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射线探伤的物理基础

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射线检测培训

射线检测培训

二、射线检测设备和器材
18
4、X射线管的焦点：（P34） a、实际焦点—阳极靶上受电子轰击的部分。 b、有效焦点—实际焦点在垂直于管轴线方向上的投影。 c、焦点大，利于散热，管电流可以较大；焦点小，散热 条件差，管电流不能太大。 d、焦点形状和尺寸取决于灯丝形状和尺寸，圆形和正方 形焦点尺寸为 a(a为直径或边长)；长方形和椭圆形焦点 尺寸为（ a和b为边长或轴长）。
状谱，由一个或几个特定的波长组成。 c、连续X射线的能量（波长）取决于管电压；标识X射线的能
量（波长）取决于靶材，与管电压无关。
一、射线检测物理基础
6、连续X射线的最短波长：
minV1(K2.4V)
0
(A)
4
7、X射线的产生效率：（P6） 0ZV
式中：η0≈1.1～1.4×10-6，
V—管电压（KV）
5
8、X射线和γ射线的相同和不同之处：（习题P20—371）
a、相同之处：X射线和γ射线都是电磁波，它们具有相同 的性质，如不可见、依直线传播、不带电、能穿透物质、 能使物质电离、使胶片感光、能发生生物效应等。
b、不同之处：
⑴、产生机理不同，X射线是高速电子与物质碰撞产生的； 而γ射线是放射性物质原子核衰变时放射出来的。
二、射线检测设备和器材
20
9、X射线机管电压和管电流：（P43—44）
①、管电压调节是通过调节高压变压器初级线圈并联的自耦
变压器的电压来实现的。
管电压越高，电子运动速度越快，产生的X射线能量越高，穿透力越大。
②、管电流是通过调节灯丝变压器电压从而调节灯丝加热电
流来实现的。
管电流越大，产生的X射线强度就越大。
解：设增厚前胶片接受
增厚之后胶片接受的照

无损检测(射线,超声)

无损检测(射线,超声)

3.1.3 射线的产生
射线的性质，有利、有弊，应该科学地加以利 用和防范！射线学就是研究如何利用与防范射线 的科学。下面介绍产生x射线的主要设备: (1）x光管基本组成： • 阴极部件：灯丝（钨丝）——发射电子； 阴极罩——聚焦电子。 • 阳极部件：阳极靶——接收电子； 冷却介质——散热作用。 • 真空管——玻璃或金属陶瓷制作的真空外罩。
2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理
(2)超声波探伤（Ultrasonic testing）—— 是利用超声波在 物质中传播（Propagation）、反射（Reflection）和 （Decay）等物理性质来发现缺陷的。 该法与射线探伤法形成优势互补. (3)磁力探伤（Magnetic testing）—— 是通过对铁磁材料 进行磁化所产生的漏磁场（Leakage magnetic field） 来发现其表面及近表面缺陷的。 在黑色金属（ ferrous metal ）的表面检测中应用广泛.
3.1.2 射线的性质 (1)不可见，直线传播—具有隐蔽性和指向性； (2)不带电，因而不受电磁场影响—电中性； (3)能穿透物质,但有衰减—具有穿透性和衰减性； 对同1种射线而言，功率越大，穿透性越强，衰减越慢； (4)能与某些物质产生光化作用，使荧光物质发光；可 使胶片感光—可成像； (5)能使某些气体电离—即产生电离辐射； (6)与光波一样，有反射、折射、干涉现象； (7)能产生生物效应，伤害和杀死生物细胞 —对人体有害。（此点非常重要）
2.3 无损检测方法 的种类及其适用性
2.3.1 常用的无损探伤方法及探伤原理
材料或工件未知工艺缺陷的检测中常用的无损 探伤方法有： (1)射线探伤（Ray Testing） —— 是利用射线的穿 透性（Penetrability）和衰减性（Decay）来发现 缺陷，即射线能够穿透物质并且在物质中有衰 减的物理特性来发现缺陷的。 该法是工业生产中最常用的NDT方法!

