射线检测方法及防护.ppt
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第6章 常用无损检测方法 第二章 射线检测第一节第一节 射线检测的物理基础知识射线检测的物理基础知识 第二节第二节 X射线检测的基本原理和方法射线检测的基本原理和方法第三节第三节 X射线照相检测技术射线照相检测技术第四节第四节 常见缺陷及其在底片上的影像特征常见缺陷及其在底片上的影像特征第五节第五节 γ射线探伤和中子射线检测简介射线探伤和中子射线检测简介第六节第六节 射线的防护射线的防护 第二章第二章 射线检测射线检测 1 第6章 常用无损检测方法 第二章 射线检测 射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料射线检测是利用各种射线对材料的透射性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的对射线的吸收、衰减程度的不同，使底片感光成黑度不同的图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或图像来观察的，是一种行之有效而又不可缺少的检测材料或零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用这是因为它具有零件内部缺陷的手段，在工业上广泛应用这是因为它具有以下优点：以下优点：1、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无、适用于几乎所有的材料，对零件几何形状及表面粗糙度均无严格要求，严格要求，目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测目前射线检测主要应用于对铸件和焊件的检测；；2、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定、射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷进行定性、定量和定位；量和定位；3、射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。
射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因 第二章第二章 射线检测射线检测 2 第6章 常用无损检测方法 射线检测对气孔、夹渣、疏松等体积型缺陷的检测灵敏射线检测对气孔、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，如当射线方向与平度较高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线面缺陷（如裂纹）垂直时很难检测出来，只有当裂纹与射线方向平行时才能够对其进行有效检测另外，射线对人体有方向平行时才能够对其进行有效检测另外，射线对人体有害，需要有保护措施害，需要有保护措施 第二章第二章 射线检测射线检测 射线检测的缺点：射线检测的缺点：3 第6章 常用无损检测方法 超声波探伤与超声波探伤与X X射线探伤的比较射线探伤的比较•超声波探伤超声波探伤: :是利用超声能透入金属材料的深处，是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小•超声波探伤比超声波探伤比X X射线探伤具有较高的探伤灵敏度、射线探伤具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经等优点；缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性；超声波探伤适合于厚度较大的零件检验性；超声波探伤适合于厚度较大的零件检验 超声波探伤与射线探伤都属于物理探伤声波探伤与射线探伤都属于物理探伤 4 第6章 常用无损检测方法 一 一. . 射线的种类和频谱射线的种类和频谱 波波长长较较短短的的电电磁磁波波叫叫射射线线，，速速度度高高、、能能量量大大的的粒粒子子流流也也叫叫射线 第一节第一节 射线检测的物理基础射线检测的物理基础 第二章第二章 射线检测射线检测 带电离子带电离子贯穿物质的本领较差贯穿物质的本领较差不带电离子不带电离子电中性电中性贯穿物质的本领较强贯穿物质的本领较强广泛用于无损检测广泛用于无损检测辐射：射线由射辐射：射线由射线源向外发射的线源向外发射的过程。
过程5 第6章 常用无损检测方法 在在射射线线检检测测中中应应用用的的射射线线主主要要是是X X射射线线、、γγ射射线线和和中中子子射射线线X X射射线线和和γγ射射线线属属于于电电磁磁辐辐射射，，中中子子射射线线是是中中子子束束流流 由由于于他他们们属属电电中中性性，，不不会会受受到到库库伦伦场场的的影影响响而而发发生生偏偏转转，，且且贯贯穿穿物质的本领较强，被广泛应用于无损检测物质的本领较强，被广泛应用于无损检测 1 1、、X X射线射线 X X射射线线又又称称伦伦琴琴射射线线，，是是射射线线检检测测领领域域中中应应用用最最广广泛泛的的一一种种射射线线，，是是由由原原子子的的内内层层电电子子跃跃迁迁释释放放能能量量而而发发射射出出的的一一种种电电磁磁波波，，波波长长范范围围约约为为0.00060.0006～～100 100 nmnm在在X X射射线线检检测测中中常常用用的的波波长长范范围围为为0.0010.001～～0.1 0.1 nmnmX X射射线线的的频频率率范范围围约约为为3××109～～5××1014 MHz 第二章第二章 射线检测射线检测 6 第6章 常用无损检测方法 射线的波长分布射线的波长分布 第二章第二章 射线检测射线检测 X X射线波长范围约为射线波长范围约为0.00060.0006～～100 nm,100 nm,X X射线检测中常用的波长范围为射线检测中常用的波长范围为0.0010.001～～0.1 nm0.1 nm。
7 第6章 常用无损检测方法 2 2、、 γγ射线射线 γγ射射线线是是一一种种波波长长比比X X射射线线更更短短的的射射线线，，波波长长范范围围约约为为0.00030.0003～～0.1 nm0.1 nm，频率范围约为，频率范围约为3×103×101212～～1×101×101515MHzMHz 工工业业上上广广泛泛采采用用人人工工同同位位素素产产生生γγ射射线线由由于于γγ射射线线的的波波长长比比X X射射线线更更短短，，所所以以具具有有更更大大的的穿穿透透力力在在无无损损检检测测中中γγ射线常被用来对厚度较大和大型整体工件进行射线照相射线常被用来对厚度较大和大型整体工件进行射线照相 第二章第二章 射线检测射线检测 8 第6章 常用无损检测方法 3 3、中子射线、中子射线 中中子子是是构构成成原原子子核核的的基基本本粒粒子子中中子子射射线线是是由由某某些些物物质质的的原原子子在在裂裂变变过过程程中中逸逸出出高高速速中中子子所所产产生生的的工工业业上上常常用用人人工工同同位位素素、、加加速速器器、、反反应应堆堆来来产产生生中中子子射射线线。
在在无无损损检检测测中中中中子子射射线线常常被被用用来来对对某某些些特特殊殊部部件件(如如放放射射性性核核燃燃料料元元件件)进进行行射线照相射线照相 第二章第二章 射线检测射线检测 原子核位于原子中心，由带正电的质子和不带电的中子组成，质子和中子均具有质量原子核位于原子中心，由带正电的质子和不带电的中子组成，质子和中子均具有质量质子的电量与电子电荷相等质子的电量与电子电荷相等9 第6章 常用无损检测方法 二、射线的产生二、射线的产生 （一） （一）X X射线的产生射线的产生 X X射射线线是是一一种种波波长长比比紫紫外外线线还还短短的的电电磁磁波波，，它它具具有有光光的的特特性性，，例例如如具具有有反反射射、、折折射射、、干干涉涉、、衍衍射射、、散散射射和和偏偏振振等等现现象象 它它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光 第二章第二章 射线检测射线检测 10 第6章 常用无损检测方法 钨与钼的钨与钼的X射线谱射线谱 X X射射线线通通常常是是将将高高速速运运动动的的电电子子作作用用到到金金属属靶靶( (一一般般是是重重金金属属) )上上而而产产生生的的。
X射射线线源源即即X射射线线发发生生器器主主要要由由三三部部分分组组成成：：发发射射电电子子的的灯灯丝丝（（阴阴极极））、、受受电电子子轰轰击击的的阳阳极极靶靶面面、、电电子子加加速速装装置置——高高压压发发生生器器图图为为在在35 35 kVkV的的电电压压下下操操作作时时，，钨钨靶靶与与钼钼靶靶产产生生的的典典型型的的X X射射线线谱谱钨钨靶靶发发射射的的是是连连续续光光谱谱，，而而钼钼靶靶除除发发射射连连续续光光谱谱之之外外还还叠叠加加了了两两条条特特征征光光谱谱，，称称为为标标识识X X射射线线，，即即K Kαα线线和和K Kββ线线若若要要得得到到钨钨的的Kαα线线和和Kββ线线，，则则电电压必须加到压必须加到70 kV以上 第二章第二章 射线检测射线检测 11 第6章 常用无损检测方法 1 1、连续、连续X X射线射线 根根据据电电动动力力学学理理论论，，具具有有加加速速度度的的带带电电粒粒子子将将产产生生电电磁磁辐辐射射在在X X射射线线管管中中，，高高压压电电场场加加速速了了阴阴极极电电子子，，当当具具有有很很大大动动能能的的电电子子达达到到阳阳极极表表面面时时，，由由于于猝猝然然停停止止，，它它所所具具有有的的动动能能必必定定转转变变为为电电磁磁波波辐辐射射出出去去。
