射线检测

关键词：射线检测

1 、射线检测概念和特点1 射线检测定义

射线检测（Radiographic,简称RT）,是指用X射线或r射线穿透试件，以胶片作为记录信息的检测方法。适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械等的焊缝及钢管对接环缝。射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。

作为五大常规无损检测方法之一，射线检测在工业上有着非常广泛的应用。目前射线检测按照美国材料试验学会的定义可以分为：照相检测、实时成像检测、层析检测和其它射线检测技术四类。

X射线与自然光并没有本质的区别，都是电磁波，只是X射线的光量子的能量远大于可见光。它能够穿透可见光不能穿透的物体，而且在穿透物体的同时将和物质发生复杂的物理和化学作用，可以使原子发生电离，使某些物质发出荧光，还可以使某些物质产生光化学反应。如果工件局部区域存在缺陷，它将改变物体对射线的衰减，引起透射射线强度的变化，这样，采用一定的检测方法，比如利用胶片感光，来检测透射线强度，就可以判断工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。

2、 射线检测的主要方法

射线检测方法可分为四类：

1.射线照相检测技术：X射线照相检测技术、γ射线照相检测技术、中子射线照相检测技术、非胶片射线照相检测技术、电子射线照相检测技术；

2.射线实时成像技术：采用图像增强器、成像板、线阵列的技术实现实时成像，包含有X射线荧光、图像增强、数字实时成像、X射线光导摄像；

3.射线层析检测技术：CT技术、康普顿散射成像；

4.其它射线检测技术。

3、射线检测的特点及适用性

（1)特点

1.对被检工件无特殊要求，检验结果直观；

2.检验结果可以长期保存；

3.检验技术和检验工作质量可以自我评价。

（2)适用范围

1.探伤：铸造、焊接工艺缺陷，复合材料构件检验；

2.测厚：厚度在线实时测量；

3.检查：机场、海关检查，构件结构、尺寸的测定；

4.研究：各种工艺的动态研究，考古研究等。

2 射线检测物理基础1 射线分类

射线分为两类：电磁辐射和粒子辐射。

电磁辐射包括X射线、γ射线，其特点是无静止质量，能量确定；粒子辐射包括α粒子、β粒子、质子、中子、电子等，其特点是有静止质量，能量大小与速度有关。

电磁辐射谱

1、 X射线

X射线是一种波长比紫外线还短的电磁波，它具有光的特性，如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象。它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离和胶片感光。

波长范围约为0.0006~100nm，常用0.001~0.1nm；频率范围约为3×109~5×1014MHz。

2、 X射线的产生条件

目前都是以阴极射线（即高速度的电子流轰击金属靶）的方式获得的，所以要获得X射线需具备如下条件：

1.产生自由电子的电子源，加热钨丝发射电子。

2.设置自由电子撞击的靶子，如阳极靶，用以产生X射线。

3.施加在阴极和阳极间的高电压，用以加速自由电子朝阳极靶方向加速运动，如高压发生器。

4.将阴阳极封闭于小于133.3×10-6Pa的高真空中，保持两级纯洁，促使加速电子无阻挡地撞击到阳极靶上。X射线管是产生X射线的源泉，高压发生器及其附加设备给X射线管提供稳定的光源，并可根据需要灵活调整管压和管流。

3.连续X射线

在X射线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表面时，由于猝然停止，它所具有的动能必转化为电磁波辐射出去。由于电子被停止的时间和条件不同，所以辐射的电磁波具有连续变化的波长。

在任何X射线管中，只要电压达到一定数值，连续X射线总是存在的。

连续X射线的特点：

连续X射线的波长与阳极的材料无关。

连续X射线在长波方向，理论上可以扩展到λ=∞；而在短波方向，实验证明具有最短波长λmin，且有

λmin=c/Vmax=（hc）/ε=（hc）/Ek=（hc）/（eV）=1.24/V（nm）

式中U为X射线管的管电压，单位为kV。