射线检测计算公式

伽马射线的计算公式
（原创版）
目录
1.伽马射线的定义与特点
2.伽马射线的计算公式
3.公式的应用与实例
4.伽马射线在科学研究中的重要性
正文
1.伽马射线的定义与特点
伽马射线是一种高能电磁波，它的波长范围在 0.1 纳米到 100 纳米之间。

伽马射线具有很强的穿透能力，可以穿透许多物质，如空气、水和人体组织。

由于其高能量和穿透能力，伽马射线在医学、工业和科学研究等领域具有广泛的应用。

2.伽马射线的计算公式
伽马射线的计算公式基于电磁波的理论，其公式为：
E = h * f * (1 - e^(-α * r))
其中，E 代表伽马射线的能量，h 代表普朗克常数，f 代表伽马射线的频率，α代表衰减系数，r 代表伽马射线传播的距离。

3.公式的应用与实例
伽马射线计算公式在实际应用中有很多实例，例如在医学领域，利用该公式可以计算出伽马射线在人体组织中的能量分布，从而为放射治疗提供依据。

在工业领域，伽马射线计算公式可以用于检测材料内部的缺陷和异物。

在科学研究中，该公式可以帮助科学家研究宇宙中的伽马射线源，进而揭示宇宙的奥秘。

4.伽马射线在科学研究中的重要性
伽马射线在科学研究中具有重要地位。

首先，伽马射线是宇宙中的一种常见辐射，研究伽马射线有助于我们了解宇宙的演化和结构。

其次，伽马射线在地球环境中也有重要应用，如放射性废物的处理、环境监测等。

最后，伽马射线在医学和工业领域具有广泛的应用前景，如癌症治疗、无损检测等。

因此，对伽马射线的研究不仅有理论意义，还具有实际应用价值。

总之，伽马射线计算公式为研究和应用伽马射线提供了理论基础。

1、最短波长公式： (能量公式）2、连续谱中最大强度对应的波长与最短波长之间近似有下述关系:3、连续谱射线的总强度I：4、连续谱X射线的转换效率η;5、放射性原子核的衰变公式：6、半衰期公式：(重要公式）放射性原子核数目因衰变减少至原来数目一半时所需的时间7：单色窄束射线的衰减规律：8、线衰减系数μ：9、半值层：10、半值层计算公式：穿过物体后的射线强度为入射强度一半时的穿透厚度(重要公式）11.影响半值层T1/2的因素:12、宽束多色射线的强度衰减规律：13、主因对比度公式：Ⅰ=Ⅰs+Ⅰp=Ⅰp（1+n) 散射比n= I s / I p14、胶片对比度公式：15、射线照相对比度公式：ΔD=-0.434 GμΔT /（ 1 + n ）16、黑度D：照射光强度与穿过底片的透射光强之比的常用对数值17、射线照相几何不清晰度： Ug = df×L2／L1=d f×L2／（F-L2)18、X射线曝光量：E=it γ射线曝光量：E=At19、平方反比定律：从一点源发出的辐射，强度I与距离F的平方成反比I1/I2=（F2/F1）220、X射线照相的曝光因子：Ψ=i t/F2= i1 t1/F11= i 2t2/F22=……= i2n t n/F nγ射线照相的曝光因子：Ψ=A t/F2= A1 t1/F12= A 2t2/F22=……= A2n t n/F n19、K值与横向裂纹检出角θ的关系：K=1/Cosθ θ=cos-1(1/K)20、一次透照长度L3: L3= 2L1tanθ21、直缝单壁单影: 底片的有效评定长度： L eff=L3+ΔL纵缝作双壁单投影：底片的有效评定长度应为：l eff=ΔL+L3′+ΔL22、环缝单壁外照法Ｎ＝α=θ-ηθ=cos-1 [] η= sin-1( )K=1.1 θ=cos-1 []当D０＞＞T时，θ≈cos－１Ｋ－１K=1.1 θ=24.62L3=Ｄ０／Ｎ； Ｌ＇3＝．Ｄｉ／Ｎ ΔL≈2T·tanθＬeff＝ΔL／２＋Ｌ３＋ΔL／２α:与ＡＢ／２对应的圆心角； θ:最大失真角或横裂检出角；η- -有效半辐射角； Ｋ- 透照厚度比；Ｔ- 工件厚度； Ｄ０---容器外直径 D i－容器内直径23、环缝单壁内照法 1）F＜R的偏心法N=α=η－θ：θ=cos-1 η=sin－1（）当D0＞＞T时， θ=cos-1K-1 L3= L3′=ΔL≈2T·tgθ（ΔL/2=T·tgθ） L eff=L3′+ΔL2）F>R的偏心法透检N= α=θ-η θ=cos-1η=sin-1( )当D0>>T时,θ=cos-1K-1 L3′= L3= L eff=L3＇24双壁单影法100%透检环缝时的最少曝光次数N 一次透照长度L3N= α=θ+η θ=cos-1 η=sin-1（）当D o>>T时,θ=cos-1K-1 L3= L eff=L325利用曝光曲线求非钢材的曝光量射线等效系数（φm表示）是指在一定管电压下，达到相同射线吸收效果（或者说获得相同底片黑度）的基准材料厚度T o与被检材料厚度T m 之比，即：φm=26、椭圆成像法偏心距 L0=（g＋q）L1/ L2=(F-L2)(p+q)/L2=[焦距-(外径+焊缝余高)]×2焊缝宽度/(外径+焊缝余高)27、距离防护：对点源来说，在某点的射线强度与该点到源的距离平方成反比D1R12=D2R22。