由由于于电电子子被被停停止止的的时时间间和和条条件件不不同同，，电电子子的的能能量量和和波波长长不不同同，，所所以以辐辐射射的的电电磁波具有连续变化的波长磁波具有连续变化的波长 在在任任何何X X射射线线管管中中，，只只要要电电压压达达到到一一定定数数值值，，连续连续X X射线总是存在的射线总是存在的 第二章第二章 射线检测射线检测 12 第6章 常用无损检测方法 (2) (2) 连连续续X X射射线线的的波波长长在在长长波波方方向向，，理理论论上上可可以以扩扩展展到到λ=∞λ=∞；；而而在在短短波波方方向向，，实实验验证证明明具有最短波长具有最短波长λλmin，， 且有且有 式中：式中：U为为X射线管的管电压，单位为射线管的管电压，单位为kV 连续连续X X射线具有以下特点：射线具有以下特点： (1) (1) 连续连续X X射线的波长与阳极的材料无关射线的波长与阳极的材料无关 第二章第二章 射线检测射线检测 13 第6章 常用无损检测方法 （（3 3）） X X射线管的效率为射线管的效率为 式式中中：：P P= =αZIUαZIU2 2为为连连续续X X射射线线的的总总功功率率；；P P0 0= =IUIU为为输输入入功功率率；；Z Z为为阳阳极极的的原原子子序数序数, ,钨靶为钨靶为7474；；U U为管电压，单位为为管电压，单位为kVkV；；αα为常数，约等于为常数，约等于1.5×101.5×10-6-6。
第二章第二章 射线检测射线检测 14 第6章 常用无损检测方法 (4) (4) X X射射线线管管的的管管电电压压愈愈高高，，其其连连续续X X射射线线的的强强度度愈愈大大，， 而而且且其其最最短短波波长长λλminmin愈愈向向短短波波方方向向移移动动，， 如图所示如图所示 不同管电压下钨靶连续不同管电压下钨靶连续X射线射线 第二章第二章 射线检测射线检测 15 第6章 常用无损检测方法 2 2、标识、标识X X射线射线 根根据据原原子子结结构构理理论论，，原原子子吸吸收收能能量量后后将将处处于于受受激激状状态态，，受受激激状状态态原原子子是是不不稳稳定定的的，，当当它它回回复复到到原原来来的的状状态态时时，，将将以以发发射射谱谱线线的的形形式式放放出出能能量量在在X X射射线线管管内内，，高高速速运运动动的的电电子子到到达达阳阳极极靶靶时时将将产产生生连连续续X X射射线线如如果果电电子子的的动动能能达达到到相相当当的的数数值值，， 可可足足以以打打出出靶靶原原子子( (通通常常是是重重金金属属原原子子) )内内壳壳层层上上的的一一个个电电子子，， 该该电电子子或或者者处处于于游游离离状状态态，，或或者者被被打打到到外外壳壳层层的的某某一一个个位位置置上上。
于于是是原原子子的的内内壳壳层层上上（（低低能能级级处处））有有了了一一个个空空位位，，邻邻近近高高能能级级壳壳层层上上的的电电子子便便来来填填空空，，这这样样就就发发生生相相邻邻壳壳层层之之间间一一系系列列电电子子的的跃跃迁迁外外层层高高能能级级上上的的电电子子向向内内层层低低能能级级跃跃迁迁时时将将释释放放出出多多余余能能量量，，从从而而发发射射出出X X射射线线显显然然，，这这种种X X射射线线与与靶靶金金属属原原子子的的结结构构有有关关，，其其能能量量或或波波长长是是确确定定的的，，因因此此称称其为其为标识标识X X射线或特征射线或特征X X射线射线标识X X射线通常频率很高，射线通常频率很高， 波长很短波长很短 在在工工业业探探伤伤中中所所获获得得的的X射射线线谱谱中中既既有有连连续续谱谱，，也也有有标标识识谱谱，，标标识识射射线线与连续射线能量相比要小得多，所以与连续射线能量相比要小得多，所以起主要作用的是连续谱起主要作用的是连续谱 第二章第二章 射线检测射线检测 16 第6章 常用无损检测方法 第二章第二章 射线检测射线检测 （二）（二） 射线的产生射线的产生 射线是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也射线是一种电磁波，可以从天然放射性原子核中产生，也可以从人工放射性原子核中产生。
它是由放射性同位素的核反应、可以从人工放射性原子核中产生它是由放射性同位素的核反应、核衰变或裂变放射出的射线探伤中使用的核衰变或裂变放射出的射线探伤中使用的 射线源是由核反应射线源是由核反应制成的人工放射线源制成的人工放射线源应用较广的有钴应用较广的有钴-60 射线与射线与X射线的一射线的一个重要不同点是，个重要不同点是， 射线源无论使用与否，其能量都在自然射线源无论使用与否，其能量都在自然地逐渐减弱，可由半衰期来反映：地逐渐减弱，可由半衰期来反映：（三）中子射线的产生（三）中子射线的产生 中子是通过原子核反应产生的对原子施加强大作用中子是通过原子核反应产生的对原子施加强大作用,当当给与原子核的能量大于种子的结合能时给与原子核的能量大于种子的结合能时,种子就释放出来种子就释放出来17 第6章 常用无损检测方法 三、射线的特性三、射线的特性 X射线、射线、γ射线、中子射线都可用于固体材料的无损检测射线、中子射线都可用于固体材料的无损检测1、具有穿透物质的能力；、具有穿透物质的能力；2、不带电荷，不受电磁场的作用；、不带电荷，不受电磁场的作用；3、、 具有波动性、粒子性，即二象性；具有波动性、粒子性，即二象性； 在做衍射试验的时候，粒子流和光束一样，都可以产生衍射波纹。
同时在做衍射试验的时候，粒子流和光束一样，都可以产生衍射波纹同时在局部区域，光的衍射图案也如同粒子的衍射图案一样，出现单个粒子形成的点在局部区域，光的衍射图案也如同粒子的衍射图案一样，出现单个粒子形成的点这个试验得出的结论就是，在微观粒子运动的时候，既有波动效应，也有粒子效这个试验得出的结论就是，在微观粒子运动的时候，既有波动效应，也有粒子效应，这就是波粒二象性应，这就是波粒二象性4、能使某些物质起光化学作用；、能使某些物质起光化学作用；5、能使气体电离和杀死有生命的细胞能使气体电离和杀死有生命的细胞 第二章第二章 射线检测射线检测 18 第6章 常用无损检测方法 四、射线通过物质的衰减 四、射线通过物质的衰减 射射线线穿穿过过物物质质时时，，与与物物质质中中的的原原子子发发生生撞撞击击、、产产生生能能量量转转换换，，引发能量的衰减和以下种种物理效应引发能量的衰减和以下种种物理效应 （一）（一） X射线、射线、 射线通过物质时的衰减射线通过物质时的衰减 1、、X射线、射线、 射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 射射线线与与物物质质的的相相互互作作用用主主要要有有三三种种过过程程：：光光电电效效应应、、康康普普顿顿效效应应和和电电子子对对的的产产生生。
这这三三种种过过程程的的共共同同点点是是都都产产生生电电子子，， 然然后后电电离离或或激激发发物物质质中中的的其其他他原原子子；；此此外外，，还还有有少少量量的的汤汤姆姆逊逊效效应应光光电电效效应应和和康康普普顿顿效效应应随随射射线线能能量量的的增增加加而而减减少少，，电电子子对对的的产产生生则则随随射射线线能能量量的的增增加加而而增增加加，，四四种种效效应应的的共同结果是使射线在透过物质时能量产生衰减共同结果是使射线在透过物质时能量产生衰减 第二章第二章 射线检测射线检测 19 第6章 常用无损检测方法 每束射线都具有能量为每束射线都具有能量为E E= =hvhv的光的光子光子运动时保持着它的全部动能光子运动时保持着它的全部动能 光子能够撞击物质中原子轨道上的电光子能够撞击物质中原子轨道上的电子子，，若若撞撞击击时时光光子子释释放放出出全全部部能能量量，，将将所所有有能能量量传传给给电电子子，，使使其其脱脱离离原原子子而而成成为为自自由由电电子子，，光光子子本本身身消消失失 这这种种现现象象称称为为光光电电效效应应光光子子的的一一部部分分能能量量把把电电子子从从原原子子中中逐逐出出去去，，剩剩余余的的能能量量则则作作为为电电子子的的动动能能被被带带走走，，于于是是该该电电子子可可能能又又在在物物质质中中引引起起新新的的电电离离。
