γ射线检测中子射线检测.pptx

γ射线检测技术 γ射线产生机理：放射性同位素发生α衰变或β衰变之后，在激发态向稳定态跃迁过程中辐射出的电磁波。γ跃迁是核内能级之间的跃迁。 射线检测中采用的γ射线源 Co-60 Cs-137 Ir-192 Tm-170 Se-75 γ射线的特点 1）一种放射性同位素可能放出多种能量的γ射线 2） γ射线的能谱为线状谱 γ射线的强度 取决于放射性同位素的活度。活度是描述放射性同位素不稳定程度的量，表示单位时间内核发生的衰变数，单位是贝可（Bq),1Bq表示1s 的时间内有1个原子核发生衰变。1Ci=3.7 ×10^10Bq γ射线机 γ射线机用放射性同位素作为γ射线源辐射γ射线。它与X射线机的一个重要区别： γ射线源始终都在不断地辐射γ射线，而X射线机仅仅在开机并加上高压后才产生X射线。 γ射线机的基本结构：源组件（ γ射线源），源容器（主机体），输源管，驱动机构，附件。 γ射线机结构示意图 源组件 由γ射线源，外壳，原辫子，屏蔽杆构成。 γ射线源密封在外壳中。外壳由内到外两层构成，内层是铝壳，外层一般由不锈钢制作。将一定形状和尺寸的放射性同位素密封在外壳中，防止放射性同位素散失 输源管 输源管是一种软管，它由金属编织的软管和塑料管构成。在使用时它的一端与源容器连接，另一端与定向架连接，定向架固定在曝光位置， γ射线源沿输源管送到预定的曝光位置。 源容器 源容器是γ射线源的存储装置。在不曝光时γ射线源被收回置于源容器中，为了减少γ射线辐射的外泄，源容器内部装备了屏蔽材料，近年来主要采用贫化铀代替铅作为屏蔽材料。 驱动机构 由一套控制部件，控制导管，驱动部件构成，在使用时它与源容器连接，用来送出和收回γ射线源，其行程记录装置可以指示γ射线源所处的位置。 γ射线源 Co60 Ir192 Se75 Tm170 能量/MeV 1.17，1.33 0.30，0.31，0.47，0.60 0.13，0.26 0.052，0.084 半衰期 5.3a 74d 120d 128d 等效能量 1.25MeV 400KeV 217KeV 84KeV 适宜厚度(钢)/mm 40~200 20~100 10~40 =5 常用γ射线源的特性 γ射线源的放射性活度随着时间不断地减少，也就是强度在不断变化。这种情况即使使用同一γ射线机，透照同一工件，如果相隔了一段时间，也必须重新选取透照所需的时间。 不管是否使用，γ射线源的可使用时间一直都在不断减少。 γ射线机与X射线机比较具有设备简单，便于操作，不用水电等特点，因而它便于在高空，水下，野外等场所工作。 中子射线检测 中子穿过物质时主要是与物质的原子核发生作用，与核外电子几乎没有作用。中子的吸收概率主要决定与核的性质。 与X射线 γ射线不同，物质与中子相互作用对其的吸收和衰减不随原子序数的增大而增大。原子序数相邻的两种元素对中子的吸收可能相差殊 。衰减 系数大小是由该元素的中子截面决定的。 部分元素对热中子的质量吸收系数μ 元素 氢 硼 铝 铁 镉 铅 铀 吸收系数 48.5 12.1 0.036 0.141 11.2 81 0.034 0.033 描述中子射线的参数 强度：中子源单位时间内发射出来的中子数目，对于每次核反应释放一个中子的过程，中子强度等于单位时间内靶物质中发生的核反应数。 能量：和中子的速度有关。0.1MeV以上称为快中子，1keV以下称慢中子，之间的为中能中子。10^-2eV左右的中子相当于分子原子晶格处于热运动平衡的能量，所以又叫热中子。 不同中子能量范围和特点 中子类型 能量范围 适用范围 冷中子 0.01eV 当能量低于布拉格极限时，材料中的散射减少 热中子 0.01~0.5eV 对材料具有良好的鉴别能力 超热中子 0.5~10^4eV 热中子不能充分穿透的工件可采用超热中子 谐振中子 1~100eV 对特定材料有优异的鉴别能力 快中子 10^3~20×10^6eV 对材料无鉴别能力 检测原理：中子源发生的中子束射向被检测的物体，由于物体的吸收和散射，中子的能量被衰减，衰减的程度取决于物体的成分，穿过物体的中子束被影像记录仪所接收而形成物体的射线照片。 中子射线检测设备：中子源，减速器，准直器，记录设备。 中子射线源类型 同位素中子源 加速器中子源 反应堆中子源 中子管式中子源：加速器中子源的另一种形式，体积小，可用作移动式中子检测装置。 产生快中子，通过慢化剂变成热中子 产生热中子直接用于探伤 加速器中子源：带电粒子加速，进