无损检测射线检测.ppt

第二章 射线检测 湖南工程学院 利用各种射线对材料透射性能的差异及各种材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的 适用于所有材料： 对零件形状、表面粗糙度无严格要求 厚钢板、薄纸片、油画、纸币都可 主要应用于铸件、焊件 能直观显示影像 易于对缺陷定性、定量和定位 射线底片能长期保存 2.1 射线检测的物理基础 一. 射线的种类 在射线检测中应用的射线主要是X射、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。 ★射线：波长短的电磁波或能量大的粒子流 　★不用带点粒子（阴极射线、β射线、α射线）进行探伤，为什么？ 射线检测的物理基础 射线检测的物理基础 二.射线的产生 1.X射线的产生 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。 什么是连续X射线和特征X射线？ 2.γ射线的产生 工业上广泛采用人工同位素钴－60、铱－192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。（天然放射性同位素镭－226、铀－235价格高、不适合制成射线源） 3.中子射线的产生 通过原子核反应产生，任何能使原子核受到强烈激发的的方式都可以用来获得中子 常用的中子源有： 同位素中子源—利用天然放射性同位素（镭、钋）的α粒子去轰击铍，引起核反应而产生中子，强度较低； 加速器中子源－用被加速的带电粒子去轰击适当的靶，可以产生各种能量的中子，强度比普通同位素中子源高出好几个数量级； 反应堆中子源－利用重核裂变，在反应堆内形成链式反应，不断产生大量的中子，是目前能量最大的中子源。 三.射线的特征 1.具有穿透物质的能力 物质对X射线、γ射线与中子射线的吸收系数特征？（氢、硼、稀土元素、镉；铁、铅；同一元素不同同位素） 2.不带电荷、不受电磁场作用 3.具有波动性、粒子性（可以产生折射、反射、干涉和衍射） 4.能使某些物质起光化学作用（产生荧光、感光） 5.能使气体电离并杀死有生命的细胞 射线检测的物理基础 四. 射线通过物质时的衰减 1. X射线、γ射线通过物质时的衰减 光电效应：产生自由电子和次级标识X射线） 图2－3 a) 康普顿效应：X光子的一部分能量传给电子并将其打出轨道，X光子本身的能量减少并改变传播方向，成为散射光子 图2－3 b) 汤姆森散射：产生与入射波长相同的散射线的现象 图2－3 c) 电子对效应：当射线光子能量大于1.02MeV，光子在原子核场的作用下，转化成一对正、负电子，而入射光子则完全消失 图2－3d） 射线检测的物理基础 射线通过厚度为d的物质时发生上述作用，使其能量衰减，公式为： μ－衰减系数或吸收系数，被测物质厚度，I和I0分别为入射线和透射线强度，H为物体表面至射线源的距离 修正后为： 2.中子射线通过物质时的衰减 I、I0 －分别为入射线和透射线强度， －中子与被检物质中发生核相互作用的全截面（等于吸收截面与散射截面之和） ，N－单位体积内核的数目，则吸收系数： 2.2 Χ射线检测的基本原理和方法 一. Χ射线检测的基本原理 Χ射线检测是利用Χ射线通过物质衰减程度与被通过部位的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不同的图像来实现的。 Χ射线检测的基本原理 Χ射线检测的基本原理和方法 二. Χ射线检测方法 1.照相法 Χ射线检测常用的方法之一是照相法，即利用射线感光材料(通常用射线胶片)，放在被透照试件的背面接受透过试件后的Χ射线， 如图2-3所示。胶片曝光后经暗室处理，就会显示出物体的结构图像。根据胶片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、 大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观可靠、重复性好， 是Χ射线检测法中应用最广泛的一种常规方法。由于生产和科研的需要，还可用放大照相法和闪光照相法以弥补其不足。 放大照相可以检测出材料中的微小缺陷。 Χ射线检测的基本原理和方法－照相法 2.电离检测法 书上图2－6 3.荧光屏直接观察法 书上图2－7 4.电视观察法 2.3 Χ射线照相检测技术 一. 照相法的灵敏度和透度计 1. 灵敏度  灵敏度是指发现缺陷的能力，也是检测质量的标志。通常用两种方式表示：一是绝对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸；二是相对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。若以d表示缺陷处试件的厚度，x为与射线平行方向最小缺陷尺寸，则其相对灵敏度为 : Χ射线照相检测技