第二章-射线检测

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射线检测课程设计

射线检测课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解射线的概念，掌握射线的种类及特点；2. 掌握射线检测的基本原理，了解射线检测在工程领域的应用；3. 掌握射线检测设备的使用方法，了解射线检测的安全防护措施。

技能目标：1. 能够运用射线检测原理，分析实际工程问题，提出合理的解决方案；2. 能够正确操作射线检测设备，进行简单的射线检测实验；3. 能够根据射线检测的结果，进行数据分析和问题诊断。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对射线检测技术的好奇心和探索精神，激发学生学习物理知识的兴趣；2. 增强学生的安全意识，培养学生在实验过程中严谨、细致的工作态度；3. 培养学生团队协作能力，提高学生解决问题的自信心。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在通过理论知识与实践操作相结合的方式，使学生掌握射线检测的基本知识和技能。

课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果。

通过本课程的学习，学生将能够独立完成射线检测实验，解决实际工程问题，并具备一定的安全防护意识。

为实现这些目标，后续教学设计将注重理论与实践相结合，以培养学生的综合能力。

二、教学内容1. 射线基本概念及种类- 教材章节：第一章“射线物理基础”- 内容：射线的定义、种类（α射线、β射线、γ射线）、射线与物质的相互作用2. 射线检测原理- 教材章节：第二章“射线检测的物理原理”- 内容：射线检测的基本原理、射线衰减规律、射线检测方程3. 射线检测设备与操作- 教材章节：第三章“射线检测设备及其应用”- 内容：射线检测设备的分类、结构及工作原理，射线检测操作流程及注意事项4. 射线检测安全防护- 教材章节：第四章“射线检测安全与防护”- 内容：射线对生物体的危害，射线检测安全防护原则，射线检测场所的防护措施5. 射线检测实验- 教材章节：第五章“射线检测实验”- 内容：实验目的、实验步骤、实验结果分析，实验安全与防护6. 射线检测应用案例分析- 教材章节：第六章“射线检测在实际工程中的应用”- 内容：射线检测在工业、医疗、科研等领域的应用实例，射线检测技术的未来发展教学内容安排和进度：第一周：射线基本概念及种类第二周：射线检测原理第三周：射线检测设备与操作第四周：射线检测安全防护第五周：射线检测实验第六周：射线检测应用案例分析教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，旨在使学生全面掌握射线检测的相关知识。

射线检测的设备和器材简介

（同管电压、管电流）
• 2、携带式X射线机的历史和发展方向历史：… 发展方向：（1）机头小型化、轻量化（2）向高频、恒压方向发展
• 3、高能X射线机的分类 • （1）电子感应加速器 • （2）电子直线加速器 • （3）电子回旋加速器
• 二、X射线管 • 1、X射线管的分类： • （1）按外壳材料分：玻璃管和陶瓷管； • （2）按射线辐射场分：
C3205
65mm
Φ 346×831mm, 32kg
C3605
76mm
Φ 400×930mm, 46kg
• 四、X射线机的使用注意事项 1、X射线机给电源之前应检查：（1）电源及其配置是否正确；（2）机头真空压力表的气压是否正常；（3）电源线、电缆线插接是否正确；（4）控制箱和机头是否匹配。 2、送上电源，开高压之前应检查（1）机头风机工作是否正常；（2）控制箱、机头内是否有异常声音。
（2）按辐射场分定向X射线机：40°左右圆锥角定向辐射、适用定向单张拍片。
周向X射线机：（平靶、锥靶） 360 °周向辐射、适用环焊缝周向曝光。
定向玻璃
定向陶瓷
周向X射线机
周向平靶
周向锥靶
（3）按绝缘介质分
油绝缘――主要在移动X射线机采用（一般用25号或45号（指凝结温度25度）变压器油，2.5mm标准间隙测试，耐压50KV
D2254
45mm
Φ305×716mm, 19.5kg
D2504
52mm
Φ305×716mm, 19.5kg
D3006
63mm
Φ 346×831mm, 31kg
D3206
69mm
Φ 346×831mm, 31kg
D3605

