电磁波，是一种光子，波长为10-6~10-8cm，x射线有下列特点： ①穿透性 x射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。其穿透能力的强弱，与x射线的波长以及被穿透物质的密度和厚度有关。x射线波长愈短，穿透力就愈大；密度愈低，厚度愈薄，则x射线愈易穿透。在实际工作中，通过球管的电压伏值（kV）的大小来确定x射线的穿透性（即x射线的质），而以单位时间内通过x射线的电流（mA）与时间的乘积代表x射线的量。 ②电离作用 x射线或其它射线（例如γ射线）通过物质被吸收时，可使组成物质的分子分解成为正负离子，称为电离作用，离子的多少和物质吸收的X射线量成正比。通过空气或其它物质产生电离作用，利用仪表测量电离的程度就可以计算x射线的量。检测设备正是由此来实现对零件探伤检测的。X射线还有其他作用，如感光、荧光作用等。 （2）影像形成原理 X线影像形成的基本原理，是由于X线的特性和零件的致密度与厚度之差异所致。 由于在压铸过程中，零件的成型会因工艺参数、机床状况变化而有所不同，因此成型后的零件厚度、致密度也有差异，而经X射线照射，其吸收及透过X射线量也不一样。因而，在透视荧光屏上有亮暗之分。表1为零件厚差异和x射线影像的关系。图1为x射线透视的零件影像。
3 探伤装置在生产实践中的应用 3.1探伤装置对压铸成型工艺及模具设计改进所起的作用 (1)安全件——上海德尔福的滑块（图2） 1 )过程描述 首次试压，在力劲160T压铸机上进行压铸，按以下参数进行试验：压射压力100MPa，高速2.6m/s，低速0.15m/s，慢压射行程300mm，留模时间3s。 2 )缺陷分析 根据探伤图像（图3)显示，在铸件上可以看到很多零散分布的亮点（在零件主体内），这就说明，铸件内部多气孔、组织稀疏、成型不好。 3 ）形成原因
焊缝射线检测报告 产品编号器：XXXXXX产品名称: XXXXXX 工件材料牌号00cr17Ni14Mo2 检测条件及工艺参数源种类■X□Ir192□Co60设备型号XXZ-2505 焦点尺寸 2.0×2.0 mm 胶片牌号AGFA-C7 增感方式■Pb□Fe前屏0.03后屏0.03胶片规格300×80 mm 像质计型号Fe10/16 冲洗条件□自动■手工 显、定影液配方胶片厂配方显影条件时间：5min 温度：18-22℃照相质量等级■AB □B底片黑度 2.0-4.0 焊缝编号 板厚mm 透照方式 L1（焦距）mm 能量KV 管电流(mA) 曝光时间min 应识别象质计丝号 焊缝长度mm 一次透照长度mm 合格级别（级） 要求检测比例% 实际检测比例% 检测标准JB/T4730.2 -2005 合格片数A类焊缝 （张） B类焊缝 （张） 相交焊缝（张） 共计 （张） 最终评 定结果 Ⅰ级 （张） Ⅱ级（张） Ⅲ级 （张） Ⅳ级 （张）缺陷及返修情况说明检测结果 1．本台产品返修共计处，最高返修次数次。2．超标缺陷部位返修后经复验合格。 3．返修部位原缺陷情况见焊缝射线检测底片评定表。1．本台产品焊缝质量符合级的要求，结果合格。2．检测位置及底片情况详见焊缝射线底片评定表及射线检测位置示意图（另附）。 报告人（资格）RT-Ⅱ 年月日审核人（资格）RT-Ⅱ 年月日 无损检测专用章 年月日
焊缝射线检测底片评定表 产品编号：XXXX产品名称:XXXXXX 序号焊缝 编号 底片 编号 相交 焊缝 接头 底片 黑度 （Ⅰ） 识别 丝号 板厚 mm 缺陷性质 及数量 评定 级别 （级） 一次透 照长度 （mm） 备注 初评人（资格）：RT-II 年月日复评人（资格）：RT-II 年月日