当当光光子子的能量低于的能量低于1 MeV1 MeV时，光电效应是极为重要的过程时，光电效应是极为重要的过程 第二章第二章 射线检测射线检测 （（1）） 光电效应光电效应 光电效应光电效应 光电子光电子光子光子20 第6章 常用无损检测方法 （ （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果光子的能量减弱并在和射线初始方向成成θθ角的方向上散射，而电子则在和初角的方向上散射，而电子则在和初始方向成始方向成φφ角的方向上散射这种现象角的方向上散射这种现象称为称为康普顿效应康普顿效应 这这一一过过程程同同样样服服从从能能量量守守恒恒定定律律，， 即即电电子子所所具具有有的的动动能能为为入入射射光光子子和和散散射射光光子子的的能能量量之之差差，， 最最后后电电子子在在物物质质中中因因电电离离原原子子而而损损失失其能量 其能量 第二章第二章 射线检测射线检测 康普顿效应康普顿效应 康普顿电子康普顿电子 光子光子 21 第6章 常用无损检测方法 在绝大多数的轻金属中，射线的能量大约在 在绝大多数的轻金属中，射线的能量大约在0.20.2～～3 MeV3 MeV范围时，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，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，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在射线防护时主要侧重于康普顿效应 第二章第二章 射线检测射线检测 22 第6章 常用无损检测方法 （ （3 3）） 电子对的产生电子对的产生 在原子核场的作用下，在原子核场的作用下，一个具有足够能量的光子一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而转释放出它的全部动能而转化化具具有有同同样样能能量量的的一一对对正正负负电电子子，，光光子子则则完完全全消消失失，，这这样样的的过过程程称称为为电电子子对对的的产产生生 产产生生电电子子所所需需的的最最小小能能量量为为0.51 0.51 MeVMeV，，所所以以光光子能量子能量hv必须大于等于必须大于等于1.02 MeV 电子对的产生和消失电子对的产生和消失 第二章第二章 射线检测射线检测 23 第6章 常用无损检测方法 光光子子的的能能量量一一部部分分用用于于产产生生电电子子对对，，一一部部分分传传递递给给电电子子和正电子作为动能，另一部分能量传给原子核。
和正电子作为动能，另一部分能量传给原子核 由由于于产产生生电电子子对对的的能能量量条条件件要要求求不不小小于于1.02 1.02 MeVMeV，， 所所以以电电子子对对的的产产生生只只有有在在高高能能射射线线中中才才是是重重要要的的过过程程 该该过过程程正正比比于于吸吸收收体体的的原原子子序序数数的的平平方方，，所所以以高高原原子子序序数数的的物物质质电电子子对的产生也是重要的过程对的产生也是重要的过程 第二章第二章 射线检测射线检测 电子对的产生和消失电子对的产生和消失 24 第6章 常用无损检测方法 汤姆逊效应汤姆逊效应 （（4）） 汤姆逊效应汤姆逊效应 射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射射线波长相 射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射射线波长相同的散射线的现象叫做同的散射线的现象叫做汤姆逊效应汤姆逊效应这种散射线可以产生干涉，这种散射线可以产生干涉， 能量衰减十分微小能量衰减十分微小 第二章第二章 射线检测射线检测 25 第6章 常用无损检测方法 2 2、射线的衰减定律和衰减曲线、射线的衰减定律和衰减曲线 射射线线的的衰衰减减是是由由于于射射线线光光子子与与物物体体相相互互作作用用产产生生光光电电效效应应、、 康康普普顿顿效效应应、、汤汤姆姆逊逊效效应应或或电电子子对对的的产产生生，，使使射射线线被被吸吸收收和和散散射射而而引引起起的的。
由由此此可可知知，，物物质质愈愈厚厚，，则则射射线线穿穿透透时时的的衰衰减减程程度度也愈大 射射线线衰衰减减的的程程度度不不仅仅与与透透过过物物质质的的厚厚度度有有关关，，而而且且还还与与射射线线的的性性质质( (波波长长) )、、物物体体的的性性质质( (密密度度和和原原子子序序数数) )有有关关一一般般来来讲讲，，射射线线的的波波长长愈愈小小，，衰衰减减愈愈小小；；物物质质的的密密度度及及原原子子序序数数愈愈大大，，衰衰减减也也愈愈大大但但它它们们之之间间的的关关系系并并不不是是简简单单的的直直线线关关系系，， 而而是成指数关系的衰减是成指数关系的衰减 第二章第二章 射线检测射线检测 26 第6章 常用无损检测方法 设设入入射射线线的的初初始始强强度度为为I0，，通通过过物物质质的的厚厚度度为为d，，射射线线能能量的线衰减系数为量的线衰减系数为μ，那么射线在透过物质以后的强度，那么射线在透过物质以后的强度I为为 由于射线束是锥形由于射线束是锥形 ，修正后为，修正后为 第二章第二章 射线检测射线检测 宽束射线的宽束射线的衰减衰减曲线曲线H——物体表面至射线源的距离。
物体表面至射线源的距离27 第6章 常用无损检测方法 中中子子是是电电中中性性的的粒粒子子流流，，不不是是电电磁磁波波，，具具有有巨巨大大的的速速度度和和贯贯穿穿能能力力中中子子射射线线在在被被测测物物质质中中的的衰衰减减主主要要取取决决于于材材料料中中对对中中子子的的捕捕获获能能力力设设入入射射线线的的初初始始强强度度为为I0，，通通过过物物质质的的厚厚度度为为d，，射射线线能能量量的的线线衰衰减减系系数数为为μ，，那那么么射射线线在在透透过过物物质质以后的强度以后的强度I为为 第二章第二章 射线检测射线检测 （二）中子射线通过物质时的衰减（二）中子射线通过物质时的衰减28 第6章 常用无损检测方法 一、 一、Χ射线检测的基本原理射线检测的基本原理 Χ射射线线检检测测是是利利用用Χ射射线线通通过过物物质质衰衰减减程程度度与与被被通通过过部部位位的的材材质质、、厚厚度度和和缺缺陷陷的的性性质质有有关关的的特特性性，，使使胶胶片片感感光光成成黑黑度度不不同同的的图图像像来来实实现现的的，，检检测测原原理理：：当当射射线线通通过过被被检检物物体体时时，，有有缺缺陷陷部部位位与与无无缺缺陷陷部部位位对对射射线线的的吸吸收收能能力力不不同同，，一一般般情情况况是是通通过过有有缺缺陷陷部部位位的的射射线线强强度度高高于于无无缺缺陷陷部部位位的的射射线线强强度度，，因因此此可可以以通通过过检检测测透透过过被被检检物物体体后后射射线线强强度度的的差差异异来来判判断断被被检检物物体体中中是是否有缺陷存在。
否有缺陷存在 第二节第二节 ΧΧ射线检测的基本原理和方法射线检测的基本原理和方法 第二章第二章 射线检测射线检测 29 第6章 常用无损检测方法 当当一一束束强强度度为为I0的的Χ射射线线平平行行通通过过被被检检测测试试件件(厚厚度度为为d)后后，，其其强度强度Id为为若被测试件表面有高度为若被测试件表面有高度为h的凸起时，则的凸起时，则Χ射线强度将衰减为射线强度将衰减为 第二章第二章 射线检测射线检测 X射线检测原理图射线检测原理图 30 第6章 常用无损检测方法 如如在在被被测测试试件件内内，，有有一一个个厚厚度度为为x、、吸吸收收系系数数为为μ′的的某某种种缺缺陷陷，， 则则射射线线通通过过后后，，强强度衰减为度衰减为 若若有有缺缺陷陷的的吸吸收收系系数数小小于于被被测测试试件件本本身身的的吸吸收收系系数数，，则则Ix>Id>Ih，，于于是是，，在在被被检检测测试试件件的的另另一一面面就就形形成成一一幅幅射射线线强强度度不不均均匀匀的的分分布布图图通通过过一一定定方方式式将将这这种种不不均均匀匀的的射射线线强强度度进进行行照照相相或或转转变变为为电电信信号号指指示示、、记记录录或或显显示示，，就就可可以以评评定定被被检检测测试试件件的的内内部部质质量量，，达达到到无无损损检检测测的的目目的的。
沿沿射射线线透透照照方方向向的的缺缺陷陷尺尺寸寸越越大大，，则则有有无无缺缺陷陷处处的的强强度度差越大，反映在胶片上的黑度差越大，就越容易发现缺陷差越大，反映在胶片上的黑度差越大，就越容易发现缺陷 第二章第二章 射线检测射线检测 而而31 第6章 常用无损检测方法 二、检测方法 二、检测方法 目目前前工工业业上上主主要要有有照照相相法法、、电电离离检检测测法法、、荧荧光光屏屏直直接接观观察察法法、、电电视观察法等视观察法等 1、照相法照相法 ΧΧ射射线线检检测测常常用用的的方方法法是是照照相相法法，，即即利利用用射射线线感感光光材材料料( (通通常常用用射射线线胶胶片片) )，，放放在在被被透透照照试试件件的的背背面面接接受受透透过过试试件件后后的的ΧΧ射射线线胶胶片片曝曝光光后后经经暗暗室室处处理理，，就就会会显显示示出出物物体体的的结结构构图图像像根根据据胶胶片片上上影影像像的的形形状状及及其其黑黑度度的的不不均均匀匀程程度度，，就就可可以以评评定定被被检检测测试试件件中中有有无无缺缺陷陷及及缺缺陷陷的的性性质质、、形形状状、、大大小小和和位位置置。
此此法法的的优优点点是是灵灵敏敏度度高高、、直直观观可可靠靠、、重重复复性性好好，， 是是ΧΧ射射线线检检测测法法中中应应用用最最广广泛泛的的一一种种常常规规方方法法由由于于生生产产和和科科研研的的需需要要，，还还可可用用放放大大照照相相法法和和闪闪光照相法以弥补其不足光照相法以弥补其不足 放大照相可以检测出材料中的微小缺陷放大照相可以检测出材料中的微小缺陷 第二章第二章 射线检测射线检测 32 第6章 常用无损检测方法 X射线照相原理示意图射线照相原理示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 33 第6章 常用无损检测方法 2 2、、电离检测法电离检测法 当当射射线线通通过过气气体体时时与与气气体体分分子子撞撞击击，，有有的的气气体体分分子子失失去去电电子子成成为为正正离离子子，，有有的的气气体体分分子子得得到到电电子子成成为为负负离离子子，，此此即即气气体体的的电电离离效效应应电电离离效效应应将将会会产产生生电电离离电电流流，，电电离离电电流流的的大大小小与与射射线线的的强强度度有有关关如如果果将将透透过过试试件件的的X射射线线通通过过电电离离室室测测量量射射线线强强度，就可以根据电离室内电离电流的大小来判断试件的完整性。