射线检测设备和器材

X光管的内部结构
• 对流冷却是把由铜制作的阳极的延长部分
浸没在自然循环或强迫循环的冷却油或其它冷却绝缘介质中，不断把阳极所产生的热量带走，达到阳极冷却的目的。这种方法通常应用在X射线强度不太高、X光管处于间断工作的X光机中。
X光管的内部结构
• 强迫液体循环冷却是采用泵使油或其它冷
却绝缘介质在阳极附近流动，从而把阳极所产生的热量带走夕达到阳极冷却的目的。在一般所使用的X光机中常用油来冷却，单极X光管的阳极冷却可采用水，因为这种X光管的阳极直接接地，所以并不存在绝缘的矛盾，而水的冷却效果却比油要好得多。
X光管的内部结构
• 2．阳极冷却 • X光管的阳极在产生X射线的同时产生大量的
热量，所以必须对阳极进行冷却。目前国内外生产的X光机对阴极冷却的方法主要有自散热冷却、对流冷却、强迫液体循环冷却。
• 自散热冷却是采用加大反阴极的体积使阳极
所产生的热量由它自己向周围空间散热，从而达到阳极冷却的目的。这种方法通常在回旋电子加速器中应用。
第二章射线检测的设备和器材
• 2.1 X射线机 • 是产生X射线用于X射线无损检测的仪器。 • 2.1.1X射线机的分类 • 1.按结构可分为携带式和移动式X射线机. • 携带式X射线机是一种体积小重量轻便于携
带,适用于高空、野外作业。采用结构简单的半波自整流线路
携带式X射线机简图
控
电源
制柜
• ③用耐高温的玻璃制成，与玻璃接触的金
属必需和玻璃有一样的膨胀系数。
X光管的内部结构
• 一、X光管 • X光管通常是在密封的玻璃外壳内装入正电
极（阳极）和负电极（阴极）组成，阳极包括金属靶，阴极包括灯丝。当灯丝中有电流通过使灯丝白炽时，即能发射电子。若用高压变压器在X光管两端加以电压，电子即由阴极射向阳极，（射向阳极的电子流被圆形的聚光罩集成一束）（图）。

射线检测计算题解

300 50
6n
lg 6 lg 2
2.59
T nTh 2.59 0.58 1.4（9 cm）＝14.9mm
11
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
1.16 设有一辐射单一波长γ射线旳同位素源，某时在离源200mm处测得其照射率。14天后同一时刻在离源192mm处测出其照射率与前相同。问此源
η = η0 ZV
解： X射线机＝0ZV＝1.2 10－6 74 250 2.22% 直线加速器＝0ZV＝1.2 10－6 74 4000 35.52%
3
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1.6 当X射线管旳管电压为150kV时，产生旳
X射线旳最短波长为多少？若连续X射线最大强度
G (lg E2 ) 3 lg 1 0.3
E1
1
3 lg 1.3 0.34
27
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2.15 用单一波长X射线对两块厚度分别为 30mm和25mm旳工件同步进行透照，曝光时相同。材料旳吸收系数为1.386cm-1。暗室处理后，相应旳射线摄影底片旳黑度分别为2和3.求在此黑度范围内，胶片旳反差系数γ值为多少？
''母焊（（11++nn母焊））221（013（00 11++23.5））＝1.15
16
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解2：设
I 母＝I（0 1+n母）e－t母
I 焊＝I（0 1+n焊）e－t焊
I I
母焊
＝
I（0 1+n母）e I（0 1+n焊）e
－t －t
母焊
＝（1+n母）e （1+n焊）

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

第二章.放射性测量讲解

1）固相测量用玻璃纤维滤片或纤维素脂滤膜收集细胞或其碎片等等，含0.4%PPO的甲苯闪烁液1~3ml。 2）乳状液测量适用于低水平大体积的水溶性样品，常用乳化剂如Triton X-100，制成透明或半透明状。