三级理论考试工艺题的解答技巧 Ⅲ级资格人员开卷笔试（B2）中的工艺题，是评估考生的无损检测专业知识及其在特种设备中的应用能力的创新方式。在进行工艺题设计时，选择具体的特种设备部件或焊接接头，设定相关条件（如设备与器材、个别工艺参数），答题就变成完成一项具体工艺方案的制订。通过工艺题考试可以考察答题者对JB/T 4730.2-2005标准条文的理解和把标准条文具体应用于检测方案，以及优选检测工艺参数的能力，非常接近实际。 不少报考者把Ⅲ级无损检测人员资格考核笔试中的工艺题、综合题视为畏途。近十年来，笔者有机会参加了多次全国特种设备无损检测人员资格考核工作。从考核中体会到，结合专业理论知识正确理解标准制定的思路，对于成功的应试是非常有帮助的。下面就RTⅢ级资格考试中工艺题的出题思路与解答技巧谈一些体会，与大家共同探讨。至于综合题将另文阐述。工艺题中主要涉及的工艺参数有：工件的检测比例与验收等级；透照方式（射线源-工件-胶片-定位标志的布置）；几何参数（包括：透照厚度、透照焦距、透照次数、一次透照长度、搭接长度等）；曝光参数（包括：射线源种类或探伤机型号、胶片型号与增感屏规格、射线能量（管电压kV）、曝光量与曝光时间）；底片质量指标（包括：像质计型号与像质计灵敏度值、底片黑度）；胶片暗室处理参数（包括：显影/定影液配方与温度、显影/定影时间等）；散射线的屏蔽处理、安全防护措施等。这些参数和措施并非割裂或各自独立的，而是互相影响、互相关联的有机的整体。 在进行工艺题解答时，要仔细审题，充分理解题目的要求，充分利用题目所给出的条件与参数。 进行射线检测工艺设计时，应以控制影响射线照相灵敏度的因素（即影响对比度、不清晰度、颗粒度的因素）为主线，针对受检工件的结构特点（包括规格、材质、形状等）与客观条件（题目给出的检测设备与器材、环境条件、对检测的特殊要求等），分析可能产生的危害性缺陷，综合考虑、选择适当的透照方式（工件、设备、器材对缺陷检出率的影响）、几何参数、曝光参数及散射线屏蔽、安全防护等技术措施。 下面，举例说明射线检测工艺题、综合题的设计与解答思路： 一、检测比例与验收等级： 根据特种设备的种类，分别按《压力容器安全技术监察规程》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力管道安全技术监察规程》等安全技术规范及GB 150《钢制压力容器》、GB/T 20801《压力管道规范 工业管道》、SH/T 3501《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》等标准的规定，确定检测比例（检测长度）、验收等级。 二、射线检测工艺参数： JB/T 4730.2-2005标准对射线源（能量）、胶片、增感屏的使用，透照布置、焦距、曝光量、像质计与标记的摆放要求、散射线屏蔽、底片质量等要求均进行了相应的规定，这些规定综合考虑了检测灵敏度（对比度、不清晰度、颗粒度）的影响因素。 在制造或安装过程中对承压设备进行射线检测，一般应按JB/T 4730.2-2005标准AB级射线检测技术的要求考虑相应的检测工艺参数。 1、透照方式选择：在可以实施的情况下应选用单壁透照方式，以获得较高的主因对比度。还应考虑危险性缺陷可能出现的部位与透照几何不清晰度的关系；也应考虑透照便于操作及检测工作效率。 对小径管环缝，采用双壁双影透照方式，并应根据其规格、焊缝宽度等条件，按JB/T 4730.2-2005第4.1.4条规定选择椭圆成像（T≤8mm且g≤Do/4）或者垂直透照重叠成像（T ＞8mm或者g＞Do/4，或者法兰口等椭圆成像有困难的部位）。若为在役的压力管道、锅
射线探伤检测技术工作总结 篇一：射线检测工作技术总结 射线检测技术工作总结 广州声华科技有限公司 徐业叶 XX.08.08 一、个人简介 徐业叶，男，1980年7月出生，XX年本科毕业于湘潭工学院金属材料与工程专业。XX年至XX年在广东省东莞市威尔锅炉厂从事无损检测工作,XX年至今在广州声华科技有限公司从事无损检测工作，先后取得国家质量监督检验检役总局发的射线、超声、磁粉、渗透Ⅱ级资格证书。 二、工作情况 在公司工作期间，本人主要从事现场检测、工程管理工作，包括根据现场情况编制检测工艺卡、制定检测方案并参与检测及出具检测报告。主要参与或负责的射线检测项目有广东云浮电厂、国华台电、石油储罐、火力发电厂脱硫项目的射线检测及各种特种设备制造安装射线检测等。 三、技术工作总结
