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
三 康普顿效应（散射）
* 康普顿-吴有训发现波长增长、运动方向改变现象
* 入射光子与轨道电子碰撞，轨道电子脱离轨道成为反冲电子，入射光子能量降低（波长变长）并改变运动方向成为散射线，这一现象称为康普顿效应（散射）。 1-30(T20), 2-18(T148) * 波长变长：Δλ=λ'-λ。
* 康普顿效应（散射）的特征 1 产生康普顿效应的入射光子能量较大，其能量一部
分克服轨道电子的结合能，另一部分作为反冲电子的动能，剩下的是散射光子的能量。 1-1.28(T18)， 1-1.27(T17)
2 Δλ=0.0242(1-COSΦ) (A)Δλ与入射光子能量无关与Φ有关# 3Δλ与散射角关系：Φ=0 Δλ=0 无散射线 Φ=180 Δλ=2×0.0242 背散射！ Φ=90 Δλ=0.0242
4 Z越大，康普顿效应（散射）的几率越大；入射光子的能量越大，几率越小。 图36
5 康普顿衰减系数包括康普顿散射系数和康普顿吸收系数，它们与入射能量之间的关系如图36：康普顿散射系数随入射能量的增大而减小；而康普顿吸收系数则随入射能量的增大先增大后减小。 四 电子对效应
* 当入射光子的能量>1.022Mev时，在原子核附近由于核库仑场的作用将产生一对正、负电子，这种现象称为电子对效应。 #
* 电子质能 0.511Mev
* 特征： 1 电子对的寿命很短，它们很快湮灭生成二个能量分别 为0.511Mev的新的光子；
2 能量越大，产生电子对的可能性越大。
五 相互作用的相对几率
* 三种效应的几率与入射光子的能量和原子序数有关 图32 * Z较小时，康普顿效应（散射）是主要的；
* Z较大时： * 低能：光电 * 中能：康普顿 * 高能：电子对 3-1.9(T379) # 六 窄束，单色射线的强度衰减规律
1 概念 * 窄束：不包括散射线在内的穿过射线束 * 单色：由单一波长组成的射线束成为单色射线；
-μd
2 衰减规律： I=Io e
3 线衰减系数μ： d=1 μ=Ln(Io/I) * μ的物理意义： 穿过1cm厚的物体时，穿过前后射线 强度比值的自然对数，即为线衰减系数。
* 线衰减系数的构成 ：因为：光电效应，康普顿效应，电子对效应是造成射线衰减的主要原因，所以线衰减系数包含三个效应的作用。因此：
μ=μ光电+μ康普顿+μ电子对 #
4 质量衰减系数 μm= μ/ρ
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* 混合物的质量衰减系数等于各部分质量衰减系数与其 含量百分比乘积的总和：
μ/ρ = （μ1/ρ1 ） α1+（ μ2/ρ2 ）α2+....… *4-1.15(T436)
5 μ/ρ的变化规律
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* μ/ρ= KZλ 所以：I=Io e - kρZ3λ3d 6 半值层 * 穿过物体后的射线强度为入射强度一半时的穿透厚度，称为半值层（又可称为半价层，半衰减层等），记为Th。
* Th的计算 * I=Io e-μd 1/2=I / Io = e-μTh 二边取自然对数 Th=Ln2 / μ =0.693/ μ 这里：μ=KρZ3λ3 #
* Th的简便算法
* I/ Io=（1/2）N N=d/Th （计算有多少个半值层） * 影响半值层Th的因素 能量愈大（λ愈小），半值层愈厚； 半值层不是一个常数.....,只有射线波长为常数时半值层才可能是一个常数。
七 宽束多色射线的强度衰减规律 * 1 宽束：包括散射线在内的射线束称为宽束；
* 多色：包括所有波长的连续X射线称为多色或白色。 * 3-1.10(T380),2-1.22(T145) #
2 散射线与散射比 图33
* 散射线的组成：康普顿散射；瑞利散射等。 * n--散射比 Is=nIp n=Is / Ip
2-1.23(T141) * 散射源：工件（最大散射源）；地面；周围物品。 * 散射线的屏蔽：铅增感；滤板；底部垫铅板…...