（二）样品制备：将样品制备成适合放射性测量的形式。常用的方法有淋洗法、提取法、分离法、酸性消化法、碱溶解法和燃烧法（使样品氧化或燃烧，无化学发光和明显的淬灭）等。
3、计算机系统、辅助结构和电源
计算机系统的主要作用是适时采集数据和处理数据、分析数据、显示数据并对仪器进行自动控制。
由于仪器使用的目的、运行的方式不同而具有不同的辅助结构，比如全自动γ 计数器的自动换样装置。放射性测量仪器的电源分为两类，一类是直流高压电源，对于闪烁探测器，主要用于光电倍增管各极分压供电；一类是低压电源，主要供电子学线路、计算机、辅助设备运行使用。
（二）淬灭校正的方法产生淬灭的原因很多，导致不同样品的探测效率不一致。需作淬灭校正才能相互比较计数率。淬灭校正就是要求出每一样品的实际探测效率，再将其计数率cpm换算成衰变率dpm，从而将淬灭程度不同的因素消除掉。常用的方法有：内标准源法、样品道比法、外标准道比法、H数法等。
2 、样品体积；样品体积增加，漏计角增大，自吸收也增大，计数效率下降。因此，测量时需严格使样品体积一致。 3 、射线的能量；一般来说能量越高，穿透力越强，与闪烁体作用产生光子的几率越低，因此计数率也越低。
4、仪器分辨时间；测量仪能分别记录两个相邻脉冲之间的最短时间叫做分辨时间，若输入的脉冲信号间期小于该分辨时间，仪器来不及反应而漏计。漏计在测量较高放射性活度时的几率更大。因此，高活度样品测量，宜先取出部分稀释后再测，所得结果需经过体积校正，换算为原始样品的计数率。一般井型计数器不宜测量超过5000cps的样品。

第二章第三节X线检查技术

• 优点：非晶硒不产生可见光，没有散射线的影响，可以获得比较高的空间分辨率。
间接型平板探测器（非晶硅平板探测器）
由碘化铯等闪烁晶体涂层与薄膜晶体管或电荷耦合器件或互补型金属氧化物半导体构成它的工作过程一般分为两步，首先闪烁晶体涂层将X线的能量转换成可见光；其次或者，或将可见光转换成电信号。
（一）X线摄影条件的选择
（一）感光效应
（二）X线摄影条件的基本因素
（三）X线摄影条件的应用
1、感光效应
指X线通过人体被检部位后，使感光系统感应有效X线，并由此产生诊断所需的影像效果。即X线摄影后的影像效果均称之为“感光效应”
或：X线对胶片的感光作用
影响感光效应的因素：
管电压、管电流、曝光时间、焦-片距等
（2）固定管电压法
在X线摄影中值是固定的，作为照片密度的补偿，随着被摄体的厚度d和密度p而变化。
管电压值一般要高10～20，所用的值成倍下降
3、对数率法及X线摄影条件规范化
不论是改变的X线摄影方法，还是固定技术，都未能完全解决如何获得一张优质X线照片的摄影条件问题，因此有必要恰当地解决诸因素（、 mＡs、几何条件、感光材料、滤线栅、增感屏性能、电源整流方式、体厚等）的平衡关系问题。
密度与灰度是组成医学影像的基本要素之一，
在影像上能够分辨出不同组织结构的原因是影像具有足够的密度(灰度)和对比度。
医学影像的记录方式：干式打印包括：激光打印和非激光打印
激光打印：①光一热式成像
②激光诱导成像
非激光打印：①直接热打印技术
②干式喷墨成像
医用X线照片：
• X线胶片的观察：
• 光线透光率的大小由照片的阻光能力决定。
缺点：在这过程中可见光会发生散射，对空间分辨率产生一定的影响。