度，就可以根据电离室内电离电流的大小来判断试件的完整性 这这种种方方法法对对缺缺陷陷性性质质的的判判别别较较困困难难，，只只适适用用于于形形状状简简单单、、表表面面工整的工件，应用较少工整的工件，应用较少 第二章第二章 射线检测射线检测 34 第6章 常用无损检测方法 3 3、、荧光屏直接观察法荧光屏直接观察法 将将透透过过试试件件的的射射线线投投射射到到涂涂有有荧荧光光物物质质的的荧荧光光屏屏上上时时，，在在荧荧光光屏屏上上会会激激发发出出不不同同强强度度的的荧荧光光来来，，利利用用荧荧光光屏屏上上的的可可见见影影像像直直接接辨辨认认缺缺陷陷这这种种方方法法成成本本低低，，适适用用于于形形状状简简单单、、要要求求不不严严格格的的产产品品的的检测 4、电视观察法、电视观察法 是是荧荧光光屏屏直直接接观观察察法法的的发发展展，，将将荧荧光光屏屏上上的的可可见见影影像像通通过过光光电电倍倍增增管管增增强强图图像像，，再再通通过过电电视视设设备备显显示示这这种种方方法法检检测测灵灵敏敏度度比比照照相法低，对形状复杂的零件检测困难。
相法低，对形状复杂的零件检测困难 第二章第二章 射线检测射线检测 35 第6章 常用无损检测方法 一、 一、 照相法的灵敏度和透度计照相法的灵敏度和透度计 （一） （一） 灵敏度灵敏度 灵灵敏敏度度是是指指显显示示缺缺陷陷的的程程度度或或能能发发现现最最小小缺缺陷陷的的能能力力，，是是检测质量的标志检测质量的标志 通常用两种方式表示：通常用两种方式表示：绝对灵敏度，相对灵敏度绝对灵敏度，相对灵敏度 第三节第三节 ΧΧ射线照相检测技术射线照相检测技术 第二章第二章 射线检测射线检测 36 第6章 常用无损检测方法 1、、绝绝对对灵灵敏敏度度：：指指在在射射线线胶胶片片上上能能发发现现被被检检测测试试件件中中与与射射线线平行方向的最小缺陷尺寸平行方向的最小缺陷尺寸2、、相相对对灵灵敏敏度度：：指指在在射射线线胶胶片片上上能能发发现现被被检检测测试试件件中中与与射射线线平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数 若以若以d表示为被检测试件的材料厚度，表示为被检测试件的材料厚度，x为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为 目前，一般所说的射线照相灵敏度都是指目前，一般所说的射线照相灵敏度都是指相对灵敏度相对灵敏度。
第二章第二章 射线检测射线检测 射线照相中，被检工件中的最小缺陷是无法确切知道的，一般采用带有人工射线照相中，被检工件中的最小缺陷是无法确切知道的，一般采用带有人工缺陷的试块，以透度计来确定透照的灵敏度缺陷的试块，以透度计来确定透照的灵敏度37 第6章 常用无损检测方法 （二） （二） 透度计透度计 透透度度计计又又称称像像质质指指示示器器，，是是用用来来估估价价检检测测灵灵敏敏度度的的一一种种标标准准工工具具，，同同时时也也常常用用来来选选取取或或验验证证射射线线检检验验的的透透照照参参数数在在透透视视照照相相中中，，要要评评定定缺缺陷陷的的实实际际尺尺寸寸是是困困难难的的，，因因此此，， 要要用用透透度度计计来来做做参参考考比比较较因因此此，，用用透透度度计计测测得得的的灵灵敏敏度度表表示示底底片片的的影影像像质质量量同同时时，，还还可可以以用用透透度度计计来来鉴鉴定定照照片片的的质质量量和和作作为为改改进进透透照照工工艺艺的的依依据据透透度度计计要要用用与与被被透透照照工工件件材材质质、、吸吸收收系系数数相相同同或或相相近近的的材材料料制制成成。
常常用用的的透透度度计计主主要要有有两两种种：：槽槽式式透透度度计和金属丝透度计计和金属丝透度计 第二章第二章 射线检测射线检测 38 第6章 常用无损检测方法 1 1、槽式透度计、槽式透度计 槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽，槽， 其规格尺寸如图所示槽深其规格尺寸如图所示槽深h一般一般0.1-6mm，， 用这种透度用这种透度计计算灵敏度：计计算灵敏度： 对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计 槽式透度计示意图槽式透度计示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 被检工件被检工件厚度厚度透度计透度计厚度厚度39 第6章 常用无损检测方法 2 2、、 金属丝透度计金属丝透度计 金金属属丝丝透透度度计计是是以以一一套套（（7 7～～1111根根））不不同同直直径径（（0.10.1～～4.0 4.0 mmmm））的的金金属属丝丝均均匀匀排排列列，，粘粘合合于于两两层层塑塑料料或或薄薄橡橡皮皮中中间间而而构构成成的的。
为为区区别别透透度度计计型型号号，，在在金金属属丝丝两两端端摆摆上上与与号号数数对对应应的的铅铅字字或或铅铅点点金金属属丝丝一一般般分分为为两两类类，，透透照照钢钢材材时时用用钢钢丝丝透透度度计计，，透透照铝合金或镁合金时用铝丝透度计其灵敏度为：照铝合金或镁合金时用铝丝透度计其灵敏度为： 金属丝透度计示意图金属丝透度计示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 b b为观察到的最小金属丝直径；为观察到的最小金属丝直径；A为被透照工件部位的总厚度为被透照工件部位的总厚度 40 第6章 常用无损检测方法 使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度原则上 使用透度计时，其摆放位置直接影响检测灵敏度原则上应将其置于透照灵敏度最低的位置，所以一般放在工件上靠近应将其置于透照灵敏度最低的位置，所以一般放在工件上靠近射线源的一侧，并靠近透照场边缘的表面上，并应使浅槽或金射线源的一侧，并靠近透照场边缘的表面上，并应使浅槽或金属丝直径小的一侧远离射线束中心，属丝直径小的一侧远离射线束中心，这样可保证整个被透照区这样可保证整个被透照区的灵敏度达到灵敏度要求的灵敏度达到灵敏度要求。
每张底片上原则上都必须有透度计每张底片上原则上都必须有透度计 第二章第二章 射线检测射线检测 透度计的使用方法透度计的使用方法41 第6章 常用无损检测方法 二、增感屏及增感方式的选择 二、增感屏及增感方式的选择 由由于于X射射线线和和γ射射线线波波长长短短，，对对胶胶片片的的感感光光效效应应差差，，一一般般X射射线线进进入入胶胶片片并并被被吸吸收收的的效效率率很很低低，，只只能能吸吸收收大大约约1％％的的有有效效射射线线能能量量，，因因此此要要得得到到一一张张清清晰晰的的底底片片需需很很长长的的感感光光时时间间为为了了增增加加胶胶片片的的感感光光速速度度，，利利用用某某些些增增感感物物质质在在射射线线作作用用下下能能激激发发出出荧荧光光或或产产生生次次级级射射线线，，从从而而加加强强对对胶胶片片的的感感光光作作用用在在射射线透视照相中，所用的增感物质称为线透视照相中，所用的增感物质称为增感屏增感屏，， 其增感系数为其增感系数为 第二章第二章 射线检测射线检测 射射线线的的曝曝光光量量通通常常以以射射线线强强度度I I和和时时间间t t的的乘乘积积表表示示，，即即 E E= =ItIt，，E E的的单单位为位为mCimCi·h(h(毫居里毫居里·小时小时) )。
42 第6章 常用无损检测方法 增增感感屏屏通通常常有有三三种种：：荧荧光光增增感感屏屏、、金金属属增增感感屏屏和和金金属属荧荧光光增感屏 1 1、荧光增感屏、荧光增感屏 荧荧光光增增感感屏屏是是利利用用荧荧光光物物质质（（常常用用钨钨酸酸钙钙CaWOCaWO4 4））被被射射线线激激发发产产生生荧荧光光实实现现增增感感作作用用的的，，其其结结构构如如图图所所示示它它是是将将荧荧光光物物质质均均匀匀地地涂涂布布在在质质地地均均匀匀而而光光滑滑的的支支撑撑物物( (硬硬纸纸或或塑塑料料薄薄板板等等) )上上，，再再覆覆盖盖一一层层薄薄薄薄的的透透明明保保护护层组合而成的层组合而成的 荧光增感屏构造示意图荧光增感屏构造示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 43 第6章 常用无损检测方法 2 2、金属增感屏、金属增感屏 金金属属增增感感屏屏在在受受射射线线照照射射时时产产生生二二次次射射线线对对胶胶片片起起感感光光作作用用其其增增感感较较小小，，一一般般只只有有2 2～～7 7倍倍金金属属屏屏的的增增感感特特性性通通常常是是，， 原原子子序序数数增增加加，，增增感感系系数数上上升升，，辐辐射射波波长长愈愈短短，，增增感感作作用用越越显显著著。