射线检测理论常用公式射线检测利用射线与被测物体进行相互作用，从而探测物体的内部结构和组成。

在射线检测中，常用的公式涉及到射线的穿透、散射、吸收和衰减等物理过程。

以下是几个射线检测理论中常用的公式与原理。

1.相对透射率公式（透射曲线）在射线检测中，透射曲线描述了射线穿过被测物体时的相对透射率随射线射程变化的关系。

该关系常由下式描述：I=I_0*e^(-μx)其中，I为射线透射后的相对透射率，I_0为入射射线的相对透射率，μ为线性吸收系数，x为射线射程。

这个公式说明了射线透射率的随射程指数级减少，并且吸收过程与射线的入射强度成正比。

2. Beer-Lambert定律Beer-Lambert定律描述了射线在物质中的强度衰减与物质浓度、射线出入射程的关系。

根据该定律可得：I=I_0*e^(-μx)其中，I为射线透射后的强度，I_0为射线入射前的强度，μ为线性吸收系数，x为射线射程。

这个公式与相对透射率公式相似，表达了射线透射强度与射程指数级减少的关系，其中吸收过程与射线的入射强度成正比。

3.检测灵敏度公式射线检测的灵敏度决定了能否检测到被测物体中微小的缺陷，灵敏度公式描述了射线检测系统的最小可探测缺陷尺寸与其它参数的关系。

一般而言，灵敏度公式可表示为：S=k*(1/I_s)*(I_b/I_0)其中，S为检测灵敏度，k为常数，I_s为系统噪音的标准差，I_b为被测物体上缺陷处的信号强度，I_0为入射射线的信号强度。

这个公式说明了检测灵敏度与系统噪音、入射射线强度以及缺陷处信号强度的关系，具体数值由实际应用条件和系统参数决定。

4.放射线源强度公式射线检测使用的放射线源往往具有一定的衰减，放射线源的强度随时间和距离的增加而减少。

放射线源强度公式用于描述射线源强度与时间、距离的关系。

该关系常由下式描述：I=I_0*(d_0/d)^2其中，I为射线源强度，I_0为初始源强度，d为射线源到被测物体的距离，d_0为初始时射线源到被测物体的距离。

射线检测典型计算题一原子量、质子数、中子数计算公式：原子量 = 质子数 + 中子数 A = Z + N 例： 60Co 中有几个质子、中子？（ 27 个质子、 33 个中子）二最短波长计算公式： hc 12.4••• 入 min =---- = -- （h、c、e 均为常数）Ue U单位：入min埃。

U:千伏。

例： U=200Kv,入 min=12.4 / 200= 0.062 埃三连续 X 射线的效率（转换效率）计算：公式：n =KUZK= 1.1--1.4 X 10-9v ; K= 1.1--1.4 X 10-6Kv例：Z=74; U=200 ;求n n =1.4 X-60 X 74 X 200=2%四半衰期和衰变常数计算公式：T' = 0.693 / 入例：60Co 已知：入=0.130/年，求 T' = 0.693 / 0.130 = 5.3 年或：已知： T' = 5.3年，求入=0.693 / 5.3= 0.130半衰期的简便计算公式N 1 =（）n n= t / T ' No 2例: 60Co 半衰期为 5.3 年，新源放射强度 16居里， 10.6 年后该源的放射强度为多少？解：n=10.6/5.3=2 ; N=NO x （1/2）n=16 x（1/4）=4（居里）五X 射线光子能量和波长计算公式：E = 0.0124/ 或入=0.0124 / E以上二式中，E的单位：Mev;的单位：埃。