S2011过程装备制造与检测复习

绪论1．过程装备从制造角度分为：2．压力容器按压力等级分为：3．压力容器按作用分为：4．压力容器按安全技术监督和管理分：5．压力容器的发展趋势：第一篇过程装备的检测第一章过程装备的定期检测1．过程装备的检测分类：2．定期检测分为：3．过程装备的常规检测方法：4．容器的剩余寿命（年）5．无损检测第二章射线检测机缺陷等级评定1．射线类型：2．射线检测的原理：3．射线的性质：4．射线检测的准备：第三章超声波检测及缺陷等级评定1．超声波检测的原理：2．超声波（>20000Hz的机械波）的性质：3．.①直探头？②斜探头？？③K值？④涂抹耦合剂的目的是？4．超声波检测准备：5．缺陷的定性评估：第四章表面检测及缺陷等级评定一、磁粉检测：1．.磁粉检测的原理：2．磁粉探伤的基本条件：3．磁化方法及应用：①周向磁化（横向磁化）：②轴向磁化（纵向磁化）：③复合磁化（旋转磁化），4．磁粉的特点：5．磁粉检测的特点：6．磁粉分类：7．磁粉性状：二、渗透检测：1．渗透检测的原理：2．渗透检测的步骤：3．渗透检测分类：第二篇过程装备制造工艺第五章钢制压力容器的焊接1.焊接接头的分类：2.焊接接头的基本形式：3.焊接接头位置的选择原则：4.坡口形式有：5.焊接线能量：6. 焊缝形状系数：7. 偏析与什么有关？8.焊接接头的基本符号9.常用的焊接方法有：10.手工电弧焊焊条牌号的含义：11.埋弧自动焊焊条焊剂牌号的含义：13.低碳钢、中碳钢、合金钢16MnR、奥氏体不锈钢焊接时应注意的几点？14.奥氏体不锈钢焊接的晶间腐蚀：15.焊接工艺性的评定方法：16.熔合比是指：母材金属在焊缝金属中所占的百分比。

17.异种金属焊接顺序：18.复合钢板的焊接顺序:19.焊后热处理的目的：20.焊后热处理规范：21.常用的焊后热处理方法：22、降低焊接残余应力和残余变形的措施：第六章受压壳体制造的准备1.钢材预处理：2.净化处理：3.净化处理的作用：4.净化处理的方法：5.划线：6.零件的展开尺寸确定方法：7. 号料（放样）：第七章成形加工1.受压壳体的成形加工包括：2.热卷与冷卷：3.常见的封头形式：4.封头的成形方法：5.封头制造的质量要求：6.管子的弯曲；7.弯管方法：8.换热管的拼接要求和u形管的弯制：9.管子弯曲的应力分析和容易产生的缺陷：10.管子与管板连接方式，特点及应用：11.冲压产生折皱的原因：12.由于钢板尺寸的限制，展开零件必须拼焊时，拼接焊缝应满足以下条件：13.下料：14.钢板弯卷的变形率：15.冲压力的计算公式：16.冲压模具设计：17.机械切割18.氧气切割原理切割原理、条件19.等离子切割第八章典型压力容器1.管壳式换热器的型号和表示方法：2.管子与管板连接方法：第三篇过程机器制造的质量要求第九章机械加工工艺规程1. 