射线照相检测技术Ⅲ级(doc 58页).doc

射线检测技术（级）第一章 射线检测原理 一、原子 1、原子的概念: * 定义：组成单质和化合物分子的最小微粒，由原子核和核外电子构成。 2、原子的构成: * 原子是由原子核和核外电子所构成。 * 电子围绕原子核作行星运动；电子在一定轨道上饶核运动。 图11 3、原子的的主要参数 a、质量：几乎集中在原子核内，核的密度非常大！如果：把核集中在 1cm3 的体积内，那么：这1cm3 的体积内核的总重量为 108 吨！ （一万万吨！）# b、大小：原子半径 10-8 cm 数量级。 原子核半径 10- 13cm 数量级。如果：核的半径为 1cm 核（1cm） 电子 * -*（约1000米） 10-8 / 10-13 = 100000 倍 c、电荷：原子核带正电；电子带负电；原子为中性。 d、构成：原子核（质子 + 中子）+ 电子 数量关系：原子量 = 质子数 + 中子数 A = Z + N 例：60钴 60 = 27 + 33 质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数 4、原子结构理论-玻尔理论（玻尔模型） * 20世纪初二种不同的原子结构模型 1903年：汤姆森假设：核子与电子在原子内均匀分布 # 1911年：卢瑟福模型：行星分布 图11 * 散射实验否定了汤姆森假设肯定了卢瑟福模型 * 卢瑟福模型不完善，1913年玻尔提出了完善的原子结构模型-玻尔模型 * 玻尔理论（玻尔模型）的要点： a、原子只能存在一些不连续的稳定状态，这些稳定状态各有一定的能量E1、E2、E3.En。处于稳定状态中运动的电子虽然有加速度，但不发生能量辐射。能量的改变，由于吸收或放射辐射的结果或由于碰撞的结果。 b、原子从一个能量为En的稳定状态过度到能量为Em的稳定状态时，它发射（或吸收）单色的辐射，其频率决定于下列关系式（称为玻尔频率条件）： h=En-Em En、Em分别为较高、较低能级的能量值。稳定状态的改变（或能量的改变）是不连续的。 5、玻尔理论中的几个概念： * 基态：原子处于最低能量的状态称为基态，是稳定状态； * 激发态：电子获得能量从低能级轨道进入高能级轨道，该过程称为激发；此时原子处于高能量状态，称为激发态， 激发态是不稳定的状态； * 原子的状态特性：任何不稳定状态的原子必将自动的回到稳定状态即回到基态；该过程将释放出原子高于基态的能量，即产生辐射。释放能量的过程可以一次回到基态，也可以逐次回到基态； * 跃迁：电子从一个轨道向另一个轨道的运动，称为跃迁（包括从低到高；或从高到低的运动）； * 能级：用平行线表示核外电子所处的能量级别称为能级，外壳层能级最高，但外壳层上的电子结合能最低。 图11 # 二 原子核 1、原子核的结构 * 精确的结构模型自今尚未建立 * 多种模型并存的状态：壳层模型，液滴模型.、 2、原子核的构成 图13 * 均匀分布 * 不同数量的质子和不同数量的中子构成不同性质（元素）的原子核 * 原子的原子量A代表该原子的原子核的质子和中子的总和 A = Z + N 3、原子核的电荷正电荷=原子序数 Z 4、原子核的半径: 10-13-10-12 cm 5、原子核的质量 * 原子核的质量 电子的质量 原子核的质量#原子的质量 6、核的稳定性 * 核的稳定性取决于质子与中子数量的组合质子与中子数量： 2、8、20、28、50、82、126 最稳定。 7、核内的几种作用力 * 库仑力 * 核力 ：存在于质子和中子间，是核稳定性的重要因素 核力的性质： （1）核力与电荷无关； 100x库仑力，是强相互作用力；（2）核力是短程力； （3）核力 （4）核力促成核子的二种结合形式 成对结合： 质子 + 中子 对对结合： 一对质子 + 一对中子 # 三、 连续X射线（白色X射线，多色X射线） * X射线: 射线束中包括- 连续X射线和特征X射线 1、产生机理：根据电动力学理论，作加速运动（包括负加速运动）的带电粒子将产生电磁辐射。X射线管内高速运动的电子与靶原子碰撞时，与原子核外库仑场作用，而产生电磁辐射，称为韧致辐射。这种辐射又由于是电子急剧停速引起的所以又称停速辐射 图21 2、连续X射线谱及最短波长：图22 * 根据经典电动力学理论，韧致辐射的能量与停速时间 t成反比 1 E - t-连续变化，E-连续变化， t E=h=hc / -连续变化# * min的导出 图21 1 Ue = - MV2 = h + p 2 电场能 = 电子动能 = 光子能 + 消耗能 1 h= - MV2 - p= Ue -p 2 Ue 如果 p - Ue max0 则 hmax =-; =c/ hc 12.4 h min = - = - (h、c、e均为常数） Ue U 单位：min：埃。 U：千伏。 # 例： U=200Kv, min =12.4 / 200= 0.062 埃 连续谱变化规律：1.管电压变；2.管电流变；3.滤波的影响; 4.Z的影响。