或者：入=12.4 / E （与入min=12.4/U 有本质区别）这里：E的单位：Kev; 入的单位：埃。

例 1：波长为 0.25? 的光子能量是多少？E= 0.0124/ 0.25= 0.0496 Mev例 2：能量为 0.25 Mev 的光子波长是多少？入=0.0124 / 0.25 = 0.0496?例 3：管电压为 200Kv 时，连续 X 射线的最大能量是多少？入 min=12.4/U=12.4/200=0.062?E= 0.0124/ 0.062= 0.2 Mev六半值层和衰减系数计算公式：Th=0.693/ 卩或卩=0.693/ Th 例1 :某材料衰减系数□为1.3/cm，求半值层 Th？Th=0.693/ =0.533cm.例 2: 穿过 12mm 厚钢板前后射线强度分别为 50mR/h 和 15mR/h, 求这种钢板的半值层和衰减系数？5015I=lo e- d15=50 e-卩 d d=12 In(15/50)=1 n(e- 卩 d )=- 卩 d=-12 卩卩=In (15/50)/(-12)=0.1Th=0.693/ 0.1=6.93(mm)七平方反比律应用计算公式： I1/ I2= f22/f12 E1/ E2=f12/f22 图 26例1：距源 1.5 米处射线强度为 40mR/ h, 求3. 5 处的射线强度？I2= I1 / ( f22/f12 )=40/ ( 3. 5 2/ 1.5 2 )=7.35 (mR/ h)例 2：焦距为 1 米处透照，得底片黑度为 2。

射线能量平方反比定律
射线检测平方反比定律公式C＝e/ d^2。

平方反比定律指物体或粒子的作用强度，随距离的平方而线性衰减，即作用力与距离平方成反比关系。

例如天体之间的万有引力，电荷之间的库仑力，或灯泡的照度都是随着距离的平方线性衰减。

1、平方反比定律是指射线强度与距离的平方成反比的规律，其数学式为I2/I1=(F1/F2)2，其原理是:近似认为射源是一个点，在其照射方向上的任意立体角内取任意垂直截面。

2、射线防护的三要素是距离、时间和屏蔽，或者说射线防护的主要方法是时间防护、距离防护和屏蔽防护，俗称为射线防护的三大方法。

时间防护的原理是，在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比。

3、照射率不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身安全，达到防护目的。

时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间。

4、剂量=剂量率x时间，因此可根据照射率的大小确定容许的受照射时间。

射线检测技术规范10.1透照方式按射线源、工件和胶片之间的相互位置，管道环缝主要采用中心透照、双壁单影透照和双壁双影透照三种方式，见图4。

只要实际可行优先采用单壁透照方式，当单壁透照方式不可行时，方可采用双壁透照方式。

a）中心:^照迂射域西0；双壁单影选照法照片C）双壁双影透照法注：L1---射线源至透照部位工件表面的距离；L2---透照部位工件表面至胶片的距离。

图4透照方式示意图单壁中心透照法、双壁单影透照法及双壁双影透照法是管道对接接头射线照相的三种基本透照方式。

（1）中心透照法中心透照法是长输管道环缝检测的主要方式，它用X、Y射线爬行器进行检测。

它优点是不仅一次透照整条焊缝，工作效率高，而且透照厚度均一，底片黑度一致，横向裂纹检出角为0，横向缺欠检出率高，灵敏度最佳。

（2）双壁单影透照法双壁单影透照法是无法采用中心透照法对管子进行检测时而采用的方法，如小直径管道焊缝、死口、联头及几何不清晰度无法满足中心透照法要求的焊缝。

这种透照方法的主要缺点：①灵敏度较低。

与单壁透照相比要多穿过一个壁厚，需要X射线机的能量较高，且经过前面的壁厚进行滤波，到达检测部位线质变硬，使底片的灵敏度降低，与单壁透照相比差1〜2个像质指数。

②透照次数应满足10.2.3中K值的要求。

③透照时应注意机头对中或采用对中工具进行。

（3）双壁双影透照法这是①W89曲的管子唯一的透照方法，因管子源侧焊缝距胶片远，几何不清晰度大，灵敏度低，为保证透照质量，操作时要做到如下要点：①按10.2.3中第a）项的规定，焦距应满足L1210dL22/,且不小于600mm,椭圆透照间距为3〜10mm,且最大不超过15m,在相互垂直的方向各照一次。