《对小径管透照布置的探讨》 探讨小径管透照布置对裂纹检出的影响以及本人对标准的理解,由于本人知识有限,对不妥及不对之处请老师加以指正,谢谢！ （一）实际工作暴露的问题及改进办法 检测对象：管焊接接头炉管材质：9Cr-1Mo-V-Nb 规格为：Φ89×8 mm及Φ60×6mm两种 检测执行标准：JB/T4730.2-XX 技术等级：AB级合格级别：Ⅱ级 一开始，因在预制阶段，条件较好，所以按JB/T4730.2-XX标准规定采用椭圆成像法，相隔90度透照2次，发现了少量的根部裂纹；后用垂直透照重叠成像法，相隔120度透照3次，对上述检测方法检测过的焊接接头进行重复检测时在根部发现了大量的根部裂纹。为了检出根部的裂纹，采用垂直透照重叠成像法，相隔120度透照3次更好，但这样做与JB/T4730.2-XX标准的4.1.4条有冲突,为此进行分析： （二）小径管经常采用倾斜透照椭圆成像的原因 小径管通常是指外直经DO小于或等于100mm的管子,在
德地氏化工设备（无锡）有限公司 射线检测专用工艺卡 工艺卡编号: RT11101 DDPS/QR-10-01-A 工件产品编号11S018 产品名称1号盐酸洗涤塔产品图号DWSL1111.0 产品规格Ф600×10mm 材料牌号Q245R,20 容器类别II 坡口形式Y&V 焊接方法SMAW& GTAW 检测时机外观检测合格后 器材 源种类X射线设备型号XXG-3005P&XXGH-2505Z 焦点尺寸 1.0×2.3&1.0×2.4 胶片牌号AGFA C7 胶片规格360×80mm 增感屏Pb(前0.03/后0.03)屏蔽方式背衬铅板像质计型号Fe（10-16）冲洗方式手工 显影液配方皇冠显影时间5～8min 显影温度20±2℃ 透照工艺参数 焊缝编号S1 A1 A5 B1 B2 B9 B10 B11 焊缝长度300 571 585 1947 1947 1947 1947 850 检测比例100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 合格级别II II II II II II II II 透照厚度10 1010101010108 应显示丝号13 13131313131313透照方式 A A A C C C C C
焦距（F ）mm 700 1200 1200 310 310 310 310 135 管电压（KV ） 185 185 185 185 185 185 185 170 管电流（mA ） 5 5 5 5 5 5 5 5 曝光时间（min ） 3 9 9 0.7 0.7 0.7 0.7 0.3 一次透照长度 300 286 293 279 279 279 279 270 拍片数量 1 2 2 7 7 7 7 5 技术 要求 1、检测标准：JB/T4730.2-2005； 2、照相技术等级为AB 级，底片黑度范围D ：2.0~4.0； 3、本工艺卡未规定事项，按照DDPS/WI-10-06压力容器焊缝射线检测通用工艺规程执行 检测部位 示意图 见附图 透照 方式 A ：纵缝透照法； B ：环缝单壁外透法； C: 环缝内透法； D: 双壁单影法 ； E: 双壁双影法; 编制（资格）： 日期： 审核（资格）： 日期： 德地氏化工设备（无锡）有限公司 磁粉检测专用工艺卡