RT2级大纲

RT2级大纲

特种设备无损检测Ⅱ级人员考核大纲（射线检测部分）第一章通用知识中的专业基础知识1 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（A）1.1.2核外电子运动规律（A）1.1.3原子核结构（A）1.2射线的种类和性质1.2.1 χ射线和γ射线的性质（B）1.2.2 χ射线产生及其特点（1）连续谱的产生和特点（B）（2）标识谱的产生和特点（A）1.2.3 γ射线的产生及其特点（B）1.2.4 射线的种类（A）1.3射线与物质的相互作用1.3.1光电效应（B）1.3.2康普顿效应（B）1.3.3电子对效应（A）1.3.4瑞利散射（A）1.3.5各种相互作用发生的相对概率（A）1.3.6窄束、单色射线的强度衰减规律（B）1.3.7宽束、多色射线的强度衰减规律（A）1.4射线照相法的原理与特点1.4.1射线照相法的原理（C）1.4.2射线照相法的特点（C）2 射线检测设备及器材2.1 χ射线机2.1.1 χ射线机的种类和特点（1）χ射线机的分类（B）（2）携带式χ射线机的技术进展（A）2.1.2 χ射线管（1）结构和种类：普通χ射线管、金属陶瓷管（B）特殊用途管（A）（2）技术性能①阴极特性和阳极特性（B）②管电压（B）③焦点（B）④辐射场的分布（B）⑤真空度（A）⑥寿命（C）2.1.3高压发生电路（1）半波整流电路（B）（2）全波整流电路（A）（3）倍压整流电路（A）（4）全波倍压恒直流电路（A）2.1.4 χ射线机的基本结构（B）2.1.5 χ射线机的主要技术条件（A）2.1.6 χ射线机的使用、维护和修理（1）χ射线机操作程序（C）（2）χ射线机的使用注意事项（C）（3）χ射线机的维护和保养（C）（4）χ射线机的常见故障（A）2.2 γ射线机2.2.1 γ射线源的主要特性参数（A）2.2.2 γ射线探伤设备的特点（B）2.2.3 γ射线探伤设备的分类与结构（A）2.2.4 γ射线探伤机的操作（B）2.2.5 γ射线探伤设备的维护和故障排除（B）2.3射线照相胶片2.3.1射线照相胶片的构造与特点（B）2.3.2感光原理及潜影的形成（A）2.3.3底片黑度（C）2.3.4射线胶片的特性（1）特性曲线（C）（2）特性参数（B）2.3.5卤化银粒度对胶片性能的影响（A）2.3.6胶片的光谱感光度（A）2.3.7工业射线胶片系统的分类（B）2.3.8胶片的使用与保管（C）2.4射线照相辅助设备器材2.4.1黑度计（光密度计）（B）2.4.2增感屏（C）2.4.3像质计（C）2.4.4其他照相辅助设备器材（C）3 射线照相灵敏度的影响因素3.1射线照相灵敏度的影响因素3.1.1 概述（A）3.1.2射线照相对比度（1）对比度公式的推导（A）（2）对比度的影响因素①影响主因对比度的因素（B）②影响胶片对比度的因素（A）3.1.3射线照相清晰度（1）几何不清晰度Ug（C）（2）固有不清晰度Ui（B）3.1.4射线照相颗粒度（B）3.2 灵敏度和缺陷检出的有关研究（1）最小可见对比度△Dmi n（A）（2）射线底片黑度与灵敏度（A）（3）几何因素对小缺陷对比度的影响（A）4 