生产过程是？2.工艺过程是？3.生产纲领是？4.生产类型是？5.装夹？6. 装夹的方法？7.六点定位原理？过定位、欠定位、封闭环、增环、减环、完全定位、不完全定位？常见的定位方式及定位元件：（1）工件与平面单位：（2）工件以外圆定位：（3）工件以圆孔定位：①定位销：②圆锥销；③定位心轴：a圆锥心轴，b圆柱心轴；（4）工件以组合表面定位（5）V形块定位的优点:7 . 造成定位误差的原因有；8.工艺规程的设计原则：9. 工艺规程制定步骤：10.机械加工工艺规程的作用：工序：工位：安装：工位：工步：走刀：11.机械加工工艺规程：定义内容：要求：12.机械加工工序：13.热处理工序（用来改善材料的性能及消除内应力的）：14.拟定工艺路线的两个原则：15.加工阶段的划分：16.零件的技术要求包括：17.机械制造中的常用毛坯有：18.选择毛坯应考虑的因素：19.基准：选择粗基准的原则：选择精基准的原则：20.划分加工阶段目的：粗加工阶段：半精加工阶段：精加工阶段：21.划分加工阶段原因：22.加工余量和工序尺寸的计算：23.机床的选择原则：24.工艺装备：25.加工余量：26.尺寸链：27.尺寸链特征：28.工艺尺寸链的计算：1）【封闭环的基本尺寸】=【所有增环基本尺寸之和】-【所有减环基本尺寸之和】2）【封闭环的上偏差】=【所有增环的上偏差之和】-【所有减环的下偏差之和】3）【封闭环的下偏差】=【所有增环的下偏差之和】-【所有减环的上偏差之和】4）画尺寸链：5）提高封闭环精度的方法：6）公差分配原则：30.生产率：31.提高生产率的工艺措施：第十章机械加工精度1.机械加工精度：2.原始误差（工艺系统的误差）分类：加工误差：3.减小残余应力及其所引起变形的措施：零件的加工质量、加工精度的获得、尺寸精度获得、位置精度的获得？4.表面粗糙度对零件使用性能的影响：5.动误差、静误差6.主轴回转误差7.影响主轴回转精度的因数8.导轨导向误差影响导轨导向误差的因素、提高导轨导向精度的措施？9.传动链误差10.刀具误差包括？11.,工艺系统动刚度：12.影响工艺系统刚度因素：13.工艺系统的刚度对加工精度影响：14.减小工艺系统受力变形的措施15.工件残余应力的产生原因：16 .减小残余应力的方法：17 .工艺系统的热源：18.减少热变形对加工精度的影响：19.保证和提高加工精度的工艺措施：20.误差综合分析方法：21.细长轴加工工艺特点:第十一章机械加工表面质量1.零件的加工表面质量包括：2.机械加工表面质量对零件使用性能的影响：3.影响表面粗糙度的因素：4.磨削加工表面冷却硬化的因素：5.影响切削层表面残余应力的因素：第十二章装配工艺1.装配：2.装配精度：3.装配尺寸链：4.装配尺寸链的计算：5.装配工艺性的要求：6.常用装配方法：。