射线检测原理 射线照相法探伤是利用物质在密度不同、厚度不同时对射线的衰减程度不同，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，从而使零件下面的底片感光不同的原理，实现对材料或零件内部质量的照相探伤。 当射线穿过密度大的物质，如金属或非金属材料时,射线被吸收得多，自身衰减的程度大,使底片感光轻；当射线穿过密度小的缺陷(空气)时，则被吸收得少，衰减小，底片感光重。这样就获得反映零件内部质量的射线底片 I I 0I 'I T T ?T ：工件厚度 T ?：缺陷在射线束方向的尺寸 μ：工件的线吸收系数 μ'：缺陷的线吸收系数 0I ：入射线强度 D I 、D I '：透射的一次射线强度 s I ：散射线强度 I 、I '：透射线强度 则有：D s I I I =+ D s I I I '='+' 当T ?很小时，可认为 'S S I I = 按射线衰减规律： 0T S I I e I μ-=+ ()S T T T I e e I I +=?-?--'0'μμ
从上式可以看出，射线对缺陷的检验能力，与缺陷在射线透照方向上的尺寸、其线衰减系数与物体的线衰减系数的差别、散射线的控制情况等相关。只要这些方面具有一定的值，则缺陷将产生一定的物体对比度，它就可以被射线检验出来 令： I I I ?='- 、S D n I I = ? ()1D I n I =+ 则：()01T T I I e e μμμ-'?-???????=- ()D T I I μμ-'???≈ ()1T I I n μμ-'???=+∴ n T I I +?=?1μμ μ<<'
射线检测专业理论复习题(Ⅱ级) 1. 原子序数Z等于原子核中的质子数。√ 2. 当原子核的中子数改变时，它就会变成另一种元系。× 3. 原子核中的质子数相同而中子数不同的元素，称之为同位素。√ 4. 当原子核的质子数改变时，仍可保持元素的种类不变。× 5. 同能量的γ线和X射线具有完全相同的性质。√ 6. 放射线性同位素的比活度越大，其半衰期就越短。× 7. 放射线同位素的当量能量总是高于平均能量。√ 8. 连续X射线强度与管电流有关，而与管电压无关。× 9. 在管电流、管电压不变的前提下，将X射线管的靶材由钼改为钨，所发生的射线能量增大。× 10. 光电效应的发生几率随原子序数的增大而增大。√ 11. 光电子又称反冲电子。× 12. 对钢、铝、铜等金属材料来说，材料的质量吸收系数值总是小于线吸收系数值。√ 13. 连续X射线穿透物质后，强度减弱，线质不变。× 14. 移动式X射线机只能在室内小范围移动，不适宜到野外作业。√ 15. 移动式X光机有油冷和气冷两种绝缘介质冷却方式。× 16. 标称千伏值和毫安值相同的X射线机所产生的射线强度、能量必定是相同的。× 17. 所谓“管电流”就是流过X射线管灯丝的电流。× 18. 将一张含有针孔的铅板放在X射线管和胶片之间的中间位置土,可以用来测量X射线管的焦点尺寸。√ 19. 胶片卤化银的颗粒度就是显影后底片颗粒度。× 20. 影像颗粒度完全取决于胶片乳剂层卤化银微粒尺寸的大小。× 21. 非增感型胶片的反差系数随黑度增大而增大，增感型胶片的反差系数随黑度增大而减少。× 22. 底片黑度只影响胶片对比度，与主因对比度无关。√ 23. “潜影”是指在没有强光灯的条件下不能看到影像。× 24. 射线照象时，若千伏值提高，将会使底片对比度降低。√ 25. 射线的能量同时影响(射线)照像对比度、清晰度和颗粒度。√ 26. 使用较低能量的X射线可得到较高的主因对比度。√ 27. 已知铜的等效系数K＝1.5，则透照同样的钢和铜时，后者的管电压应为前者的1.5倍。× 28. 如果已知等效系数，用X射线曝光曲线来代替γ射线曝光曲线，也能求出曝光参量。× 29. 使用滤板可增大照相宽容度，但滤板最好是放在工件和胶片之间。× 30. 散射线只影响主因对比度，不影响胶片对比度。√ 31. 在实际工作中正常使用的焦距范围内，可以认为焦距对散射比没有影响。√ 32. 背散射线的存在，会影响到底片的对比度，通常在暗盒背面放置铅字B来验证背散射线是否存在。√ 33. 对某一曝光曲线，应使用同一类型胶片，但可更换不同的X光机。× 34. 当被检工件厚度差较大时，就会有“边蚀散射”发生。√ 35. 如果显影时间过长，有些未曝光的AgBr也会被还原，从而增大底片的灰雾度。√ 36. 定影液中的氢离子浓度越高，定影能力越强。× 37. 因为铜、铁会与显影液发生化学反应，所以不能用铜、铁制作的容器盛放显影液。√ 38. 小径管双壁透照的要点是用较高的管电压，较低曝光量，目的是减少胶片反差，扩大检出区域。× 39. 射线照相时，不同的投影角度会使工件上不同部位的特征点在底片上的相对位置政变。√ 40. 各种裂纹只发生在焊缝上，不会发生在热影响到区。×