当椭圆透照不可行时,可采用垂直透照,透照次数不少于3次,互成120°。

②按T A=2T+2m,查表3确定像质指数，使用专用等丝像质计,置于射线源侧。

③透照时管电压可适当提高，曝光量小于15mA•min。

答：K是单位质量的空气带电粒子的初始动能的总和，其实，它非常接近于空气的吸收剂量D 空。

我认为：用统编教材《射线检测》(2007版)第179页公式(7-9a)来讨论这个问题更合理些。

即：D空=33.72 P空(1)式中：P空是照射量，是单位质量空气的同符号带电粒子的电量总和，单位是库伦/千克；D空是空气的吸收剂量，是单位质量空气吸收的射线能量，单位是戈瑞(焦耳/千克)。

那么，我们的问题就转移到：射线电离空气，得到1库伦的电量，需要多少能量了。

空气的组成很复杂，大约75%的氮，23%的氧，1.3%的氩，还有二氧化碳等气体。

研究表明：射线每电离一个空气分子，即电离一个氧分子(O2)或氮分子(N2)或其它气体分子，生成一个离子对(即生成一个氧离子和一个电子，或生成一个氮离子和一个电子……)，综合平均需要的电离能大约为33.72eV(电子伏特)。

33.72就是公式(1)的系数(它是个大约值)。

具体推导过程如下：设常数b=1.602X10-19。

（1）一个电子电量e=b.库伦，设1库伦(1C)电量有n个电子(即有n个离子对)，n=1C/(b.C)=1/b。

（2）已知生成一个电子(或产生一个离子对)需要的平均电离能ε大约为：33.72eV。

1电子伏特(1eV)和焦耳(J)的关系是：1eV=b.J电离一个离子对需要的能量ε=33.72eV=33.72Xb.J(3)射线电离空气，达到1库伦电量需要的总电离能Ek=εXn≈33.72Xb.JX(1/b)=33.72J计算的结果是：射线电离空气得到1库伦负电或正电(二者平衡)，空气吸收射线能量大约为33.72焦耳。

本文摘自: 中国无损检测论坛() 详细出处请参考：/forum.php?mod=viewthread&tid=9424&extra=page%3D7。

光子能量计算公式：E=hv（h，普朗克常量；v，频率）h=6.63×10−34J·S=4.14×10−15eV·S1eV=1.6×10−19CV=1.6×10−19J（焦耳）（1eV相当于一个电子在1V的电势差上移动所做的功，其能量是为电子的电量和1V的乘积。

）一电子所带电量是1.6×10−19C（C，库伦，电荷单位）γ射线具有极强的穿透本领。

人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成份，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。

照射量中文名称：照射量[1]英文名称：exposure符号：X定义：X=d Q/d m式中：d Q——光子在质量为d m的空气中释放的全部电子（负的和正的）完全被空气阻止时，在空气中产生的任一种符号的离子总电量绝对值。