射线检测作业安全注意事项范本

射线检测作业安全注意事项范本射线检测作业是一项高风险的工作，需要特别注意安全问题。

以下是一份射线检测作业安全注意事项的范本，共____字：第一章：总则第一条射线检测作业是一项特殊的工作，操作人员必须经过专门的培训和持证才能从事。

在进行射线检测作业时，必须始终以安全为首要原则，切实保障工作人员和他人的生命财产安全，严禁违章操作和投机行为。

第二条射线检测操作人员应遵守国家和地方法律法规以及相关行业标准和规定，严格执行安全操作规程，进行必要的安全评估和风险控制，确保作业过程中的安全。

第三条射线检测作业涉及到全社会的安全和群众的利益，应当充分考虑公众利益，避免对环境造成污染和对人体健康造成伤害。

第二章：人员管理第四条从事射线检测作业的操作人员必须保持健康的身体状况，禁止患有精神疾病、心脏病、高血压等严重疾病的人员从事此项工作。

第五条射线检测作业必须配备经过专门培训和具有相关资质证书的操作人员，严禁未经培训和持证的人员进行射线检测作业。

第六条射线检测作业必须配备足够数量的人员，以确保作业过程中的安全。

作业人员应根据工作任务和风险评估的结果，严格控制作业范围和作业时间，避免超负荷作业。

第七条射线检测作业过程中，操作人员应互相配合、密切沟通，确保作业过程中的安全，避免人员因不确定操作而发生事故。

第三章：装备安全第八条射线检测作业必须使用符合国家和地方标准的射线设备和防护设备，确保设备的稳定性和可靠性。

设备必须经过定期的检测和维修保养，确保其性能符合要求。

第九条射线设备必须配备安全防护措施，包括辐射屏蔽、告警器和紧急停机装置等。

在射线设备操作区域必须设置明显的警示标识，提醒人员注意辐射的危害。

第十条操作人员必须穿戴符合要求的防护服和防护用品，包括防护眼镜、防护手套、防护鞋等，并按照要求定期更换和检验。

严禁在无防护措施的情况下进行射线检测作业。

第四章：作业环境第十一条射线检测作业场所必须符合国家和地方相关法律法规的要求，并经过专业检测机构的评估和验收。

射线检测第二章

模块一 X射线机
X射线管的阳极特性是指在一定的阴极灯丝电流下，管电流与管电压的关系。从图中可以看到，最初管电流随着管电压的升高而增加，但当管电压达到一定值以后，管电流趋于饱和。当 X射线管施加的管电压较低时，为了得到较大的管电流，只能采用更大的灯丝电流，但实际上灯丝电流也只能在一定范围内调整，这也就限定了低管电压下可使用的最大管电流
模块一 X射线机
波纹陶瓷X射线管结构示意图
模块一 X射线机
四、X射线机的基本结构
1.高压部分
X射机的高压部分包括X射线管、高压发生器(高压变压器、灯丝变压器、高压整流管和高压电容)及高压电缆等。
模块一 X射线机
2．冷却部分常采用的冷却方式可粗略地分为三种：油循环冷却、水循环冷
却和辐射散热冷却。用油绝缘的便携式X射线机常采用自冷方式。移动X射线机多采
射线管的灯丝加热电路和整流加热电路→接通高压电路。在实际的X射线机电路中，还必须包括一系列其他电路，其中
至少包括高压调整电路、灯丝加热调整电路、曝光时间控制电路和保护电路与装置。
模块一 X射线机
从阴极飞出的高速电子撞击阳极靶时会产生二次电子，二次电子可集聚在X射线管的管壳内壁上成为表面电荷，形成一定电位，对飞向阳极的电子束产生不良影响，阳极罩就是用来吸收高速电子撞击阳极靶时产生的二次电子。阳极罩的另一作用是吸收一部分散乱射线。阳极罩常用铜制造，在朝向阴极方向有一小孔，阴极发射的电子从这个小孔进入，撞击阳极靶；阳极罩的侧面也有一个小孔，常用原子序数很低的几毫米厚的薄铍板覆盖，称为窗口，阳极靶产生的X射线从此窗口辐射出来。
第二章射线检测的设备和器材
内容导入：射线检测的设备和器材主要有射线机、射线照相胶片和一些辅助器材设备等。通过本章的学习，应掌握射线机的基本原理、结构及简单故障排除；了解射线照相胶片的构造、特点、性能及对性能的影响因素；了射线检测的辅助设备、器材等。

