第三章射线检测技术案例.ppt

第三章 射线检测技术;射线的种类 1.1 X射线 1.1.1 X射线的产生; x射线是由x射线管产生，它的基本结构是一个具有高真空度的二极管，由阴极、阳极和保持高真空度的玻璃外壳构成：;;;;; 阴极 阴极的作用是发射电子和聚焦电子。 阴极是由钨丝和阴极头构成的。当钨丝通过电流加热时，就放出热电子，热电子在高压电场作用下，高速飞向阳极轰击靶而产生x射线。 根据要求的焦点形状，钨丝绕成螺绕环形(圆焦点)或螺 线管形(线焦点)。阴极头具有一定凹面形状，它对灯丝发射的电子具有聚焦作用。;; 阳极 阳极是产生x射线的主体，它一般由阳极靶、阳极体和阳极罩三部分组成。 ;; 阳极的作用： x射线机通常使用的是钨靶，可产生较硬的 x射线，或者用钼靶，可产生较软的x射线。 阳极靶通常是由熔点较高原子序数较大的金属制成，这种金属产生x射线的效率较高。 阳极体选用热容量大，导热率高的金属制作，一般用铜。 金属靶一般铸焊在铜阳极体上，使靶上的热 量及时通过阳极体散发出去。 阳极罩也是铜做的，它的作用是吸收在阳极附近产生的二次电子，铜阳极罩与靶面相对的一边开有窗口，装有原子序数小的铍板 (Z＝4)，使射线从窗口射出，并滤除了一部分软x射线。 ;;; 焦点 实际焦点 阴极发射的电子束与阳极靶的倾斜面相交所形成的一块面积是阳极靶受电子束轰击产生x射线的部分，称之为x射线管的实际焦点。 有效焦点 实际焦点在垂直于管轴线方向(即射线束中心方向)的投影称为有效焦点。 探伤机说明书上提供的焦点尺寸即是有效焦点。 ;;; 焦点的要求 x射线管有效焦点的大小是x射线机主要性能之—，为影响透照清晰度和灵敏度的主要因素。 从探伤灵敏度、清晰度要求来说 希望焦点越小越好。 但焦点小了射线管承受的功率就小，辐射强度低，在同样工件厚度下就要延长曝光时间。否则靶容易被击穿。;1.1.2 X射线强度的影响因素 射线强度正比于阴极电子（管电流）； 射线强度正比于管电压的平方（电压高波长短）； 射线强度正比于阳极材料的原子序数Z。 ;1.2 γ射线 1.2.1 产生 放射性同位素的原子核自然衰变时产生的电磁波，波长比X射线短，穿透能力更强。 半衰期 T 放射性物质的原子数目因衰变而减少到原来一半时所需要的时间。 T=0.693/λ λ 为衰变常数，衰变的速度为恒定值。; 放射性物质的活性N 单位时间内的衰变数，单位为居里， 1居里为3.7×1010原子衰变 /每秒。 对不同种类的γ射线源，即使放射性活度相同，所辐射γ射线的强度是不同的。 γ射线源的活度是随时间而改变，且随时间的增加呈指数规律衰减的 对同一种γ射线源，放射性活度大的源，在单位时间内将辐射更多的γ射线。 ; 射线剂量D 某点在一定时间内造成的剂量： D=KNt/R2h ;1.2.2 常用γ射线源及主要特性 常用的同位素有Co-60（钴）、Cs-137（铯）、Ir-192（铱）、Tm-170（铥）和Se-75（硒）等。 ;; 驱动机构：内一套控制部件、控制导管、驱动部件构成。 ;1.2.3 γ射线机的特点。 优点： 能量高、穿透力强、探测厚度大。 设备较简单、体积小、重量轻、不用水电，适宜于野外现场探伤和特殊场合的检测。 射线向空间全方位辐射，对球罐和环焊缝可进行全景曝光和周向曝光。 不易损坏、设备故障率低。 可以连续使用，性能稳定且不受外界条件的影响。 ; 缺点： 射线能量单一或集中在几个波长，不能根据试件厚度进行调节。适用于—定厚度范围的材料。 固有不清晰度—般比x射线机大，在同样的 检测条件下，灵敏度稍低于X射线机。 所选用的γ射线源都有一定的半定期，有些半衰期短 的射源如192Ir，换源频繁。 射线源的放射性辐射不受人为因素的控制，因此对安全防 护的要求和管理更加严格。 ; 1.3 高能射线 高能射线（大于一百万电子伏特）是由带电粒子加速器产生。基本原理是利用电磁场加速带电粒子，从而获得高能量射线的装置，用于透照较厚的材料。 目前用于工业射线检测的高能x射线的加速器主要有：电子感应加速器、