射线透照工艺4.1透照工艺条件的选择4.1.1射线源和能量的选择（1）射线源的选择（A）（2）χ射线能量的选择（B）4.1.2焦距的选择（1）焦距与射线照相灵敏度的关系（C）；（2）焦距与被检工件的几何形状及透照方式的关系（B）（3）焦距与总不清晰度的关系（A）4.1.3曝光量的选择和修正（1）曝光量的推荐值（C）（2）互易律、平方反比定律和曝光因子（C）（3）曝光量的修正计算①利用曝光因子的曝光量修正计算（C）②利用胶片特性曲线的曝光量修正计算（A）4.2透照方式的选择和一次透照长度的计算4.2.1透照方式的选择（C）4.2.2一次透照长度的计算（1）透照厚度比K值与一次透照长度的关系（C）（2）直缝透照一次长度的计算（C）（3）环缝单壁外透法一次长度的计算（C）（此要求宜针对图表法而非公式法）（4）环缝单壁内透法一次长度的计算（C）（此要求宜针对图表法而非公式法）（5）环缝双壁单影法一次长度的计算（C）（此要求宜针对图表法而非公式法）4.3曝光曲线的制作及应用4.3.1曝光曲线的构成和使用条件（C）4.3.2曝光曲线的制作（C）4.3.3曝光曲线的使用（C）4.4散射线的控制4.4.1散射线的来源和分类（B）4.4.2散射比的影响因素（A）4.4.3散射线的控制措施（1）选择合适的射线能量（B）（2）使用铅箔增感屏（B）（3）散射线的专门控制措施：背防护铅板、铅罩和光阑、厚度补偿物、滤板、修磨试件（B）4.5焊缝透照常规工艺4.5.1透照工艺的分类和内容（B）4.5.2焊缝透照专用工艺卡示例（B）4.5.3焊缝透照的基本操作（C）4.6射线透照技术和工艺研究4.6.1大厚度比试件的透照技术（B）4.6.2安放式接管管座焊缝的射线照相技术要点（B）4.6.3管子—管板角焊缝的射线照相技术要点（B）4.6.4小径薄壁管透照技术与工艺（1）透照布置（B）（2）厚度变化分析（A）（3）透照次数计算（B）（4）像质要求（B）4.6.4球罐γ射线全景曝光工艺（设备和器材选择、工艺程序、曝光时间的计算、及措施布置、注意事项、安全管理）（B）5.暗室处理技术5.1暗室基本知识5.1.1暗室布置及对工作质量的影响（B）5.1.2暗室设备器材使用知识（B）5.1.3配液注意事项（B）5.1.4胶片处理程序和操作要点（B）5.1.5胶片处理的药液配方（A）5.1.6控制使用单位的胶片处理条件的方法（B）5.2暗室处理技术5.2.1显影（1）显影液的组成及作用（B）（2）影响显影的因素（B）（3）显影的基本原理（A）5.2.2停显（1）组成及作用（B）（2）基本原理（A）5.2.3定影（1）定影液的组成及作用（B）（2）影响定影的因素（B）；（3）定影的化学知识（A）5.2.4水洗和干燥（B）5.3 自动洗片机（A）6 射线照相底片的评定6.1评片工作的基本要求6.1.1底片的质量要求（C）6.1.2环境、设备条件要求（C）6.1.3人员条件要求（C）6.1.4与评片基本要求相关的知识（A）6.2评片基本知识6.2.1管片的基本操作（B）6.2.2投影的基本概念（B）6.2.3焊接的基本知识（A）6.2.4焊接缺陷的危害性及分类（A）6.3底片影像分析6.3.1焊接缺陷影像（B）6.3.2常见伪缺陷影像及识别方法（B）6.3.3表面几何影像的识别（B）6.3.4底片影像分析要点（B）6.4焊接接头的质量等级评定6.4.1焊接接头质量分级规定评说（B）6.4.2射线照相检验的记录与报告（B）。

