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第一章射线检测的物理基础1.1 原子与原子结构1.1.1 元素与原子世界上一切物质都是由元素构成的，迄今为止，已发现的元素有100多种，其中天然存在的有94种，人工制造的有十几种。
为便于表达和书写，每种元素都用一定的符号来表示，称作元素符号。
元素符号采用该元素拉丁文名称第一个字母的大写，或再附加一个小写字母。
例如，碳的元素符号是C，钴的元素符号是Co，铁的元素符号是Fe，等等。
原子是元素的具体存在，是体现元素性质的最小微粒。
在化学反应中，原子的种类和性质不会发生变化。
原子质量极其微小，例如氢原子质量为1.673×10-24克，以常用质量单位表示很不方便，因此物理学中采用“原子质量单位”，用符号“u”表示，即规定碳同位素的质量的1/12为1u，而原子量就是某元素的原子的平均质量相对于原子质量1/12的比值。
照此规定，氢元素的原子量为1，氧元素的原子量为16。
原子由一个原子核和若干个核外电子组成。
原子核带正电荷，位于原子中心，电子带负电，在原子核周围高速运动。
原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷相同，所以，整个原子呈电中性。
电子的质量极轻，为9.109×10-28克，等于氢原子质量的1/1837。
电子带有1个单位负电荷(1.602×10-19库仑)。
在原子中，原子核所带的正电荷数(简称核电荷数)与核外电子所带的负电荷数相等。
所以核外电子数就等于核电荷数。
不同元素的核电荷数不同，核外电子数也不同。
元素周期表中，元素的次序就是按核电荷数排列的，因此，周期表中的原子序数z等于核电荷数。
原子核仍然可以再分，试验证明，原子核是由两种更小的粒子即质子和中子组成的。
中子不带电，1个质子带1个单位正电荷，原子核中有几个质子，就有几个核电荷，因此得到以下关系：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数质子的质量为1.6726×10-24克，中子的质量为1.6749×10-24克，两者质量几乎相等。
射线检测的物理基础射线检测是一种利用射线在物质中传播的特性进行物质组成分析和缺陷检测的方法。
射线检测常用的射线包括X射线和γ射线。
这两种射线都是电磁波，具有较高的穿透能力和能量，因此可以用于穿透物质并获取内部信息。
射线检测的物理基础主要包括射线的产生、传播以及与物质相互作用的过程。
下面将对这些基础进行详细的介绍。
一、射线的产生射线检测中常用的X射线是通过X射线管产生的。
X射线管由阴极和阳极组成，当阴极上加上一定电压时，会产生一束高速电子，电子在电场作用下加速，并与阳极碰撞。
在碰撞过程中，电子会失去一部分能量，产生X射线。
这些X射线具有较高的能量，可以穿透物质并与物质相互作用。
γ射线则是由放射性核素产生的。
放射性核素的原子核不稳定，会发生衰变，释放出γ射线。
γ射线具有较高的能量和穿透能力，可以用于射线检测。
二、射线的传播射线在物质中的传播是直线传播，具有一定的传播速度。
射线传播的速度取决于射线的能量和介质的密度。
在同一介质中，射线的传播速度是恒定的。
而在不同介质中，射线的传播速度会发生改变，这就是射线折射现象。
三、射线与物质的相互作用射线与物质相互作用的过程是射线检测中最重要的过程。
射线与物质的相互作用包括散射、吸收和衰减三个主要过程。
散射是指射线与物质中的原子或分子碰撞后改变方向的过程。
散射分为弹性散射和非弹性散射。
弹性散射是指射线与原子或分子碰撞后只改变方向而不改变能量的过程，非弹性散射则是指射线与原子或分子碰撞后既改变方向又改变能量的过程。
散射的发生会改变射线的传播方向，从而影响射线检测的结果。
吸收是指射线在物质中传播过程中被物质吸收的过程。
物质对射线的吸收能力取决于射线的能量和物质的性质。
不同物质对射线的吸收能力有所差异，因此可以通过测量射线的吸收量来判断物质的组成。
衰减是指射线在物质中传播过程中能量逐渐减小的过程。
射线的衰减程度取决于射线的能量和物质的厚度。
较厚的物质会对射线的衰减产生更显著的影响。
射线检测知识点第一章 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（如下图），使缺陷能在射线底片或X 光电视屏幕上显示出来。
图中射线在工件及缺陷中的线衰减系数分别为μ和μ’。
根据衰减定律，透过完好部位x 厚的射线强度为：透过缺陷部位的射线强度为：第二章 射线检测射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用。
射线检测的优点：1、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测；2、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位；3、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。
射线检测的缺点：射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来。
另外，射线对人体有害，需要有保护措施。
超声波探伤与X 射线探伤的比较：超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
超声波探伤比X 射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探伤适合于厚度较大的零件检验 。
超声波探伤与射线探伤都属于物理探伤。
xx e I I μ-=0x x ee I I ∆---=)'(0'μμμ第一节射线检测的物理基础一、射线的种类和频谱波长较短的电磁波叫射线。
