发布时间 : 星期六 文章2011射线检测原理讲课提纲（级-1.5天版）更新完毕开始阅读bc274141336c1eb91a375d5d
λ（波长 A），C（光速），υ（频率） 1-1.40(T8)
-8-7
3 波长单位： 埃 A=10 cm ；纳米 nm=10 cm. #
4 性质： （1）不可见，在真空中以光速传播；
（2）不带电，不受电场和磁场的影响； （3）具有某些光学特性：反射，折射（折射系数近似1），干涉和衍射....； （4）具有极大的能量，能穿透物体； （5）能使物质电离，能产生热效应和光化作用； （6）能杀伤生物细胞，破坏生物组织，具有辐射生物效应。#
二 连续X射线（白色X射线，多色X射线） * X射线: 射线束中包括--- 连续X射线和特征X射线
1 产生机理：根据电动力学理论，作加速运动（包括负加速运动）的带电粒子将产生电磁辐射。X射线管内高速运动的电子与靶原子碰撞时，与原子核外库仑场作用，而产生电磁辐射，称为韧致辐射。这种辐射又由于是电子急剧停速引起的所以又称停速辐射图21 2 连续X射线谱及最短波长：
图22
* 根据经典电动力学理论，韧致辐射的能量与停速时间 Δt成反比
1
E∽ ----- Δt--连续变化，E--连续变化，
Δt E=hυ=hc / λ λ--连续变化#
* λmin的导出：电场能 = 电子动能 = 光子能 + 消耗能
图21
5
1
2
Ue = ---- MV = hυ + p
2
1
2
∴ hυ= ---- MV - p= Ue -p
2
Ue
如果 p -->0 则 hυmax ? Ue υmax =-----; υ=c/λ
hc 12.4 h
∴ λmin = ---- = ------- (h、c、e均为常数）
Ue U
单位：λmin：埃。 U：千伏。 #
例： U=200Kv, λmin =12.4 / 200= 0.062 埃 * 连续谱 变化规律：
1.管电压变；2.管电流变；3.滤波的影响； 4.Z的影响。 图22 3 连续X射线强度分布曲线及强度计算：图22
* 连续谱曲线 I（λ） 极其复杂！ 总强度： 求面积积分 * ∞
2
* I = ∫ I（λ） dλ=K Zi Um =KZiU (m=2) * λmin
式中：K--系数 1.1--1.4×10-9 /v Z--原子序数 ； i--管电流 ； U--管电压 * 影响强度的因素 U、Z、i # 4 连续X射线的效率（转换效率）：
2
连续X射线强度 KZiU * 计算公式 η=---------------------=----------- =KUZ
* 电功率 iU * K值：K= 1.1--1.4×10-9 /v；
K= 1.1--1.4×10-6 /Kv
* 影响转换效率的因素 K、 U、 Z * 例：Z=74；U=200；求η
η=1.4×10-6 ×74×200=2% 5 连续X射线的空间强度分布：
图23
* 垂直方向不是强度最大方向
6
* 实际曝光场是一个椭圆 * 通过实验测定曝光场的强度分布 #
三 标识X射线（特征X射线，线状X射线，单色X射线） 1 标识X射线产生机理
图24
* 能量较大的电子入射到靶材料的原子中，与壳层电子碰撞，击出内电子，使原子处于激发态（吸收）；激发态原子释放能量发射光子（辐射）。即发射标识X射线。产生标识X射线的条件：管电压>某一临界值时，才能产生标识X射线。
例 ： W 靶：69.5KV 开始产生标识X射线；
Mo靶：20KV 开始产生标识X射线；
2 标识谱及其特征 图24
* 标识X射线谱是叠加在连续谱上的单色谱。其线系为： * 入射到K层的发射K系标识X射线， Kα Kβ…
* 入射到L层的发射L系标识X射线, Lα Lβ... * 入射到M层的发射M系标识X射线, MαMβ....
四 连续X射线与标识X射线的区别 （1） 产生机理不同.… （2） 能量与波谱不同.… （3） 强度不同.…
X射线管产生的X射线包括：连续X射线和标识X射线
五 γ射线 )
1 产生原理 * 原子核的重要性质----放射性 * 贝克勒尔发现α，β，γ射线 * 原子核的能级α和β衰变后的能级状况, 多余能量的释放 * 放射性同位素产生α或β衰变之后，若仍处于高能级的激发状态，必定要释放多余的能量回到低能级的稳定状态（基态），这时发射γ射线。图25
2 衰变规律与半衰期
-λt
* 衰变规律： N=Noe
式中：No--初始状态的放射性原子核数（或强度）； N --t 时间后的放射性原子核数（或强度）；
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λ --衰变常数。
* 并非每一次衰变都发射γ射线。 * 放射性同位素的能量不随时间改变。
* 半衰期的定义：放射性同位素原子核数（或强度） 衰变到一半时所需的时间称为该同位素的半衰期。 记以T ?。 #
* 半衰期公式的推导： N 1
λT
------ = ---- = e-? No 2 二边取自然对数，
Ln(1/2)=-λT? ----> Ln2=0.693 所以： 0.693
T?= -------- 例：Co60 T?=5.3年
λ λ=0.693/5.3年=0.130/年
* 半衰期的简便计算公式 N 1
-------=(---)t/T? （t/T?）即有多少个半衰期 No 2 #
3 γ射线谱 ---线状谱 * 60Co: 2根； 192Ir:24根； 137Cs:1根； 图25
4 γ射线的能量 能量决定穿透力 * 穿透力取决于源的种类和性质（后面专题讨论）
5 γ射线的强度 * 单位时间落到单位面积上的光子数 （后面专题讨论）
6 X射线和γ射线比较 * 相同点 * （1）都是电磁波，本质相同； * （2）都具有反射，折射等光学性质；
* （3）都能使胶片感光； * （4）都是电离辐射能对人和生物造成危害； * （5）穿过物体时具有相同的衰减规律. #
* 不同点 * （1）产生方式不同； 3-1.2 (T371)
* （2）能量不同：X--可控，可调，取决于管电压； * γ--不可控，不可调，取决于源的性质；
* （3）强度不同：X--可控，可调，取决于U，i, Z； * γ--随时间变化； * （4）波谱形式不同。
7 工业探伤用的放射性同位素 * 常用γ源：Co60，Cs137,Ir192,Tm170.…
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