射线检测

射线检测

I 2 I 0e
所以，
[ ( d d ) `d ]
I 0e e
Δd
d ( ` ) d
I0 μ`
I2 ( ` ) d I e I1
μ I1
d
I2
基本原理及方法
由两式比较，当厚度相同时，
射线检测
I2 I e ( ` ) d I1
X射线照相检测技术
射线检测
③ 金属荧光增感屏：结合了荧光增感屏增 感效果好，金属增感屏底片质量好的优点，制 作而成 所以，此类增感屏使底片的感光速度比金 属屏快，且比荧光屏的像质好，但仍不能满足 生产实际的需要，因此，GB3323-2005规定，射 线照相采用金属增感屏或不用增感屏，个别情 况下，可使用荧光增感屏或金属荧光增感屏， 但只限于A级
射线检测物理基础
2 散射现象
射线检测
射线通过物质后，不仅能量改变， 有部分入射线改变了原来的方向 当方向改变时，称为汤姆逊散射 改变方向及能量时，称为康普顿散射
散射线是一些偏离了原射线的入射线 方向，射向四面八方的射线。射线能量越低，被 透照物质中的电子密度越大，射线的散射效应越 显著，散射线的强度越大
布的连续X射线，有一个极限 波长λ0（或短波限）
1.24 0 (nm) U
射线检测物理基础
② 特征X射线：当
射线检测
管电压超过某一临
界值时，形成与靶
材有关的特殊波长
的射线 3 X射线检测中主
要用连续谱
射线检测物理基础
㈡ γ射线 1 产生
射线检测
同位素—质子数相同，中子数不同，在 周期表中处于同一位置 2 分类 天然放射性同位素：Ra226、U235 人工放射性同位素：Co60、Ir192

射线检测的物理基础

射线检测的物理基础

射线检测基础
1.2 射线的种类和性质 1.2.1 x 射线和γ射线的性质 与电波，红外线，光波，紫外线一样都是电磁波。区别只是波长不 同和产生方法不同。 (图1-2) λ = c ν 性质:a.在真空中以光速直线传播。 b.本身不带电，不受电场和磁场的影响。 c.在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样产生镜 面反射。折射系数接近1。 d.可以发生干涉和衍射现象。 e.不可见光能穿透可见光不能穿透的物质。 f.和物质作用时，会与物质发生复杂的物理，化学作用。 g.具有辐射生物效应，能杀伤生物细胞，破坏生物组织。
λ IM = 1.5λmin
管电流增加撞击电子数增加，管电压增加每个电子能量增大。转换 过程增加Z越高核库仑场越强，韧致辐射作用越强。 x 射线转换效率
η = I T Vi = K i iZV 2 Vi = Kiev
射线检测基础
标识谱的产生及特点 x 射线官的管电压超过某个临界值（激发电压Vk）阴极放射的电 子可以获得足够能量。它与阳极靶相撞时，可以将靶原子的内层 电子逐出壳层之外，使该原子处于激发态，此时外层电子将向内 层跃迁，同时放出1个光子，其能量等于发生跃迁的两能级之差。 例如：Kα标识射线是L层电子跃迁至K层放出的，Kβ标识射线是N 层电子跃迁至K层放出的。 标识x射线强度只占x射线总强度的极少部分，能量也低，所以在 工业射线探伤中不起什么作用。 标识谱的波长只依赖于阳极靶面的材料，与管电压，管电流无关， 不同的靶材激发电压也不同。
射线检测基础
1
散射线和散射比 对射线照相产生影响的散射线来自康普顿效应，在 较低能量范围则来自相干散射(瑞利散射) 应用宽束射线时，一次透射射线Ip 和散射射线Is同 时到达探测器，其射线总强度为I则：
I = I p + I s = I p (1 + I s I p ) = I p (1 + n )