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三、射线的特性
1 具有穿透物质的能力 2 不带电荷、不受电磁场的作用 3 具有波动性、粒子性，即所谓的二象性 4 能使某些物质起光化学作用 5 能使气体电离和杀死有生命的细胞
四、射线通过物质的衰减定律
1）
射线与物质的相互作用主要有三种过程：光电效应、康普顿效应和电子对的产生。这三种过程的共同点是都产生电子，然后电离或激发物质中的其他原子；此外，还有少量的汤姆森效应。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，电子对的产生则随射线能量的增加而增加，四种效应的共同结果是使射线在透过物质时能量产生衰减。
2）标识X
根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原子是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能量。在X射线管内，高速运动的电子到达阳极靶时将产生连续X射线。如果电子的动能达到相当的数值，可足以打出靶原子(通常是重金属原子)内壳层上的一个电子，该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层的某一个位置上。于是原子的内壳层上有了一个空位，邻近壳层上的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间的电子跃迁。这种跃迁将发射出线状的X射线。显然，这种X射线与靶金属原子的结构有关，因此称其为标识X射线或特征X射线。标识X射线通常频率很高，波长很短。
第二章射线检测
2.1 射线检测的物理基础
一、射线的种类和频谱
在射线检测中应用的射线主要是X射线、γ射线和中子射线。 X射线和γ射线属于电磁辐射，而中子射线是中子束流。
1) X 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0.0006～100 nm(见图2-1)。在X射线检测中常用的波长范围为0.001～0.1 nm。X射线的频率范围约为 3×109～5×1014 MHz。
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负电子和一个正电子，这样的过程称为电子对的产生。产生电子对所需的最小能量为0.51 MeV，所以光子能量hv必须大于等于1.02 MeV，如图2-6所示。
图2-6 电子对的产生和消失
光子的能量一部分用于产生电子对，一部分传递给电子和正电子作为动能，另一部分能量传给原子核。在物质中负电子和正电子都是通过原子的电离而损失动能，在消失过程中正电子和物质中的负电子相作用成为能量各为0.51 MeV的两个光子，它们在物质中又可以通过光电效应和康普顿效应进一步相互作用。
X射线通常是将高速运动的电子作用到金属靶(一般是重
金属)上而产生的,见教材p47。图2-2是在35 kV的电压下操作
时，钨靶与钼靶产生的典型的X射线谱。钨靶发射的是连续光
谱，而钼靶除发射续光谱之外还叠加了两条特征光谱，称
为标识X射线，即Kα线和Kβ线。若要得到钨的Kα线和Kβ线，
则电压必须加到70 kV以上。
3）
中子是构成原子核的基本粒子。中子射线是由某些物质的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生的。工业上常用人工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线。在无损检测中中子射线常被用来对某些特殊部件(如放射性核燃料元件)进行射线照相。
二、 X
X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它具有光的特
性，例如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光。
式中：P=αZIU2为连续X射线的总功率；P0=IU为输入功率；Z 为阳极的原子序数；U为管电压，单位为kV；α为常数，约等于1.5×10-6。
(4) X射线管的管电压愈高，其连续
X射线的强度愈大，
而且其最短波长λmin 愈向短波方向移动，如图2-3所示。
图2-3 不同管电压下钨靶连续X射线
(1) 连续X射线的波长与阳极的材料无关。
(2) 连续X射线的波长在长波方向，
λ=∞；而在短波方向，实验证明具有最短波长λmin(见图2-2)，且有
m in
1.24 U
(nm)
（2-1）
式中：U为X射线管的管电压，单位为kV。
（3） X射线管的效率为
P ZIU2 ZU
P0 IU
（2-2）
（1）光电效应。
在普朗克概念中每束射线都具有能量为E=hv的光子。光
子运动时保持着它的全部动能。光子能够撞击物质中原子轨道上的电子，若撞击时光子释放出全部能量，并将原子电离，则称为光电效应(见图2-4)。光子的一部分能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于是该电子可能又在物质中引起新的电离。当光子的能量低于1 MeV时，光电效应是极为重要的过程。另外，光电效应更容易在原子序数高的物质中产生，如在铅(Z＝82)中产生光电效应的程度比在铜(Z=29)中大得多。
在绝大多数的轻金属中，射线的能量大约在0.2～3 MeV 范围时，康普顿效应是极为重要的效应。康普顿效应随着射线能量的增加而减小，其大小也取决于物质中原子的电子数。在中等原子序数的物质中，射线的衰减主要是由康普顿效应引起，在射线防护时主要侧重于康普顿效应。
图2-5 康普顿效应
（3）电子对的产生。
图2-1 射线的波长分布
2) γ射线
γ射线是一种波长比X射线更短的射线，波长范围约为
0.0003 ～ 0.1 nm （
2-1 ），频率范围约为 3×1012 ～
1×1015MHz。
工业上广泛采用人工同位素产生γ射线。由于γ射线的波长比X射线更短，所以具有更大的穿透力。在无损检测中γ 射线常被用来对厚度较大和大型整体工件进行射线照相。
图2-2 钨与钼的X射线谱
1）连续X
根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐
射。在X射线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动
能的电子达到阳极表面时，由于猝然停止，它所具有的动能必定转变为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条件不同，所以辐射的电磁波具有连续变化的波长。
在任何X射线管中，只要电压达到一定数值，连续X射线总是存在的。连续X射线具有以下特点：
图2-4 光电效应
（2）康普顿效应。在康普顿效应(见图2-5)中，一个光子撞击一个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和射线初始方向成θ角的方向上散射，而电子则在和初始方向成φ角的方向上散射。这一过程同样服从能量守恒定律，即电子所具有的动能为入射光子和散射光子的能量之差，最后电子在物质中因电离原子而损失其能量。