《射线检测技术》ppt课件

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1、现代测试技术2011.11第八章射线检测技术射线检测技术第一节射线检测的物理基础8.1射线检测的物理基础辐射非电离辐射电离辐射直接—带电离子，如α、β、阴极射线等，穿透能力差间接—不带电离子，如X、γ、中子射线，穿透能力强一、射线的种类8.1射线检测的物理基础射线的穿透能力8.1射线检测的物理基础射线的波长分布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。8.1射线检测的物理基础8.1射线检测的物理基础二、射线的产生X射线产生阴极—发射电子的灯丝加速装置—高压发生器—将电子加速，使之

2、具有一定的动能—轰击阳极靶阳极—电子轰击靶面，产生X射线高能电子轰击阳极靶有98%～99%的能量转化成热能散失掉，因此，阳极靶一定要耐热，只有1%～2%的能量转变为X射线变压器冷却水钨灯丝玻璃金属聚灯罩铍窗口金属靶X射线X射线电子8.1射线检测的物理基础分类X射线可分为两类：连续X射线和标识X射线连续X射线：波长呈连续分布的连续X射线，有一个极限波长λ0（或短波限）8.1射线检测的物理基础标识X射线：当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X射线检测中主要用连续谱8.1射线检测的物理基础γ射线同位素—质子数相同，中子数不同

3、，在周期表中处于同一位置产生放射性原子核在发生α衰变,β衰变后产生的新核往往处于高能量级,要向低能级跃迁,辐射出γ光子.首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。8.1射线检测的物理基础天然放射性同位素：Ra226、U235人工放射性同位素：Co60、Ir192分类衰变规律随时间延长，放射性逐渐减弱λ为衰变常数；N0为原有原子数；N衰变后剩余原子数半衰期：衰变到原来一半时所需时间8.1射线检测的物理基础两种人工放射性同位素的基本参数8.1射线检测的物理基础中子射线产生：原子核（除H外）经强大外力激发作用，

4、会释放出中子分类：中子源分类：同位素中子源、加速器中子源和反应堆中子源方法：质子、α粒子、γ射线等轰击原子核产生中子射线8.1射线检测的物理基础8.1射线检测的物理基础三射线特性1不可见性：射线波长比可见光短2穿透性：射线可以穿透物体，并产生衰减（衰减性）3不带电荷：不受电磁场作用，又称为直线性，是真实图形的反映4光化反应：使物质电离，使胶片感光5生物效应：电离并杀死生命细胞，尤以中子射线为甚8.1射线检测的物理基础散射吸收射线与物质的相互作用四射线通过物质时的衰减射线在穿透物质时，与物质相互作用，使强度减弱—衰减8.1射线检测的物理基础

5、吸收现象当射线穿透物质时，会因与物质中原子核或核外电子碰撞而消耗，最终其能量全部转变为热能。当能量较低时，形成光电效应吸收效应的大小与射线本身能量的高低和被透照物质的性质有关8.1射线检测的物理基础散射现象射线通过物质后，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8.1射线检测的物理基础衰减由吸收(t)、散射(s)共同作用，其规律：其中，I、

6、I0分别为入射线和透射线强度；μ为衰减系数；d为被测物质的厚度8.1射线检测的物理基础射线衰减特性18.1射线检测的物理基础射线衰减特性28.1射线检测的物理基础半价层射线衰减特性38.1射线检测的物理基础第二节X射线检测的基本原理和方法8.2X射线检测的基本原理和方法一、检测原理利用射线在物质中的衰减和对某些物体产生光化作用进行的。当射线穿过工件完好部位时，其强度为：8.2X射线检测的基本原理和方法HighElectricalPotentialElectrons-+X-rayGeneratororRadioactiveSourceCre

7、atesRadiationExposureRecordingDeviceRadiationPenetratetheSample部位不同，射线强度不同X射线检测8.2X射线检测的基本原理和方法当射线穿过工件有缺陷部位时，其强度为：所以，Δdμ`μI2I1dI08.2X射线检测的基本原理和方法由两式比较，当厚度相同时：μ`＞μ，I2＜I1，缺陷部位强度＜完好部位例如：夹钨，钨为重金属，对射线吸收较大，感光少，暗室处理时容易洗去，呈白色块状。而基体金属吸收系数小，透过射线多，感光多，呈黑色8.2X射线检测的基本原理和方法μ’＜μ，I2＞I1，缺

8、陷部位强度＞完好部位例如：气孔、夹渣，对射线吸收少，感光多，呈黑色μ’＝μ，I2＝I1，缺陷部位强度＝完好部位，不能显现若厚度不同，d变化而μ不变，可用于厚度检测。8.2X射线检测的基本原理和