无损射线RT培训复习资料

无损射线RT培训复习资料

无损射线RT培训复习资料★关于教材的说明；关于习题集；关于学习方法；关于考试。

★教材重点理一遍学习重点：依托基础理论，掌握基本知识（射线照相时电压太高为什么不对？后板和薄板对比度哪个高？）和操作、评片技能。

第1、2、3章是第4、5章的基础；第1-5章是第6章的基础；第7章是防护（安全知识）。

学习总结（复习）：把各章内容联系起来，搞清各物理量之间的关系、影响，从而正确选择。

照出合格底片。

第一章射线检测的物理基础1.原子结构、原子核结构、衰变。

2.X射线、γ射线的特点与区别。

共性：都是电磁波；区别：波长不同、产生方法不同。

3.X射线、γ射线的性质教材第5页与检测有关的5条（1、2、5、6、7）；3、4与射线检测关系不大。

4.X射线的产生、谱线特点电子撞击金属靶产生（1%）；能谱为连续谱。

5.X射线的强度、能量由什么决定（1）强度→I（i）（管电流）；能量→KV（管电压）i增大，强度增大；KV增大，能量增大，强度也同时增加。

X射线的穿透力（透照厚度）取决于KV；γ射线的穿透力取决于源的种类。

（2）射线穿透物质能力的度量（又叫硬度）定性：用“线质”表示定量：用半价层、有效能量或吸收系数（对于连续X射线）半价层、光子能量或波长（对于单色射线）线质硬射线：穿透力强、通过工件时衰减小，ΔD低（如能量高的射线）软射线：穿透力弱、通过工件时衰减大，ΔD高射线的质、线质、硬度、能量描述的是同一个物理量，还有如：照射量、照射率等。

6.γ射线的产生及其特点γ射线是放射性同位素衰变产生的，能谱为线状谱。

（放射性同位素是一种不稳定的核素）γ射线的能量是由放射性同位素的种类决定的。

γ射线的强度单位是活度（活度是不断变化的），是制造时决定的。

半衰期的概念。

X射线的强度、能量是可控的（大小可调节）；γ射线的强度、能量是不可控的（不能人为调节），只能透照与能量相应的厚度，有上下限区间。

7.射线对人的危害高能比低能危害大。

8.射线检测照相原理（射线与物质的相互作用）（1）现象（射线穿过物质的变化）：强度减弱；（2）强度减弱原因：吸收与散射；吸收与能量和材料的原子序数、密度、厚度有关；散射与能量、波长、厚度、受照面积有关。

x射线探伤原理

x射线探伤原理
X射线探伤原理。

X射线探伤是一种常用的无损检测方法，它利用X射线的穿透能力来检测材料
内部的缺陷和异物。

X射线探伤原理主要包括X射线的产生、穿透和检测三个方面。

首先，X射线是通过X射线管产生的。

X射线管是一种能够产生X射线的设备，它由阴极和阳极组成，当阴极上加上高压电流时，阴极上的电子就会被加速到阳极上，当电子撞击到阳极时就会产生X射线。

这些X射线经过滤波器的过滤后，就
可以照射到被检测物体上。

其次，X射线具有很强的穿透能力。

X射线是一种电磁波，它的波长非常短，
能够穿透大部分物质。

当X射线照射到被检测物体上时，会穿透物体的表面，然
后被检测物体内部的不同材料吸收不同程度，形成透射图像。

最后，X射线的检测是通过X射线探伤仪器来实现的。

X射线探伤仪器主要由
X射线源、探测器和显示器组成。

X射线源产生X射线，照射到被检测物体上；
探测器接收透射的X射线，然后将其转化为电信号；显示器将电信号转化为图像，通过图像来分析被检测物体内部的缺陷和异物。

总的来说，X射线探伤原理是利用X射线的穿透能力来检测材料内部的缺陷和
异物，通过X射线管产生X射线，然后X射线穿透被检测物体，最后通过X射线
探伤仪器来实现检测。

这种无损检测方法在工业生产和安全领域有着广泛的应用，它可以快速、准确地检测出被检测物体内部的缺陷和异物，为生产和安全提供了重要的保障。

射线检测—X射线检测基本原理(无损检测课件)