但但是是原原子子序序数数越越大大，，激激发发能能量量也也要要相相应应提提高高，，如如果果射射线线能能量量不不能能使使金金属属屏屏的的原原子子电电离离或或激激发发，， 则则不不起起增增感感作作用用如如铅铅增增感感屏屏，， 当当管管电电压压低低于于80 80 kVkV时时，，则则基基本本上上无无增增感感作作用用在在生生产产实实践践中中，，多多采采用用铅铅、、金金箔箔、、锡锡等等原原子子序序数数较较高高的的材材料料作作金金属属增增感感屏屏，，因因为为铅铅的的压压延延性性好好，，吸吸收收散散射射线线的的能力强 第二章第二章 射线检测射线检测 44 第6章 常用无损检测方法 3 3、金属荧光增感屏、金属荧光增感屏 金金属属荧荧光光增增感感屏屏是是在在铅铅箔箔上上涂涂一一层层荧荧光光物物质质组组合合而而成成的的，， 其其结结构构如如图图所所示示它它具具有有荧荧光光增增感感的的高高增增感感系系数数，，又又有有吸吸收收散射线的作用散射线的作用 金属荧光增感屏结构示意图金属荧光增感屏结构示意图 第二章第二章 射线检测射线检测 45 第6章 常用无损检测方法 4 4、增感方式的选择、增感方式的选择 增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测 增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测的要求、射线能量和胶片类型。
的要求、射线能量和胶片类型 就清晰度来讲，金属增感屏最高，荧光增感屏最低就清晰度来讲，金属增感屏最高，荧光增感屏最低5、使用增感屏时的注意事项、使用增感屏时的注意事项 ：：P54 第二章第二章 射线检测射线检测 46 第6章 常用无损检测方法 三、曝光曲线三、曝光曲线 1、曝光曲线、曝光曲线 影响透照灵敏度的因素很多，影响透照灵敏度的因素很多，通常选择工件厚度、管电压、通常选择工件厚度、管电压、管电流和曝光量作为可变参量，其他条件相对固定管电流和曝光量作为可变参量，其他条件相对固定根据具体根据具体条件作出的工件厚度、管电压和曝光量之间的相互关系曲线，条件作出的工件厚度、管电压和曝光量之间的相互关系曲线，是正确制定射线检测工艺的依据，这种关系曲线叫是正确制定射线检测工艺的依据，这种关系曲线叫曝光曲线曝光曲线 曝光曲线有多种形式，常用的是曝光曲线有多种形式，常用的是工件厚度和曝光量曲线、工件厚度和曝光量曲线、工件厚度和管电压曲线工件厚度和管电压曲线 第二章第二章 射线检测射线检测 47 第6章 常用无损检测方法 ①①不不同同管管电电压压下下，，材材料料厚厚度度与与曝曝光光量量的的关关系系曲曲线线，，曝曝光光量量x与材料厚度与材料厚度d的关系为：的关系为： x与与d d呈线性关系。
呈线性关系用各种不同的电压试验用各种不同的电压试验时，就可以得出一组斜时，就可以得出一组斜率逐渐变化的曲线率逐渐变化的曲线 第二章第二章 射线检测射线检测 材材料料厚厚度度与与曝曝光光量量关关系系曲曲线线 48 第6章 常用无损检测方法 ② ② 不同焦距下，不同焦距下，材料厚度与管电压的关系曲线材料厚度与管电压的关系曲线由于底片黑度要求一定，所以曝光量片黑度要求一定，所以曝光量x 为一常数，如果被透照的材料为一常数，如果被透照的材料固定，则固定，则d d增大时吸收系数增大时吸收系数μμ必须减小所以管电压要相应增必须减小所以管电压要相应增大 第二章第二章 射线检测射线检测 波长越小，射线越硬，穿透能波长越小，射线越硬，穿透能力越强，吸收系数越小力越强，吸收系数越小射线能量不变射线能量不变49 第6章 常用无损检测方法 材料厚度与管电压的关系曲线材料厚度与管电压的关系曲线 第二章第二章 射线检测射线检测 无增感无增感铅增感铅增感荧光增感荧光增感 若若以以材材料料厚厚度度d为为横横轴轴，，管管电电压压U为为纵纵轴轴，，则则在在一一定定焦焦距距下下的的厚厚度度所所对对应应的的管管电电压压可可以以连连成成一一条条曲曲线线。
以以不不同同的的焦焦距距试验时，试验时， 就可得到一组曲线就可得到一组曲线 50 第6章 常用无损检测方法 2、、 曝光参数曝光参数 1）） 射线的硬度射线的硬度 射射线线硬硬度度是是指指射射线线的的穿穿透透力力，，由由射射线线的的波波长长决决定定波波长长越越短短硬硬度度越越大大，，则则穿穿透透力力就就越越强强，，吸吸收收系系数数越越小小X射射线线波波长长的的长长短短由由管管电电压压所所决决定定，，管管电电压压愈愈高高，， 波波长长愈愈短短射射线线硬硬度度对对透透照照胶胶片片影影像像的的质质量量有有很很大大关关系系因因此此，， 选选择择射射线线的的硬硬度度尤尤为重要 通通常常将将60～～150 kV定定为为中中等等硬硬度度X射射线线，，60 kV以以下下定定为为软软X射线射线 第二章第二章 射线检测射线检测 51 第6章 常用无损检测方法 当当一一束束强强度度为为I0的的射射线线，， 通通过过被被透透照照厚厚度度为为d的的物物体体后后，，其其强强度度将衰减为将衰减为Id；通过一厚度为；通过一厚度为x的缺陷后，其强度为的缺陷后，其强度为Ix 。
Ix／／Id称为称为对比度或主因衬度对比度或主因衬度，， 即即 第二章第二章 射线检测射线检测 假设缺陷内为空气，则假设缺陷内为空气，则μμ′′可忽略不计，则可忽略不计，则 在在工工业业射射线线透透照照中中，，总总是是希希望望胶胶片片上上的的影影像像衬衬度度尽尽可可能能高高，，以以保保证证检检测测质质量量因因此此，，射射线线硬硬度度尽尽可可能能选选软软些些（（思思考考: :射射线线波波长长大大？？小小？？））但如果希望在材料的厚薄相邻部分一次曝光，则要选用较硬的射线但如果希望在材料的厚薄相邻部分一次曝光，则要选用较硬的射线 为为了了提提高高某某些些低低原原子子序序数数、、低低密密度度和和薄薄壁壁材材料料的的检检测测灵灵敏敏度度，，应应采用软射线，即低能采用软射线，即低能X X射线照相法射线照相法2））射线的影像衬度射线的影像衬度52 第6章 常用无损检测方法 3）） 射线的曝光量射线的曝光量 射射线线的的曝曝光光量量通通常常以以射射线线强强度度I I和和时时间间t t的的乘乘积积表表示示，，即即 E E= =ItIt，，E E的的单单位位为为mCimCi·h(h(毫毫居居里里·小小时时) )。
对对X X射射线线来来说说，，当当管管压压一一定定时时，，其其强强度度与与管管电电流流成成正正比比因因此此X X射射线线的的曝曝光光量量通通常常用用管管电电流流i和和时时间间t的的乘积来表示乘积来表示，即，即 E E = =itit 单位为单位为mA·min或或mA·s 第二章第二章 射线检测射线检测 一一般般在在选选用用管管电电流流和和曝曝光光时时间间时时，，在在射射线线设设备备允允许许范范围围内内，，管管电电流流总总是是取取得得大大些些，，以以缩缩短短曝曝光光时时间间并并减减少少散散射射线线的的影影响响此此外外，，X X射射线线从从窗窗口口呈呈直直线线锥锥体体辐辐射射，，在在空空间间各各点点的的分分布布强强度度与该点到焦点的距离平方成反比即与该点到焦点的距离平方成反比即 53 第6章 常用无损检测方法 4））射线照相对比度射线照相对比度 射线照片上影像的质量由对比度、不清晰度、颗粒度决射线照片上影像的质量由对比度、不清晰度、颗粒度决定影像的对比度是指射线照片上两个相邻区域的黑度差影像的对比度是指射线照片上两个相邻区域的黑度差如果两个区域的黑度分别为如果两个区域的黑度分别为D D1 1、、D D2 2，则它们的对比度为：，则它们的对比度为： ΔΔD D= =D D1 1- -D D2 2 。
影像的对比度决定了在射线透照方向上可识别的影像的对比度决定了在射线透照方向上可识别的细节，影像的不清晰度决定了在垂直于射线透照方向上可识细节，影像的不清晰度决定了在垂直于射线透照方向上可识别的细节尺寸，影像的颗粒度决定了影像可记录的细节最小别的细节尺寸，影像的颗粒度决定了影像可记录的细节最小尺寸 第二章第二章 射线检测射线检测 射线在穿透物体的过程中会与物质发生相互作用射线在穿透物体的过程中会与物质发生相互作用,因吸收和散射而使其强度减弱因吸收和散射而使其强度减弱.强度衰减程度取强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度.如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷,且构且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件,该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异.把胶片把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光放在适当位置使其在透过射线的作用下感光,经暗室处理后得到底片经暗室处理后得到底片.底片上各点的黑化程度取决底片上各点的黑化程度取决于射线照射量（射线强度、照射时间）于射线照射量（射线强度、照射时间）,由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同,底片相应底片相应部位就会出现黑度差异部位就会出现黑度差异.底片相邻区域的黑度差定义为＂对比度＂底片相邻区域的黑度差定义为＂对比度＂.54 第6章 常用无损检测方法 5）） 焦距焦距 焦焦距距是是指指从从放放射射源源( (焦焦点点) )至至胶胶片片的的距距离离。