五大常规无损检测技术之一：射线检测（RT）的原理和特点 射线检测（Radiographic Testing），业内人士简称RT，是工业无损检测（Nondestructive Testing）的一个重要专业门类。 射线检测主要的应用是探测工件内部的宏观几何缺陷。按照不同特征，可将射线检测分为多种不同的方法，例如：X射线层析照相（X-CT）、计算机射线照相技术（CR）、射线照相法，等等。 射线照相法是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：超声检测（Ultrasonic Testing）：A型显示的超声波脉冲反射法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检测（Penetrant Testing）、涡流检测（Eddy Current Testing）。
第一行左起一：固定式磁粉探伤机；第一行左起二：射线检测室的防护屏蔽门。第二行左起一：便携式X射线管；第二行左起二：A型显示的模拟式超声波探仪。 射线照相法，利用X射线管产生的X射线或放射性同位素产生的γ射线穿透工件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。该方法是最基本、应用最广泛的的一种射线检测方法，也是射线检测专业培训的主要内容。 射线照相法的原理 射线检测，本质上是利用电磁波或者电磁辐射（X射线和γ射线）的能量。 射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿透的厚度。详情请看：铅门为什么可以防止核辐射？
射线照相法的原理：如果被透照物体（工件）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（例如在焊缝中，气孔缺陷里面的空气衰减系数远远低于钢的衰减系数），该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经过暗室处理后得到底片。 射线穿透工件后，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位等会出现黑度差异。射线检测员通过对底片的观察，根据其黒度的差异，便能识别缺陷的位置和性质。 以上描述的基本原理和医院拍X光大同小异。
课前习题 射线无损检测 1. 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，波长范围约为( 0.0006～1 00 nm ), 在X 射线检测中常用波长范围为( 0.001～0.1 nm) 。它具有(光) 的特性。 它能使一些结晶物体 (发生荧光) ,气体 (电离)和胶片(感光) . 2. 实际焦点与有效焦点：实际焦点：X 射线管焦点是 决定X 射线管光学特性好坏的重要标志，焦点大小 直接影响探伤灵敏度。由于多数X 射线管的阴极形 状是线焦点，在阳极靶面上呈长方形，X 射线从这 个长方形射线源发出，这就是实际焦点。有效焦点： 当靶面与X 射线管轴线的垂直线之间倾斜20度时 ，其有效焦点面积约为实际焦点面积的三分之一。 3. 连续X 射线的产生：轫致辐射（刹车辐射） 4. 放射性活度与比活度及其单位：在单位时间内衰变的原子核数量，称为放射性活度，单位为贝克或居里。单位质量放射性物质的活度称为比活度，单位为Bq/g 或Ci/g 。 5. 短波限定义及其与管电压关系式：由电子一次碰撞就耗尽能量所产生的X 射线。