透照中，焦距的选择大多在600～800mm间。
5. 射线照相规范
♫
（4）曝光量的选择
曝光量E为射线强度I与曝光时间t的乘积，即 E = I·t。曝
光量的大小要能保证足够的底片黑度。如果管电压偏高，
那么小的曝光量也能使底片达到规定黑度，但这样的底
片灵敏度不够好，所以焦距为600mm时X射线照相的曝光
一般规定底片黑度为1.5～4.0D的范围内。
5. 射线照相规范
♫
➢
➢
➢
（7）象质计（透度计）的应用
象质计是用来检查透照技术和胶片处理质量的。我国标准
规定使用线型象质计。
所谓射线照相的灵敏度是射线照相能发现最小缺陷的能力，
射线照相灵敏度分为绝对灵敏度和相对灵敏度。
绝对灵敏度是指射线透照某工件时能发现最小缺陷的尺寸，
第2节 X射线检测的基本原理
2. 物理基础
➢
单色窄束射线在穿过厚度非常小的均匀介质时，其衰减的
基本规律为：
I= 0 −
其中，I0 ——入射射线强度；
I —— 透射射线强度；
T —— 吸收体厚度；
μ —— 线衰减系数。
0.639

➢
半值层厚度： 1Τ =
➢
宽束连续谱射线衰减规律： = 0 1 + −
➢
愈是使用低能量的射线，吸收系数μ值就愈大，从而可以
得到ΔD较大的缺陷图象。
➢
在采用X射线时要尽可能降低管电压，在采用γ射线时，则
要选择能量较低的γ射线源。但是降低管电压会导致射线
穿透力减小，因而不能得到黑度足够的底片。所以降低管
电压也是有一定限度的。
➢
完整的说法是：在能穿透工件的前提下尽可能地降低X射

RT2理论知识 第1章 射线检测的物理基础

（电子束形成管电流）； 电子高速撞击阳极的金属靶，失去所有动能； 动能大部分转换为热量，极少一部分转换为X
射线向四周辐射。
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1.2.2 X射线的产生及其特点
1. <10KeV
光电效应为主
2. 2. 10～100KeV KeV↑，光电↓
3. >100KeV
康普顿为主
4. 1Mev
康普顿几率最大
5. >1Mev
KeV↑，康普顿↓，电子对↑
6. 10Mev
康普顿几率与电子对几率相同
7. >10Mev
以电子对为主
1.3.5 各种相互作用发生的相互概率
各种不同效应对射线照相量的影响
1.2.3 γ射线的产生及其特点
1.2.3 γ射线的产生及其特点
1.3 射线与物质的相互作用
1.吸收与散射； 2.射线与物质的作用形式； 3.强度衰减规律
1.3 射线与物质的相互作用
1.3.1 光电效应
光电效应的发生概率随光子能量增大而减小，随原子序数Z增大而增大。
1.3.2 康普顿效应
1.3.5 各种相互作用发生的相互概率
三种效应的发生概率与入射光子的能量和原子序数有关：
1.对于低能量射线、高原子序数物质，光电效应占优势； 2.对于中等能量射线、低原子序数物质，康普顿效应占优势； 3.对于高能量射线、高原子序数物质，电子对效应占优势；
1.3.5 各种相互作用发生的相互概率
射线在钢中各种效应的发生几率
原子核的构成 原子核由更小的两种粒子：质子和中子