焦焦距距选选择择与与射射线线源源的的几几何何尺尺寸寸和和试试件件厚厚度度有有关关由由于于射射线线源源有有一一定定的的几几何何尺尺寸寸，， 从从而而产产生生几几何何不不清清晰晰度度U Ug g，如图所示由相似三角形关系，，如图所示由相似三角形关系， 求出：求出： 式中：式中：φφ为射线源的几何尺寸；为射线源的几何尺寸； F F为焦点至胶片的距离；为焦点至胶片的距离； a a为焦点至缺陷的距离；为焦点至缺陷的距离； b b为缺陷至胶片的距离为缺陷至胶片的距离 第二章第二章 射线检测射线检测 透照影像几何不清晰度透照影像几何不清晰度 55 第6章 常用无损检测方法 6) 等效系数等效系数 两两块块不不同同厚厚度度的的不不同同材材料料在在入入射射强强度度为为I0的的射射线线源源照照射射下下，，若若得得到到相相同同的的出出射射强强度度Ix，，则则称称二二者者为为“等等效效”它它们们的的厚厚度度之之比比称称为为材材料料的的“等等效效系系数数”根根据据等等效效系系数数的的定定义义，，可可以以从从一一条条常常用用材材料料的的曝曝光光曲曲线线上上查查出出另另一一种种材材料料的的等等效效厚厚度度所所对对应应的管电压。
的管电压 第二章第二章 射线检测射线检测 56 第6章 常用无损检测方法 （一）平板型工件 （一）平板型工件让让X射线从前方照射，胶片放在被检查部位的后面射线从前方照射，胶片放在被检查部位的后面四、四、 典型工件焊缝的透照方向选择典型工件焊缝的透照方向选择 第二章第二章 射线检测射线检测 纵缝透照法纵缝透照法:纵缝即平板对接焊缝或筒体纵缝，纵缝透照纵缝即平板对接焊缝或筒体纵缝，纵缝透照法是最常用的透照方法法是最常用的透照方法 57 第6章 常用无损检测方法 （二）圆管 （二）圆管 特别注意胶片与被检部位紧密贴合，并使锥形中心的辐射线与特别注意胶片与被检部位紧密贴合，并使锥形中心的辐射线与被检区域中心的切面垂直被检区域中心的切面垂直1、、环缝外透法环缝外透法胶片在内，射线由外向里穿过单层壁厚对焊缝进行透照胶片在内，射线由外向里穿过单层壁厚对焊缝进行透照2、、环缝内透法环缝内透法 胶片在外，射线由里向外照射，特别适用于壁厚大直径小的管子胶片在外，射线由里向外照射，特别适用于壁厚大直径小的管子 第二章第二章 射线检测射线检测 射线源射线源58 第6章 常用无损检测方法 （二）圆管（二）圆管3、、双壁双影法双壁双影法：：射线源在工件外侧，胶片放在射线源对面的工件射线源在工件外侧，胶片放在射线源对面的工件外侧，射线透过双层壁厚把工件两侧都投影到胶片上的透照方法称外侧，射线透过双层壁厚把工件两侧都投影到胶片上的透照方法称为双壁双影法。
外径小于等于为双壁双影法外径小于等于89mm的管子对接焊缝可采用此法透照的管子对接焊缝可采用此法透照透照时，为了避免上、下层焊缝的影像重叠，射线束方向应有适当透照时，为了避免上、下层焊缝的影像重叠，射线束方向应有适当倾斜 4、、双壁单影法双壁单影法：缩小焦距，使上层管壁中的缺陷模糊，从而：缩小焦距，使上层管壁中的缺陷模糊，从而得到下层管壁的清晰图像得到下层管壁的清晰图像 第二章第二章 射线检测射线检测 射线源射线源59 第6章 常用无损检测方法 （三）角形件（三）角形件检验此类工件时，检验此类工件时，X射线照射的方向多为其角的二等分线方向射线照射的方向多为其角的二等分线方向四）管接头焊缝（四）管接头焊缝（五）圆柱体（棒）（五）圆柱体（棒） 滤波板的作用：滤波板的作用： 1、提高辐射束的平均能量，降低、提高辐射束的平均能量，降低主因衬度主因衬度，增加其宽容性；，增加其宽容性； 2、滤除、滤除软射线软射线，消弱散射线的有害影响，提高清晰度消弱散射线的有害影响，提高清晰度六）厚度变化剧烈的物体的透照（六）厚度变化剧烈的物体的透照 1、采用两种感光度不同的胶片，感光快的底片上观察厚处，感光慢的、采用两种感光度不同的胶片，感光快的底片上观察厚处，感光慢的 底片上观察薄处；底片上观察薄处； 2、按材料厚薄单独曝光；、按材料厚薄单独曝光； 3、对薄处采用密度相近的材料补偿；、对薄处采用密度相近的材料补偿； 4、采用金属增感屏；、采用金属增感屏； 5、不增感曝光。
不增感曝光 第二章第二章 射线检测射线检测 60 第6章 常用无损检测方法 一、一、 铸件中常见的缺陷铸件中常见的缺陷 1 1）） 气孔气孔 因因铸铸模模通通气气性性不不良良等等原原因因，，使使铸铸件件内内部部分分气气体体排排不不出出来来而而形形成成气气孔孔气气孔孔大大部部分分接接近近表表面面，，在在底底片片上上的的影影像像呈呈圆圆形形或或椭椭圆圆形形，，也也有有不不规规则则形形状状的的，，一一般般中中心心部部分分较较边边缘稍黑，缘稍黑， 轮廓较清晰轮廓较清晰 第四节第四节 常见缺陷及其影像特征（自学）常见缺陷及其影像特征（自学） 第二章第二章 射线检测射线检测 铸件中的气孔照片铸件中的气孔照片 61 第6章 常用无损检测方法 2 2、、 疏松疏松 浇铸时局部温差过大， 浇铸时局部温差过大，在金属收缩过程中，邻近在金属收缩过程中，邻近金属补缩不良，产生疏松金属补缩不良，产生疏松疏松多产生在铸件的冒口疏松多产生在铸件的冒口根根部部、、厚厚大大部部位位、、厚厚薄薄交交界界处处和和具具有有大大面面积积的的薄薄壁壁处处。
在在底底片片上上的的影影像像呈呈轻轻微微疏疏散散的的浅浅黑黑条条状状（（羽羽毛毛状状））或或疏疏散散的的云云雾雾状（海绵状），严重的呈密集云雾状或树枝状状（海绵状），严重的呈密集云雾状或树枝状 第二章第二章 射线检测射线检测 铸件内部疏松照片铸件内部疏松照片 62 第6章 常用无损检测方法 3、缩孔、缩孔 铸件的缩孔在底片上呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像铸件的缩孔在底片上呈树枝状、细丝或锯齿状的黑色影像 4 4、针孔、针孔 针针孔孔是是指指直直径径小小于于或或等等于于1 1 mmmm的的气气孔孔，，是是铸铸铝铝合合金金中中常常见见的的缺缺陷陷在在胶胶片片上上的的影影像像有有圆圆形形、、条条形形、、苍苍蝇蝇脚脚形形等等 当当透透照照较较大大厚厚度度的的工工件件时时，，由由于于针针孔孔分分布布在在整整个个横横断断面面，， 针针孔孔投投影影在在胶片上是重叠的，胶片上是重叠的， 此时就无法辨认出它的单个形状了此时就无法辨认出它的单个形状了 第二章第二章 射线检测射线检测 63 第6章 常用无损检测方法 5 5、熔剂夹渣、熔剂夹渣 溶溶剂剂夹夹渣渣是是在在铸铸造造过过程程中中，，镁镁合合金金特特有有的的缺缺陷陷，，在在底底片片上上呈呈白白色色斑斑点点或或雪雪花花状状，，有有的的呈呈蘑蘑菇菇云云状状。
夹夹渣渣是是金金属属熔熔化化过过程程中中的的熔熔渣渣或或氧氧化化物物，，因因来来不不及及浮浮出出表表面面而而停停留留在在铸铸件件内内形成的 在胶片上的影像有球状、块状或其他不规则形状在胶片上的影像有球状、块状或其他不规则形状 第二章第二章 射线检测射线检测 64 第6章 常用无损检测方法 6 6、氧化夹渣、氧化夹渣 氧氧化化夹夹渣渣是是在在铸铸造造过过程程中中，，溶溶化化了了的的氧氧化化物物在在冷冷却却时时来来不不及及浮浮出出表表面面，，停停留留在在铸铸件件内内部部而而形形成成的的在在底底片片上上呈呈形形状状不不定定而轮廓清晰的黑斑，有单个的，有密集的而轮廓清晰的黑斑，有单个的，有密集的 7 7、夹砂、夹砂 夹夹砂砂是是在在铸铸造造过过程程中中，，部部分分砂砂型型在在烧烧铸铸时时被被破破坏坏造造成成的的对对镁镁、、铝铝等等轻轻金金属属合合金金铸铸件件，，在在底底片片上上呈呈进进白白色色的的斑斑点点；；对对黑黑色色金金属属呈呈黑黑色色斑斑点点，，边边界界比比较较清清晰晰，，形形状状不不规规则则，，影影像像密密度度不不均匀。
均匀 第二章第二章 射线检测射线检测 65 第6章 常用无损检测方法 8 8、金属夹杂物、金属夹杂物 铸铸件件中中的的金金属属夹夹杂杂物物比比铸铸件件金金属属密密度度大大的的呈呈明明亮亮影影像像，，反反之之呈黑色影像，轮廓一般较明晰，形状不一呈黑色影像，轮廓一般较明晰，形状不一 9 9、冷隔、冷隔 冷冷隔隔是是由由于于浇浇铸铸温温度度偏偏低低，，两两股股金金属属液液体体虽虽流流到到一一起起但但没没有有真真正正融融合合而而形形成成，，常常出出现现在在远远离离浇浇口口的的薄薄截截面面处处，，一一般般分分布布在在较较大大平平面面的的薄薄壁壁上上或或厚厚壁壁过过渡渡区区，，铸铸件件清清理理后后有有时时肉肉眼眼可可见见，，呈呈未未能能熔熔合合的的带带有有圆圆角角或或卷卷边边的的缝缝隙隙或或凹凹痕痕 在在底底片片上上的的影影像像呈呈明明显显的的似似断断似似续续的的黑黑色色条条纹纹，， 与与裂裂纹纹相相似似，， 但但有有时时可可能能中中部部细细而而两端较粗形状不规则，边缘模糊不清两端较粗形状不规则，边缘模糊不清 第二章第二章 射线检测射线检测 66 第6章 常用无损检测方法 1010、偏析、偏析 铸铸件件中中的的偏偏析析在在底底片片上上呈呈现现为为摄摄影影密密度度变变化化的的区区域域。