3 宽束单色射线的强度衰减规律 * I（宽束） = Is（散射线） + Ip（窄束） * =nIp+Ip=（1+n）Ip=（1+n）Ioe-μd
4 宽束多色射线的强度衰减规律 * I（宽束） = Is（散射线） + Ip（窄束）
* =nIp+Ip=（1+n）Ip=（1+n）Ioe -μd
* 这里： __ * μ ----平均衰减系数
5 线质硬化（连续X射线均匀化） * 线质：线质是射线能量（或穿透力）的度量，能量（或穿透力）大的，可称为线质硬；反之则称为线质软。
* 连续X射线的波长：从λmin----> ∞ 图22 * 波长不连续 μ是变量 计算困难
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* 通过加滤板的方法，滤去软射线部分使连续X射线的λ和μ趋于常数，这一过程称为线质硬化或连续X射线均匀化。
图34
八 吸收（衰减）曲线 1 吸收（衰减）曲线：射线穿透厚度与穿透射线相对强度自然对数间的关系曲线称为吸收或衰减曲线。 图35
2 衰减曲线方程 I * Ln(----)=-μd 相当于 y=-ax 直线方程 * Io
3 衰减曲线的型式 * 如果μ是变量：曲线是弯曲的； * 如果μ是常数：曲线是直的； __ * 均匀化后的衰减系数是常数：平均衰减系数 μ 4 平均衰减系数的计算
* __ LnI1-LnI2 * μ =---------------- 图35 * d2-d1 * __ LgI1-LgI2 * 或 μ =2.3------------- * d2-d1 #
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5 有效能量：平均衰减系数μ 与某一能量的单色射线的衰减系数μ的数值相同，则可用此单色射线的能量值来表示连续X射线的平均能量，该能量又称为有效能量。 6 实验数据与结论 （请看书p23,表1-6，解释！）
第四节 射线照相法的原理与特点
* 射线检测方法的分类与基本原理 一 射线检测方法的分类
1 按射线种类分 * 电磁辐射： X射线； γ射线； 散射线 * 粒子辐射： 中子射线； β射线（电子射线）
2 按观察方式分 * 胶片照相法； 相纸照相法； 荧屏实时法
3 按能量分 * 高能射线； 低能射线
4 按成像方式分 * 二维平面成像； 三维层析摄影
5 按检测功能分 * 工业探伤； 测厚 ； 应力分析
二 射线照相法原理 * 底片图像构成的二个基本因数：黑度与形状
* 决定黑度的是射线的强度变化 * 决定形状的是射线的几何投影 1 强度衰减原理
图41 * 气孔类缺陷 * Ip=Ioe-μd * Ip?=Ioe-μ(d-Δd) * 二式相比： * Ip?
-μ(d-Δd)+μd
* ------= e = e μΔd * Ip #
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* 夹渣类缺陷 * Ip=Ioe-μd * Ip?=Ioe-μ(d-Δd)-μ?Δd * 二式相比： * Ip? * ------= e -μ(d-Δd)-μ'Δd+μd = e(μ-μ')Δd * Ip
* 主因对比度（主因衬度） * GB12604-90.(2.54)中定义“穿过被检体被选定的一些部分后射线强度之比（或此比的对数）”为主因对比度。
* 主因对比度的另一种定义： ΔI=Ip-Ip?
* ΔI (μ-μ')Δd μΔd * -----=-------------------≌----------- * I 1+n 1+n
* 影响主因对比度的主要因数
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* μ=Kρλ Z * 影响主因对比度的主要因数：ρ，λ，Z，Δd，n。 2 几何投影原理 * 放大 * 重叠 * 畸变 三 射线照相法的特点
1 适用范围 * 适用的材料：金属材料；非金属材料；复合材料； * 适用的厚度（以钢为当量厚度）：
* 420KV的X射线机：8 0 mm 以内 * CO60：150 mm 以内 * 加速器：500 mm 以内 * 适用各种加工方式：焊接，铸造 .…
* 适用各种构件：锅炉，容器，管道，航空，航天，机车.... #
2 优点 （1）检测结果缺陷形象直观，定性，定量，定位准确；
（2）检测结果可以长期保存； （3）检测灵敏度高； （4）工业TV可实现自动检测，效率高。
3 局限 （1）不能检出与射线方向垂直的面状缺陷； （2）不适用于钎焊，摩擦焊，锻件，轧制等方法加工的构件；
（3）检测周期长，成本高； （4）对人体有害。#
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