射线检测的物理基础

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。

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t
N0：t＝0时初始原子核总数
N：t时刻时的未衰变的原子核个数
λ ：衰变常数反映的是物质的一种属性，即λ 越大，其越不稳 定，反映其衰变快慢程度。
§1-2
射线的产生及特点 射线的种类和性质－
①指数衰变规律
射线随时间的延续而衰减。
②半衰期：放射性元素原子核数衰变掉原来原子核数的一半 时，所需的时间叫半衰期。
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
3、标识X射线谱： 即标识靶材料的谱线 在特定波长位置上出现强度很大的线状谱线，它的波长 只依赖于阳极靶面的材料，而与管电压、管电流无关。由于 其强度只占极少部分，能量也低，所以在工业探伤中不起作 用，只用在材料的光谱分析及X射线衍射中应用。
§1-2
（2）核力是短程力； （3）核力 100倍库仑力，是强相互作用力； （4）核力促成核子的二种结合形式（成对结合及对对结合） 成对结合： 质子 + 中子 对对结合： 一对质子 +一对中子
§1-1
原子与原子结构 －原子核与核外电子运动规律
能级：
是指电子绕核沿着园形轨道运行，各条轨道有不同的能量状态。
元素的概念
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。 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。 同位素
定义：质子数相同而质量数不同的元素称为同位素。 如：1H，2H，3H
S
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
2、连续X射线:
连续X射线是高速运动的电子和原子核核外库仑场的作用过程 中发射出来的。
(1)X射线的性质： X射线是一种电磁波，具有电磁波的波粒二相性 即：{
C 波的性质:波长与频率的关系：λ=—— υ 粒子的性质：粒子的能量 hυ λ：波长
υ：频率
27
C0
60 27
Ni 60 + 28

平均1.25 MeV
β=0.31MeV =1.17 MeV
=1.133MeV
Ni 60 稳定态 28
射线的波长是固定的，即1.17和1.33 MeV，平均则为
1.25 MeV，所以称线谱（线状谱线）。
§1-2
C0
射线的产生及特点 射线的种类和性质－
D 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 即：质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数
§1-1
原子与原子结构 －原子核与核外电子运动规律
原子核的结构
－－精确的结构模型至今尚未建立
－－多种模型并存的状态
T 1 = ln 2 0.693 2
§1-3
－概述 射线与物质的相互作用

高速运动的X射线光子流在穿越物质时要发生一系列复杂的物 理过程，射线强度要减弱。 主要分为： －－ 射线的散射：射线发生了偏移 －－ 射线的被吸收：射线被物质吸收而转化为其它形式的能量 实践证明：射线穿越物质后的强度衰减也与射线的衰变一样 ，遵循一定的统计规律。 即它正比于射线本身的强度I0和穿过物质的厚度d，对于单 色窄束射线的衰减规律是： Δ I= I0-I=μ .I0.Δ d (-Δ I= I-I0=μ .I0.Δ d) I= I0.e-μ .d (∫dI=∫-μ I0.Δ d)
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
由实验得出：
相 对 强 度
(3) 连续X射线总强度：
I总 K.i.z.V
10mA 波长
2
（Ｋi）
K比例常数：1.1～1.4×10-6
i：管电流 Z：阳极靶原子序数 W=74
5mA λmin 不同管电流 50kv 40kv 30kv 20kv 不同管电压
h：布郎克常数
在极端情况下，电子的能量全部转变为X射线光电子能 量h，而大部分电子是经过多次制动，逐步丧失动能的。这就 是使转换过程中发出的电磁辐射具有各种波长。因此X射线 的波谱是连续分布的，称为连续谱。
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
min计算
(2) 最短波长λ
1 c 2 E hv mV eV h. 2
§1-2
射线的产生及特点 射线的种类和性质－
4、 射线的衰变规律和半衰期
放射性元素的衰变遵循一定的统计规律 Δ N = -λ .N.Δ t (λ :放射性元素的衰变常数) 在时间Δ t内发生衰变的原子核数Δ N与原来原子核的总数N成 -λ .N.Δ t 对 dN N .dN 积分 N = N0 e-λ
超声波
无线电波
红外线
可 见 光
紫外线
X射线