按按生成的原因分为比重偏析和共晶偏析两大类生成的原因分为比重偏析和共晶偏析两大类 比比重重偏偏析析：：在在液液化化线线以以上上沉沉淀淀的的颗颗粒粒聚聚集集而而造造成成，，在在底底片上呈现为亮的斑点或云状片上呈现为亮的斑点或云状 共共晶晶偏偏析析：：铸铸件件固固化化时时，，某某些些缺缺陷陷或或不不连连续续处处被被邻邻近近的的剩剩余余共共晶晶液液体体所所填填充充，，形形成成高高密密度度的的富富集集区区在在底底片片上上多多呈呈亮的影像亮的影像 第二章第二章 射线检测射线检测 67 第6章 常用无损检测方法 1111、裂纹、裂纹 裂裂纹纹一一般般是是在在收收缩缩时时产产生生，，沿沿晶晶界界发发展展多多产产生生在在铸铸件件厚厚度度变变化化的的转转接接处处或或表表面面曲曲率率变变化化大大的的地地方方在在底底片片上上的的影影像像是是连连续续或或断断续续曲曲折折状状黑黑色色直直线线或或曲曲线线，， 一一般般两两端端较较细细，，有有时时带带有分叉 铸铸件件裂裂纹纹照照片片 第二章第二章 射线检测射线检测 68 第6章 常用无损检测方法 1 1、气孔、气孔 气孔是在熔焊时部分空气 气孔是在熔焊时部分空气停留在金属内部而形成的缺陷。
停留在金属内部而形成的缺陷 气气孔孔在在底底片片上上的的影影像像一一般般呈呈圆圆形形或或椭椭圆圆形形，，也也有有不不规规则则形形状状的的，，以以单单个个、、多多个个密密集集或或链链状状的的形形式式分分布布在在焊焊缝缝上上在在底底片片上上的的影影像像轮轮廓廓清清晰晰，，边边缘缘圆圆滑滑，，如如气气孔孔较较大大，，还还可可看看到到其其黑黑度中心部分较边缘要深一些度中心部分较边缘要深一些 二、二、 焊件中常见的缺陷焊件中常见的缺陷 第二章第二章 射线检测射线检测 焊缝气孔照片焊缝气孔照片 69 第6章 常用无损检测方法 2 2、夹渣、夹渣 夹渣是在熔焊时所产生夹渣是在熔焊时所产生的金属氧化物或非金属夹杂的金属氧化物或非金属夹杂物，物， 因来不及浮出表面，因来不及浮出表面，停停留留在在焊焊缝缝内内部部而而形形成成的的缺缺陷陷有有非非金金属属夹夹渣渣和和金金属属夹夹渣渣两两种种前前者者在在底底片片上上呈呈不不规规则则的的黑黑色色块块状状条条状状和和点点状状等等，，影影像像密密度度较较均均匀匀；；后后者者是是钨钨极极氩氩弧弧焊焊中中产产生生的的钨钨夹夹渣渣，，在在底底片片上上呈白色的斑点，呈白色的斑点，如图所示。
如图所示 第二章第二章 射线检测射线检测 焊缝夹渣照片焊缝夹渣照片 70 第6章 常用无损检测方法 3 3、未焊透、未焊透 未未焊焊透透分分根根部部未未焊焊透透和和中中间间未未焊焊透透两两种种，，前前者者产产生生于于单单面面焊焊缝缝的的根根部部；；后后者者产产生生于于双双面面焊焊缝缝的的中中间间部部分分在在胶胶片片上上的的影影像像特特征征是是连连续续或或断断续续的的黑黑线线，， 黑黑线线的的位位置置与与两两基基体体材材料相对接的位置间隙一致图为对接焊缝的未焊透照片料相对接的位置间隙一致图为对接焊缝的未焊透照片 对接焊缝未焊透照片对接焊缝未焊透照片 第二章第二章 射线检测射线检测 71 第6章 常用无损检测方法 4 4、、 未熔合未熔合 有有边边缘缘未未熔熔合合和和层层间间未未熔熔合合两两种种前前者者是是母母材材与与焊焊条条之之间间未未熔熔合合，，其其间间形形成成缝缝隙隙或或夹夹渣渣在在底底片片上上呈呈直直线线状状的的黑黑色色条条纹纹，，位位置置偏偏离离焊焊缝缝中中心心，，靠靠近近坡坡口口边边缘缘一一边边的的密密度度较较大大且且直直。
后后者者是是多多道道焊焊缝缝中中先先后后焊焊层层间间的的未未熔熔合合在在底底片片上上呈呈黑黑色色条条纹纹，，但但不很长，有时与非金属夹渣相似不很长，有时与非金属夹渣相似 第二章第二章 射线检测射线检测 72 第6章 常用无损检测方法 5 5、裂纹、裂纹 裂纹主要是在熔焊冷却时裂纹主要是在熔焊冷却时因热应力和相变应力而产生的，因热应力和相变应力而产生的， 也有在校正和疲劳过程中产生也有在校正和疲劳过程中产生的的，，是是危危险险性性最最大大的的一一种种缺缺陷陷 裂裂纹纹影影像像较较难难辨辨认认因因为为断断裂裂宽宽度度、、裂裂纹纹取取向向、、断断裂裂深深度度不不同同，， 使使其其影影像像有有的的较较清清晰晰，，有有的的模模糊糊不不清清常常见见的的有有纵纵向向裂裂纹纹、、横横向向裂裂纹纹和和弧弧坑坑裂裂纹纹，， 分分布布在在焊焊缝缝上上及及热热影影响响区区内内尤尤以以起起弧弧处处、、收收弧弧处处及及接接头头处处最最易易产产生生，，方向有横向的、纵向的或任意方向的方向有横向的、纵向的或任意方向的 第二章第二章 射线检测射线检测 焊缝裂纹照片焊缝裂纹照片73 第6章 常用无损检测方法 6 6、烧穿、烧穿 在在焊焊缝缝的的局局部部，，因因热热量量过过大大而而被被熔熔穿穿，，形形成成流流垂垂或或凹凹坑坑。
在在底底片片上上的的影影像像呈呈光光亮亮的的圆圆形形(流流垂垂)或或呈呈边边缘缘较较清清晰晰的的黑黑块块(凹凹坑坑) 焊缝烧穿照片焊缝烧穿照片 第二章第二章 射线检测射线检测 74 第6章 常用无损检测方法 三、表面缺陷 三、表面缺陷 射射线线检检测测主主要要检检查查工工件件的的内内部部缺缺陷陷对对于于缺缺陷陷，，主主要要应应检检查查工工件件内内部部缺缺陷陷，，但但是是各各种种表表面面缺缺陷陷在在胶胶片片上上的的影影像像和和内内部部缺缺陷陷的的影影像像并并没没有有什什么么区区别别，，表表面面缺缺陷陷有有些些是是允允许许的的因因此此，，在在胶胶片片上上发发现现有有缺缺陷陷影影像像后后，， 应应与与工工件件表表面面仔仔细细查查对对，， 最最后后得得出结论 第二章第二章 射线检测射线检测 75 第6章 常用无损检测方法 四、伪缺陷的出现与处理四、伪缺陷的出现与处理 （一）伪缺陷产生的原因（一）伪缺陷产生的原因 1 1、胶片在生产过程与运输过程中产生的；、胶片在生产过程与运输过程中产生的； 2 2、透照工作及暗室、透照工作及暗室 处理不慎造成的；处理不慎造成的； 3、因、因X射线固有特性及工件几何形状所形成的。
射线固有特性及工件几何形状所形成的 第二章第二章 射线检测射线检测 76 第6章 常用无损检测方法 （二）伪缺陷的辨认（二）伪缺陷的辨认 伪伪缺缺陷陷产产生生的的原原因因很很多多，，形形状状也也多多种种多多样样，，检检测测人人员员一一般般凭凭经经验验能能识识别别大大部部分分伪伪缺缺陷陷也也就就是是说说，，对对缺缺陷陷影影像像可可根根据据缺缺陷陷影影像像的的特特征征和和产产生生的的部部位位予予以以分分析析此此外外，，还还可可以以从从胶胶片片两两侧侧利利用用反反光光或或放放大大镜镜观观察察表表面面是是否否划划伤伤来来判判断断如如仍仍怀怀疑疑有有缺缺陷，则必须重照复验陷，则必须重照复验 第二章第二章 射线检测射线检测 77 第6章 常用无损检测方法 五、缺陷埋藏深度的测定 五、缺陷埋藏深度的测定 1 1、缺陷所在位置深度的确定、缺陷所在位置深度的确定 根根据据缺缺陷陷在在底底片片上上的的影影像像，，只只能能判判定定缺缺陷陷在在工工件件中中的的平平面面位位置置，，也也就就是是说说，，只只能能把把缺缺陷陷位位置置以以两两个个坐坐标标表表示示出出来来。
为为了了确确定定第第三三个个坐坐标标，，即即决决定定缺缺陷陷所所在在位位置置的的深深度度，，必必须须进进行行两两次次不同方向的照射，两次透照时焦距不同方向的照射，两次透照时焦距 F F 应保持不变应保持不变 第二章第二章 射线检测射线检测 78 第6章 常用无损检测方法 2 2、缺陷在射线方向上的厚度确定、缺陷在射线方向上的厚度确定 缺缺陷陷在在射射线线束束方方向向的的厚厚度度( (如如气气孔孔直直径径或或未未焊焊透透深深度度等等) )测测定方法，可通过测量缺陷在底片上的影像黑度来估计定方法，可通过测量缺陷在底片上的影像黑度来估计 第二章第二章 射线检测射线检测 3 3、缺陷平面尺寸的确定、缺陷平面尺寸的确定 79 第6章 常用无损检测方法 六、焊缝的质量分级 六、焊缝的质量分级 根根据据JB4370JB4370《《压压力力容容器器无无损损检检测测》》及及《《钢钢熔熔化化焊焊对对接接接接头头射射线线照照相相和和质质量量分分级级》》，，根根据据缺缺陷陷的的性性质质和和数数量量，，将将焊焊缝缝质质量量分为四级，其中分为四级，其中Ⅰ级焊缝质量最高，依次下降。
级焊缝质量最高，依次下降 第二章第二章 射线检测射线检测 焊缝的质量分级焊缝的质量分级焊缝级别焊缝级别要求内容要求内容Ⅰ级级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣存在焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣存在Ⅱ级级焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透存在焊缝内不允许有裂纹、未熔合、未焊透存在Ⅲ级级焊缝内不允许有裂纹、未熔合以及双面焊或相当于双面焊的全焊透焊缝内不允许有裂纹、未熔合以及双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝和加垫板的单面焊中的未焊透加垫板的单面焊中的未焊对接焊缝和加垫板的单面焊中的未焊透加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按条状加渣长度的透允许长度按条状加渣长度的Ⅲ级评定级评定Ⅳ级级焊缝缺陷超过焊缝缺陷超过Ⅲ级级80 第6章 常用无损检测方法 一、 一、γγ射线检测的特点射线检测的特点 γγ射射线线与与X X射射线线检检测测的的工工艺艺方方法法基基本本上上是是一一样样的的，， 但但是是γγ射线检测有其独特的地方射线检测有其独特的地方 1 1、、γγ射射线线源源不不像像X X射射线线那那样样，，可可以以根根据据不不同同检检测测厚厚度度来来调调节节能能量量( (如如管管电电压压) )，，它它有有自自己己固固定定的的能能量量，，所所以以要要根根据据材材料料厚厚度、精度要求合理选取度、精度要求合理选取γγ射线源。