它只与管电压有关，不受其它因素的影响。 与管电压关系为： 6. 与连续X 射线的相关因素：管电流、管电压、靶材料的原子序数。 管电流越大,单位时间撞击靶的电子数越多; 管电压越高, 每个电子获得的能量增大,短波成分射线增加,且碰撞发生的能量转换过程增加;管电压愈高，连续 X 射线强度愈大；其最短波长λmin 愈向短波方向移动。 靶材料的原子序数越高,核库仑场越强，韧致辐射作用越强。 7. K 系标识X 射线产生机理 K 层电子被击出时，原子由基态升到K 激发态，高能级电子向K 层空位填充时产生K 系辐射。L 层电子填充空位时，产生K α辐射；M 层电子填充空位时产生K β辐射。 8. X 射线管的效率 ： 9. 电子对效应及其产生条件 一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而形成具有同样能量的一个电子和一个正电子，称为电子对的产生。 每个电子最小能量为0.51 MeV ，故光子能量必须大于等于1.02 MeV 。 10. 射线衰减的相关因素，一般来讲: 射线的波长愈长，衰减（愈大）；物质的密度及原子序数愈大， 衰减（也愈大）；它们之间的关系并不是简单的直线关系， 而是成（指数关系）的衰减，其表达式为（ ）。 11. 射线的质量吸收系数和散射系数表示： min max λνhc h eU ==)nm (24.1min U eU hc ==λZU IU ZIU E E ααη===20d d e I I μ-=03 4λρτZ A C ?=质量吸收系数：A Z ?=4.0ρσ质量散射系数：
危险源分析报告 一．分析内容： γ射线危险工作分析 二．可能危害的途径分析： 1．γ射线设备的存放以及运输到工作地点所造成的危害： 危害程度： ●在存放的时候，封闭不严，造成对环境的污染或对人员的伤害； ●在运输途径中，因交通意外会导致人员伤害或设备的损害！ 控制措施： ●射线源必须封闭存放，要在存放处设明显标志； ●探伤设备存放于项目部库房，密闭存放； ●运输时，确保车辆性能完好； ●对司机进行设计交底，能够出示有效证件，并遵守交通规则。 2．个人保护用品使用不当所造成的危害： 危害程度： ●刺激人的神经系统，造成人员伤害，进而损坏身体健康； 控制措施： ●探伤人员在进入现场时，必须配戴好规定的防护用品，如：安全帽、 安全眼镜、安全防护鞋，以及手套等。 3．探伤前准备不当所造成的伤害： 危害程度： ●对人员自身造成伤害，损害身心健康； ●在操作过程中操作失误，造成辐射伤害； ●在检测时，可能导致非作业人员的伤害，损害其身心健康！ 控制措施： ●无损检测人员在进入工作场地前必须经过安全教育，以在工作中可能 出现的危害为教育内容； ●对检测人员进行安全技术交底，能够出示特殊工种操作证的安全认证，
严禁出示过期或无效的证件； ●在确定工作区域后，必须测定安全距离；确定安全区域；在安全区域 处拉警示带，设置警示牌，挂警示灯，以警示他人，对自身的检测工 作做一保障； ●在检测十小时前，向相邻单位以书面形式通知； ●在检测现场设有专人监护。 4．检测过程因意外而造成的伤害： 危害程度： ●射线辐射，对人员造成健康的损害； ●操作人员疲劳工作，造成意外事情发生； ●在移动过程中，对人员造成伤害或损坏探伤设备。 控制措施： ●在进行工作时，确定人员已经撤离危险区域； ●在登高作业时，必须系好安全带； ●在白天，必须确保睡眠充足，工作时确保精力充沛； ●探伤时，需确保照明充足； ●在进入新的工作区域时，须再依次设置警示带，确定安全距离，做好 安全防护措施！ 5．意外事故所造成的伤害： 危害程度： ●事故未及时处理而造成扩大，进而引发其他意外事情的发生； ●造成人员伤亡。 控制措施： ●事故能够自己处理时，需及时处理，以免扩大； ●事故难以处理时，应及时书面通知其他管理部门，并且在现场设置警 戒带，限制人员进入。 6．检测结束时所造成的伤害： 危害程度： ●对人员造成身心健康的危害；