《脉冲X射线摄影》PPT课件.ppt

脉冲X射线摄影,很多高速现象伴随很强的闪光和烟雾，有些现象发生在不透明物体内部。X射线能穿透物体、排除光和烟雾，发现物体内部的密度变化和内在物的形状、位置等，是瞬态实验的重要手段。,早期的X射线管,X射线的性质,不可见波长范围：0.04-1000埃 通常X射线束包括多种波长，频率高的穿透力强。大致分软、硬两种，硬的穿透力强。提高穿透力的方法是：提高电极间电压；用高原子序数的靶板；在射线束中放置滤波板。滤波板的原子序数愈高，板愈厚所得X射线愈硬。 X射线的强度I是指射线束中某点在单位时间内发出的辐射量，辐射量单位：伦琴 （标准状态下使1毫升空气产生1个静电单位的离子的射线辐射量）强度单位：伦琴/分 常以放射率表示。,X射线的性质,强度 I与管电流 i、极间电压V的关系： X射线沿直线传播，传播速度与光速相同，能使胶片感光，能使某些晶体发出荧光，但不能用透镜聚光。 X射线有电离作用，但本身呈电中性，不受电场与磁场的作用。,脉冲X射线摄影对射线源的要求,管电流 胶片的密度： D= I t 由于t 小，因此要求强度（I）高。可通过提高管电流 i和极间电压V。但V的改变同时改变了硬度，因此一般采取提高管电流的方法。正常的爆光量需要 it 为103安培秒，当高速现象的速度102 104米/秒时， t 为107 108秒，所以管电流为10 4105安培。 通常的X射线管应用热发射电子源，总电流为毫安量级，不能满足要求。 必须采用冷阴极场致发射二极管。,阳极尺寸 X射线摄影是点光源投影，围绕物体的轮廓有一个半阴影区。见图。S= S(b/a) 要图象清晰，应尽量减小S和b/a。一般取b/a0.1，如果S=5mm,则S=0.5mm （静态模糊度）,X射线的脉宽t V=V (a+b)/a m=V t = V(a+b)/a t如要求运动模糊度不大于静态模糊度， 即m=0.5毫米，则t 0.5/V=1/2.2V (微秒) V=5 (毫米/微秒）时，t 0.1微秒。,穿透力 D是光学密度差， 为反差系数， x为物质厚度变化，为吸收系数。必须对不同的x选择不同硬度的X射线。如果硬度太高，值很小，D也小；如果射线太软穿透的强度小也得不到正常曝光。因此为了能穿透密度和厚度不同的物体，要求X射线的穿透力不同。这通过调节X射线管的极间电压来实现。,高速X射线摄影机,脉冲X射线机 国产400kv脉冲X光机的组成,高压毫微秒脉冲发生器（Marx电路） 多个电容器并联充电、串联放电产生倍增电压,R 10k5w高压线绕电阻；C 8000pf高压无感电容,冷阴极场发射X射线管 阴极不用加热，阴极尖端曲率半径在103 105厘米采用多尖的场发射阴极电流密度可达107108安培/厘米2 高真空度达10 7毫米汞柱,高速X射线摄影的应用,内外弹道： 膛内、枪（炮）口烟雾区及靶上的运动规律、穿甲机理等 研究固体中压缩波的传播特性 测量高爆炸药的压强、反应产物的流动和能量传输规律。 工业上用于研究高电压开关动作、电弧焊接及铸造过程等 医学上用于研究人和动物的运动过程。,高速X射线摄影的使用方法,大范围、多台联用