射线源 2 2、、γγ射射线线比比X X射射线线辐辐射射剂剂量量( (辐辐射射率率) )低低，，所所以以曝曝光光时时间间比比较较长长，，曝曝光光条条件件同同样样是是根根据据曝曝光光曲曲线线选选择择的的，，并并且且一一般般都都要要使使用增感屏用增感屏 第五节第五节 γγ射线检测及中子射线检测简介（自学）射线检测及中子射线检测简介（自学） 第二章第二章 射线检测射线检测 81 第6章 常用无损检测方法 3 3、、γγ射射线线源源随随时时都都在在放放射射，，不不像像X X射射线线机机那那样样不不工工作作就就没没有射线产生，有射线产生， 所以应特别注意射线的防护工作所以应特别注意射线的防护工作 4 4、、γγ射射线线比比普普通通X X射射线线穿穿透透力力强强，，但但灵灵敏敏度度较较X X射射线线低低，， 它它可可以以用用于于高高空空、、 水水下下及及野野外外作作业业 在在那那些些无无水水无无电电及及其其他他设设备备不不能能接接近近的的部部位位( (如如狭狭小小的的孔孔洞洞或或是是高高压压线线的的接接头头等等) )，，均均可使用可使用γγ射线对其进行有效的检测。
射线对其进行有效的检测 第二章第二章 射线检测射线检测 82 第6章 常用无损检测方法 二、中子射线照相检测的特点 二、中子射线照相检测的特点 中中子子射射线线照照相相检检测测与与X X射射线线照照相相检检测测、、γγ射射线线照照相相检检测测相相类类似似，，都都是是利利用用射射线线对对物物体体有有很很强强的的穿穿透透能能力力，，来来实实现现对对物物体体的的无无损损检检测测对对大大多多数数金金属属材材料料来来说说，，由由于于中中子子射射线线比比X X射射线线和和γγ射射线线具具有有更更强强的的穿穿透透力力，，对对含含氢氢材材料料表表现现为为很很强强的的散散射射性性能能等等特特点点，，从从而而成成为为射射线线照照相相检检测测技技术术中中又又一一个个新新的的组组成部分 第二章第二章 射线检测射线检测 83 第6章 常用无损检测方法 射射线线防防护护是是通通过过采采取取适适当当措措施施，，减减少少射射线线对对工工作作人人员员和和其其他他人人员员的的照照射射剂剂量量，，从从各各方方面面把把射射线线剂剂量量控控制制在在国国家家规规定定允允许许的的计计量量标标准准（（1×101×10-3-3Sv/Sv/周周））以以下下，，以以避避免免超超剂剂量量照照射射和和减减少少射射线线对对人人体体的的影影响响。
射射线线防防护护主主要要有有屏屏蔽蔽防防护护、、距距离离防防护护和和时时间防护方法间防护方法 SvSv表表示示人人体体对对一一切切射射线线所所吸吸收收能能量量的的剂剂量量单单位位为为了了便便于于对对人人体体所所受受的的各各种种辐辐射射剂剂量量作作统统一一衡衡量量, ,将将焦焦耳耳每每千千克克命命名名为为希沃特希沃特( (或西伏或西伏),),记为记为SvSv1Sv=1J/kg1Sv=1J/kg第六节第六节 射线的防护射线的防护 第二章第二章 射线检测射线检测 84 第6章 常用无损检测方法 一次全身大剂量辐射照射对身体的影响一次全身大剂量辐射照射对身体的影响 剂量当量水平剂量当量水平对人体的影响对人体的影响小于小于0.25希沃特希沃特未观察到临床效应未观察到临床效应0.25－－0.5希沃特希沃特可以引起血液的变化可以引起血液的变化0.5－－1希沃特希沃特血液发生变化且有一些损伤血液发生变化且有一些损伤1－－2希沃特希沃特损伤，并可能发生轻度急性放射病，容易治损伤，并可能发生轻度急性放射病，容易治愈愈2－－4希沃特希沃特明显损伤，能引起中度急性放射病，能治愈明显损伤，能引起中度急性放射病，能治愈4－－5希沃特希沃特能引起重度急性放射病，虽经治疗受照者有能引起重度急性放射病，虽经治疗受照者有50％可能在％可能在30天内死亡，其余天内死亡，其余50％能恢复％能恢复大于大于6希沃特希沃特引起极重度放射病，可能因此而死亡引起极重度放射病，可能因此而死亡 第二章第二章 射线检测射线检测 85 第6章 常用无损检测方法 一、屏蔽防护法 一、屏蔽防护法 屏屏蔽蔽防防护护法法是是利利用用各各种种屏屏蔽蔽物物体体吸吸收收射射线线，，以以减减少少射射线线对对人人体体的的伤伤害害，，这这是是射射线线防防护护的的主主要要方方法法。
一一般般根根据据X X射射线线、、γγ射射线线与与屏屏蔽蔽物物的的相相互互作作用用来来选选择择防防护护材材料料，，屏屏蔽蔽X X射射线线和和γγ射射线线以以密密度度大大的的物物质质为为好好，，如如贫贫化化铀铀、、铅铅、、铁铁、、重重混混凝凝土土、、铅铅玻玻璃璃等等都都可可以以用用作作防防护护材材料料但但从从经经济济、、方方便便出出发发，，也也可可采采用用普普通通材材料料，，如如混混凝凝土土、、岩岩石石、、砖砖、、土土、、水水等等对对于于中中子子的的屏屏蔽蔽除能防护除能防护γγ射线之外，射线之外， 还以特别选取含氢元素多的物质为宜还以特别选取含氢元素多的物质为宜 第二章第二章 射线检测射线检测 86 第6章 常用无损检测方法 二、距离防护法 二、距离防护法 距离防护在进行野外或流动性射线检测时是非常经济有距离防护在进行野外或流动性射线检测时是非常经济有效的方法效的方法这是因为射线的剂量率与距离的平方成反比，增这是因为射线的剂量率与距离的平方成反比，增加距离可显著地降低射线的剂量率若离放射源的距离为加距离可显著地降低射线的剂量率若离放射源的距离为R1处的剂量率为处的剂量率为P1，在另一径向距离为，在另一径向距离为R2处的剂量率为处的剂量率为P2，则，则它们的关系为：它们的关系为： 显然，增大显然，增大R2可有效地降低剂量率可有效地降低剂量率P2，在无防护或护防层不够，在无防护或护防层不够时，这是一种特别有用的防护方法。
时，这是一种特别有用的防护方法 第二章第二章 射线检测射线检测 87 第6章 常用无损检测方法 三、时间防护法 三、时间防护法 时间防护是指让工作人员尽可能的减少接触射线的时间，时间防护是指让工作人员尽可能的减少接触射线的时间，以保证检测人员在任一天都不超过国家规定的最大允许剂量当以保证检测人员在任一天都不超过国家规定的最大允许剂量当量量(17mrem，毫雷姆，，毫雷姆，1rem=10-2Sv) 人体接受的总剂量： 人体接受的总剂量：D = Pt，其中，，其中，P为在人体上接受到的为在人体上接受到的射线剂量率，射线剂量率，t为接触射线的时间为接触射线的时间 由此可见，缩短与射线接触时间由此可见，缩短与射线接触时间t亦可达到防护目的如每周每亦可达到防护目的如每周每人控制在最大容许剂量人控制在最大容许剂量0.1rem以内时，则应有以内时，则应有D≤≤0. .1rem；如果人体；如果人体在每透照一次时所接受到的射线剂量为在每透照一次时所接受到的射线剂量为P’时，则控制每周内的透照时，则控制每周内的透照次数次数N≤≤0. .1/P’ ，亦可以达到防护的目的。
亦可以达到防护的目的 第二章第二章 射线检测射线检测 88 第6章 常用无损检测方法 四、中子防护（自学） 四、中子防护（自学） 中子对人体危害很大，需特别注意防护种子防护的特点 中子对人体危害很大，需特别注意防护种子防护的特点归结为：快中子的减速和热中子的吸收两个问题归结为：快中子的减速和热中子的吸收两个问题 1、减速剂的选择、减速剂的选择 快中子减速作用，主要依靠中子和原子核的弹性碰撞，因快中子减速作用，主要依靠中子和原子核的弹性碰撞，因此较好的中子减速剂是原子序数低的元素如氢、水、石蜡等含此较好的中子减速剂是原子序数低的元素如氢、水、石蜡等含氢多的物质，它们作为减速剂使用减速效果好，价格便宜，是氢多的物质，它们作为减速剂使用减速效果好，价格便宜，是比较理想的防护材料比较理想的防护材料 第二章第二章 射线检测射线检测 89 第6章 常用无损检测方法 2、吸收剂的选择、吸收剂的选择 对于吸收剂要求它在俘获慢中子时放出来的射线能量要小， 对于吸收剂要求它在俘获慢中子时放出来的射线能量要小，而且对中子是易吸收的。
锂和硼较为适合，因为它们对热中子吸而且对中子是易吸收的锂和硼较为适合，因为它们对热中子吸收截面大，分别为：收截面大，分别为：71barn(靶，原子核反应堆横断面积单位靶，原子核反应堆横断面积单位(等等于于10-24平方厘米平方厘米) )和和759barn，锂俘获中子时放出，锂俘获中子时放出γγ射线很少，射线很少，可以忽略，而硼俘获的中子可以忽略，而硼俘获的中子95％放出％放出0. .7MeV的软的软γγ射线，比较射线，比较易吸收，因此常选含硼物或硼砂、硼酸作吸收剂易吸收，因此常选含硼物或硼砂、硼酸作吸收剂 在设置中子防护层时，总是把减速剂和吸收剂同时考虑；如 在设置中子防护层时，总是把减速剂和吸收剂同时考虑；如含含2％的硼砂％的硼砂(质量分数，下同质量分数，下同)、石蜡、砖或装有、石蜡、砖或装有2％硼酸水溶液％硼酸水溶液的玻璃的玻璃(或有机玻璃或有机玻璃)水箱堆置即可，特别要注意防止中子产生泄水箱堆置即可，特别要注意防止中子产生泄漏 第二章第二章 射线检测射线检测 90 。
