《射线检测技术》PPT课件.ppt
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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、阴极射线等,穿透能力差,间接不带电离子,如X、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、射线和中子射线。X射线和射线属于电磁辐射,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,使之具有一定的动能轰击阳极靶,阳极
2、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0(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,射线,同位素质子数相同,中子数不同,在周期表中处于同一位置,产生,放射性原子核在发生衰变,
3、衰变后产生的新核往往处于高能量级,要向低能级跃迁,辐射出光子.首先由法国科学家P.V.维拉德发现,是继、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,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,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、粒子、射线
4、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,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,
5、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、I0分别为入射线和透射线强度;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1,8.1射线检测的物理基础,射线衰减特性
6、2,8.1射线检测的物理基础,半价层,射线衰减特性3,8.1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,8.2 X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:,8.2 X射线检测的基本原理和方法,High Electrical Potential,Electrons,-,+,X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation,Exposure Recording Device,Radiation Penetrate the Sample,
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