单位：库/千克符号：C/kg已废除的非法定专用单位是伦琴(R)，1R=2.58×10E-4 C/kg。

1伦琴相当于在1立方厘米标准状况的空气（质量为0.001293克）中产生的正、负离子电荷各为1静电单位。

在早期辐射剂量测量中，测定空气中生成离子的电量是比较方便的。

在充气电离室中使两极板保持饱和电位即可准确测量离子的电量或产生的电流。

因此广泛使用射照量(当时称伦琴值)来表征辐射剂量。

不同密度或组分的物质放在同一点的空气中，即使照射量相同，吸收剂量并不相同。

如1伦琴相当于1千克空气吸收0.0089焦耳能量，而相当于1千克人体组织吸收0.0096焦耳能量。

因此,照射量只是一种参考比较的物理量，根据照射量测算各种物质中的吸收剂量不是很简易的过程。

还有一点值得注意，照射量只用于光子在空气中引起电离的情况，其他类型辐射虽然也可以在空气中引起电离，却不允许使用照射量。

1、最短波长公式： (能量公式）2、连续谱中最大强度对应的波长与最短波长之间近似有下述关系:3、连续谱射线的总强度I ：4、连续谱X 射线的转换效率η;5、放射性原子核的衰变公式：6、半衰期公式：(重要公式）放射性原子核数目因衰变减少至原来数目一半时所需的时间7：单色窄束射线的衰减规律：8、线衰减系数μ：9、半值层： 10、半值层计算公式：穿过物体后的射线强度为入射强度一半时的穿透厚度 (重要公式）11.影响半值层T1/2的因素:12、宽束多色射线的强度衰减规律：13、主因对比度公式：Ⅰ=Ⅰs+Ⅰp=Ⅰp （1+n) 散射比n= I s / I p14、 胶片对比度公式 ： min min λνhc h eV ==V 4.12m in =λmin5.1λλ=IM 2ZiV K I i =ZVK i =ηte N N λ-=0λ693.021=T 21/0)21(T T N N =TeI I μ-=033λρμZ K =μμ693.02ln 21==T 21)21(0T T I I =21)21(0T T I I =3321693.02ln λρμZ K T ==Ten I I μ-+=)1(0n T I I +∆=∆1μ21/02T T N N =TI I 0ln=μnI I )21(0=21T T n =μ1-无缺陷缺陷I I T =∆'1'11D G tg IgE IgE α==-15、射线照相对比度公式 ：ΔD=-0.434 G μΔT /（ 1 + n ） 16、黑度D ：照射光强度与穿过底片的透射光强之比的常用对数值17、射线照相几何不清晰度： Ug = df ×L 2／L 1=d f ×L 2／（F-L 2) 18、X 射线曝光量：E=it γ射线曝光量：E=At19、平方反比定律：从一点源发出的辐射，强度I 与距离F 的平方成反比 I 1/I 2=（F 2/F 1）220、X 射线照相的曝光因子：Ψ=i t/F 2= i 1 t 1/F 11= i 2t 2/F 22=……= i n t n /F n 2 γ射线照相的曝光因子：Ψ=A t/F 2= A 1 t 1/F 12= A 2t 2/F 22=……= A n t n /F n 219、K 值与横向裂纹检出角θ的关系：K=1/Cos θ θ=cos -1(1/K) 20 、 一次透照长度L 3: L 3= 2L 1tan θ21、 直缝单壁单影: 底片的有效评定长度： L eff =L 3+ΔL 纵缝作双壁单投影：底片的有效评定长度应为：l eff =ΔL+L 3′+ΔL22、环缝单壁外照法 Ｎ＝360218000αα= α=θ-ηθ=cos -1 [1120+-()K T DK] η= sin -1(D D L 0012+sin θ )K=1.1 θ=cos -1 [1.121.0D D T +]当D ０＞＞T 时，θ≈cos －１Ｋ－１ K=1.1 θ=24.62 L 3=πＤ０／Ｎ； Ｌ＇3＝π．Ｄｉ／Ｎ ΔL ≈2T ·tan θ Ｌeff ＝ΔL ／２＋Ｌ３＋ΔL ／２α:与ＡＢ／２对应的圆心角； θ:最大失真角或横裂检出角；η- -有效半辐射角； Ｋ- 透照厚度比；Ｔ- 工件厚度； Ｄ０--- 容器外直径 D i －容器内直径LL D 0lg=DL L 100=23、环缝单壁内照法 1）F ＜R 的偏心法 N=180αα=η－θ：θ=cos -1KD TK i)1(-12- η=sin －1（D D L ii -21sin θ ）当D 0＞＞T 时， θ=cos -1K -1 L 3=N D i ⋅π L 3′=ND 0⋅π ΔL ≈2T ·tg θ（ΔL/2=T ·tg θ） L eff =L 3′+ΔL 2）F>R 的偏心法透检 N=180αα=θ-η θ=cos -1KD TK i)1(-12- η=sin -1(θsin 21iiD L D - )当D 0>>T 时,θ=cos -1K -1 L 3′=N D 0⋅π L 3=ND i⋅π L eff =L 3＇ 24双壁单影法100%透检环缝时的最少曝光次数N 一次透照长度L 3N=180αα=θ+η θ=cos -11120+-()K T DKη=sin -1（θsin 20D F D -）当D o >>T 时,θ=cos -1K -1 L 3=ND 0⋅π L eff =L 3 25利用曝光曲线求非钢材的曝光量 射线等效系数（φm 表示）是指在一定管电压下，达到相同射线吸收效果（或者说获得相同底片黑度）的基准材料厚度T o 与被检材料厚度T m 之比，即：φm =T T m26、椭圆成像法偏心距 L 0=（g ＋q ）L 1/ L 2=(F-L2)(p+q)/L2 =[焦距-(外径+焊缝余高)]×2焊缝宽度/(外径+焊缝余高)27、距离防护：对点源来说，在某点的射线强度与该点到源的距离平方成反比 D 1R 12=D 2R 22。