宇宙射线
射线
波长
§1-2
射线的种类和性质－X射线和
射线的性质
X、 射线性质
射线都是电磁波，其波长比可见光、天线电波短； －－X、

－－ －－ －－ －－ －－
在真空中以光速直线传播； X、 射线本身不带电性，故不受电场、磁场影响； 有反射、折射、干涉等现象与可见光一样； 不可见、能够穿透物质，能使胶片感光，使某些物质产生荧光现象； 在穿透物质过程中与物质发生复杂的物理化学作用（即发生三大效应） ；如电离、荧光、热作用、光化学作用等 －－ 具有辐射生物效应，杀伤生物细胞，破坏生物组织。
§1-1
原子与原子结构 －元素与原子
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；电子在一定轨道上绕核 运动。 * 原子是有质量、有尺寸的一种粒子。
§1-1
§1-2
射线的种类和性质－X射线和
射线的性质
按物理、化学作用可分为：
－－物理特性： ①穿透作用
②荧光作用—探伤、医用 ③电离作用 ④热作用——监测剂量 ⑤反射、折射、干涉现象——分析晶体结构
－－化学特性：①感光作用—对工业、医用胶片
②着色作用
－－生物特性： 生物损伤—需要防护
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
原子核的构成
－－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
原子核的电荷
－－正电荷=原子序数 Z
§1-1
原子与原子结构 －原子核与核外电子运动规律
原子核的半径： 10-13----10-12 cm
V：管电压（千伏）
相 对 强 度
波长
W74
∴原子序数越大则总强 度越大，选择钨等原子 序数大的材料。
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
结论： 从两个公式中可以看出改变管电流能改变总的强度，而改 变管电压则最短波长向左移动，平均波长（或最高强度的波长 ）向左移动。因此，管电压越高，平均波长越短，则穿透力越 强，线质越硬，总的强度与以上三种成正比变化。
主讲人：余劲松 单 位：新疆电力建设有限公司 职 务：副总工程师、教授级高工、 RT高级
内容安排
一、原子与原子结构 二、射线的种类和性质 三、射线与物质的相互作用 四、射线衰减规律
五、射线照相法的原理与特点
§1-1
原子与原子结构
-元素与原子
-原子核与核外电子运动规律
§1-1
原子与原子结构 －元素与原子
跃迁 ：
是指原子从外界吸收一定能量时，电子从低能级跳到较高能级的过程。
§1-2
射线的种类和性质
X射线和 射线的性质
X射线的产生及特点 射线的产生及特点
§1-2
射线的种类和性质－X射线和
射线的性质
基本概念 X射线和 射线与无线电波、红外线、可见光、紫外线等都 是电磁波，区别只是波长不同，产生方法不同。
1、X射线产生的条件和原理： X射线是由X射线发生器产生的，X射线发生器由三部分组 成：（即产生的必要条件） ① 发射电子——灯丝（阴极） ② 加速电子的装置——高压发生器 ③ 受电子轰击的阳极靶——阳极 经典电动力学指出，带电粒子在加速或减速时必然 伴随着电磁辐射，当带电粒子与原子相碰撞（与原子 核的库仑场相互作用）发生骤然减速时，由此伴随产 生的辐射称为韧致辐射。
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
K i .i.Z .V IT V .i i.V
2
(4) X射线效率：
IT：连续X射线总强度
K i .Z .V
V：管电压
i： 管电流
结论： X射线的效率与管电压和靶材料原子序数成正比。管电压的高 压波形越接近于恒压，X射线产生的效率越高，当V=100KV 时， η =1%而4MeV时X射线的η =36%
§1-2
射线的种类和性质－X射线的产生及特点
10-6-10-7mmHg 钨（等）
阳极 阴极
聚焦罩
+
—
玻璃（陶瓷）
密封保持一定的真空度
过程：灯丝加热后放出电子，在灯丝与靶之间加几十～几百千伏电压后，电 子以很高速度撞击靶面，失去所具有的动能，电子的能量绝大多部分 转化为热能，极少部分以X射线形式辐射出来。因为带电粒子在加速减 速时，必然伴随着电磁辐射的发生。
:衰减系数或线衰减系数,线吸收系数. 线衰减系数μ :在射线方向上单位长度的单位衰减. ※线衰减系数μ 是由射线本身的能量及穿越物质本身的性质决定的

§1-3