X射线的产生及特点
X射线是在X射线管中产生的,X射线管是一个具有阴阳两极的真空管,阴极是钨丝,(管电压),当阴极加热到白炽状态时释放出大量电子,这些电子在高压电场中被加速,从阴极飞向阳极(管电流),最终以很大速度撞击在金属靶上,失去所具有的动能,这些动能大部分转换为热能,仅有极少一部分转换为X射线向四周辐射。
管电流越大,表明单位时间撞击靶的电子数越多;管电压越大时,虽然电子数目未变,但每个电子所获得的能量增大,因此短波成分射线增加,且碰撞发生的能量转换过程增加;靶材料的原子序数越高,核库仑场越强,韧致辐射作用越强,所以靶一般采用高原子序数的钨制作.
r射线的产生及特点
R射线是放射性同位素经过a衰变或B衰变后,从激发态向稳定态过渡的过程中从原子核内发出的,这一过程称为r衰变,又称r跃迁().它是核内能级之间的跃迁,与原子的核外电子的跃迁一样,都可以放出光子,光子的能量等于跃迁前后能级能值之差.不同的是原子的核外电子跃迁发出的光子能量在几电子伏到千电子伏之间.而核内能级的跃迁放出的r光子能量在千电子伏到几十兆电子伏之间.
射线特点
~100纳米,不可见,但同可见光一样,属于电磁波,所以以直线光速传播。
本身不带电,不受磁场和电场的影响。
因为波长很小,所以在界面上只能发生漫反射,而无镜面反射,折射角系数接近1(即近似于透射)。
同其他电磁波一样,有干涉和衍射现象。
能量是可见光的几十万倍,故穿透性强,穿透力与物质密度相关,隔离开关射线检测。
在穿透物质中与物质发生物理化学作用,电离作用、生物效应、荧光作用。
X射线有连续谱(韧致辐射)和标识谱(核内层电子跃迁)。
Γ射线仅有标识谱。
光电效应:当光子与物质原子的束缚电子作用时,光子把全部能量转移给某个束缚电子,使之发射出去,而光子本身则消失掉,这一过程称为光电效应。(低能量射线占优势)
康普顿效应:光子与电子发生非弹性碰撞,一部分能量转移给电子,使它成为反冲电子,而散射光子的能量和运动方向发生变化。(中等能量射线占优势)
电子对效应:当光子从原子核旁经过时,在原子核的库仑场作用下,光子转化为1个正电子和1个负电子,这种过程称为电子对效应。(高能量射线占优势)
光电效应和电子对效应引起的吸收有利于提高照相对比度,而康普顿效应(1MeV).
散射X射线
初始X射线 穿透X射线
荧光X射线
电子
热能
窄束、单色射线衰减规律 I=I0 e-uT
宽束、多色射线衰减规律 I=I0 e-uT(1+n)
衰减系数μ和散射比n与射线的性质(波长)、物质的性质(密度和原子序数)
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),由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同,底片上相应部位就会出现黑度差异.(称为对比度,由观片灯来评片)
适宜检测对象:各种熔化焊接方法(电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等)、角焊缝
一般不适宜:钢板、钢管、锻件等。为什么?
内部组织结构均匀,穿透厚度均匀。
易检测缺陷类型:局部厚度差形成的缺陷(气孔、夹渣)具有较高检出率,对裂纹类受透照角度的影响。不能检测钢板分层。
射线照相法几乎适用所有的材料,如钢、钛、铜、铝等,对工件形状、表面粗糙度没有严格要求。
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