无损检测-射线检测 -第1讲.ppt

;第一章 射线检测技术 第二章 超声波检测技术 第三章 涡流检测技术 第四章 渗透检测技术 第五章 磁粉检测技术;1. 掌握射线检测技术的概念及研究内容 2. 掌握射线检测方法 3.了解射线的影像特征 4.了解伽马射线和中子射线检测 5. 了解射线的防护;第一章 射线检测技术;1.1 射线检测技术概述;1.1 射线检测技术概述;1.1.1 射线检测技术的发展概况;1913 Coolidge 100,000V; 伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应。 波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～10埃范围内的称软X射线。;1.1.2 射线检测主要方法;射线检测; 特点 适用于几乎所有材料，而且对零件形状及其表面粗糙度均无严格要求。 能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位。 射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。 对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低。;1.1.3 射线检测技术的特点、适用性与局限性;1.1.3 射线检测技术的特点、适用性与局限性;1.2 射线检测物理基础;1.2.1 射线的种类和性质;1.2.1.1 射线分类;射线的波长分布 ;波长（cm）;X射线的产生;　　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。;连续谱：加速电压不太高时,X射线的强度随波长连续变化.;连续谱;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，如图所示。 ;特征谱;X射线谱;1.2.1.3 g射线的产生及特点;　 γ射线是一种波长比X射线更短的射线，波长范围约为0.0003～0.1nm，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。 ; γ射线的能量与放射性源的元素种类与活度有关。 放射性活度 放射性源在单位时间内(通常是1s)发生衰变的核的个数。 单位： Bq，贝可 1Bq＝1/s;1.2.1.4 X射线与γ射线的主要特点;1.2 射线检测物理基础;1.2.2 射线与物质的相互作用;射线与物质的相互作用;1.2.2.1 光电效应;1.2.2.1 光电效应;1.2.2.2 康普顿效应;　康普顿效应。在康普顿效应中，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。 　　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。 ;1.2.2.3 电子对效应;1.2.2.4 瑞利散射;X射线的吸收;各种效应对照相质量的影响;1.2 射线检测物理基础;1.2.3 射线衰减规律;1.2.3.1 射线衰减基本概念;单色射线和连续谱射线衰减不同; (a) 窄束射线：到达检测器(胶片)的射线中只有一次射线 (b) 宽束射线：到达检测器(胶片)的射线中除了一次射线外还含有散射线;射线的衰减定律和衰减曲线　 射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、康普顿效应、电子对效应，使射线被吸收和散射而引起的。由此可知，物质愈厚，则射线穿透时的衰减程度也愈大。 　　;射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射线的性质(波长)、物体的性质(密度和原子序数)有关。 一般来讲，射线的波长愈小，衰减愈小；物质的密度及原子序数愈大，衰减也愈大。 但它们之间的关系并不是简单的直线关系， 而是成指数关系的衰减。;　　设入射线的初始强度为I0，通过物质的厚度为d，射线能量的线衰减系数为μ，那么射线在透过物质以后的强度Id为 ;影响因素 吸收体的性质 吸收体的厚度 射线光子的能量;衰减曲线例;1.2.3.3 宽束连续谱射线的衰减规律;1.2.3.3 宽束连续谱射线的衰减规律;第一章 射线检测技术