图22l 3、连续X射线强度分布曲线及强度计算：图22 * 连续谱曲线 （） 极其复杂！ 强度： 求面积积分 = （） d=K Zi Um =KZi U2 (m=2) min 式中：K-系数 1.1-1.410-9 / v Z-原子序数 i-管电流 U-管电压 影响强度的因素 U、Z、i # 4、连续X射线的效率（转换效率）： 连续X射线强度 KZiU2 计算公式 =-=- =KUZ 电功率 iU K值：K= 1.1-1.410-9 /v；K= 1.1-1.410-6 / Kv 影响转换效率的因素 K、 U、 Z * 例：Z=74；U=200；求 =1.410-6 74200=2% 5、连续X射线的空间强度分布：图23 * 垂直方向不是强度最大方向 * 实际曝光场是一个椭圆 * 通过实验测定曝光场的强度分布 # 四 标识X射线（特征X射线，线状X射线，单色X射线） 1、标识X射线产生机理 * 能量较大的电子入射到靶材料的原子中，与壳层电子碰撞，击出内电子，使原子处于激发态（吸收）；激发态原子释放能量发射光子（辐射）。即发射标识X射线。 图24 产生标识X射线的条件：管电压某一临界值时，才能产生标识X射线。 例 ：W 靶：69.5KV 开始产生标识X射线； Mo靶：20KV 开始产生标识X射线； 2、标识谱及其特征 标识X射线谱是叠加在连续谱上的单色谱。其线系为：入射到K层的发射K系标识X射线， K K 图24 入射到L层的发射L系标识X射线, L L.入射到M层的发射M系标识X射线, MM. 五 射线 3、连续X射线与标识X射线的区别 （1） 产生机理不同. （2） 能量与波谱不同. （3） 强度不同. * X射线管产生的X射线包括：连续X射线和标识X射线 * 产生X射线的三个条件：器件；电子加速；靶的作用。 2、衰变规律与半衰期 （1） 衰变规律： N=Noe-t 式中：No-初始状态的放射性原子核数（或强度）； N -t 时间后的放射性原子核数（或强度）； -衰变常数。 放射性同位素的能量不随时间改变。 （2）半衰期的定义： 放射性同位素原子核数（或强度）衰变到一半 时所需的时间称为该同位素的半衰期。记以T 。 * 半衰期公式的推导： N 1 - = - = e-T No 2 二边取自然对数， Ln(1/2)=-T - Ln2=0.693 所以： 0.693 T =- 例：Co60 T=5.3年 =0.693/5.3年=0.130/年 * 半衰期的简便计算公式 N 1 -=(-)t/T No 2 3、射线谱 -线状谱 * 60Co: 2根； 192r:24根； 137Cs:1根； 图25 4、射线的能量 能量决定穿透力 * 穿透力取决于源的种类和性质（后面专题讨论） 5、射线的强度 * 单位时间落到单位面积上的光子数 （后面专题讨论） 6、X射线和射线比较 * 相同点 （1）都是电磁波，本质相同； * （2）都具有反射，折射等光学性质； （3）都能使胶片感光； （4）都是电离辐射能对人和生物造成危害； （5）穿过物体时具有相同的衰减规律. 不同点 （1）产生方式不同； （2）能量不同：X-可控，可调，取决于管电压； -不可控，不可调，取决于源的性质； （3）强度不同：X-可控，可调，取决于U，i,Z； -随时间变化； （4）波谱形式不同。 7、工业探伤用的放射性同位素 （1）常用源：60Co，137Cs, 192r, 170Tm. （2）衰变规律：要求了解60Co 和 137Cs. 图25 （3）能量 （4）半衰期 （5） 放射常数（特征强度）Kr. （详细内容在后面介绍） 不同点 （1）产生方式不同； （2）能量不同：X-可控，可调，取决于管电压； -不可控，不可调，取决于源的性质； （3）强度不同：X-可控，可调，取决于U，i,Z； -随时间变化； （4）波谱形式不同。 7、工业探伤用的放射性同位素 （1）常用源：60Co，137Cs, 192r, 170Tm. （2）衰变规律：要求了解60Co 和 137Cs. 图25 （3）能量 （4）半衰期 （5） 放射常数（特征强度）Kr. （详细内容在后面介绍） 七 射线的种类及其在探伤中的应用 1、 种类： （1） 电磁波类：X射线，射线，以及红外线，紫外线，微波等. （2） 粒子类：射线，射线（电子射线），质子射线，中子射线等 . 2、中子射线的衰减特性： （1）衰减系数与Z 之间没有规律; 图27 （2）有些重元素中衰减小，有些轻元素中衰减大。 3、应用 * 内部缺陷的探测：X,中子 * 表面缺陷的探测：微波，红外线，激光 * 特殊结构的探测：炮弹（中子） * 金属构件的探测：X,中子 * 非金属构件的探测：微波，激光 八 射线的能量与强度 能量与强度是一种力量的量度，能量是力量的质的体现；强度是力量的量的体现。射线对物体的穿透和对胶片的感光，是其能量和强度的具体表现，因此透测的理解能量与强度概念，是十分重要的。 1、能量 * 射线的穿透力取决于射线的能量,能量也可称为线质； * 能量的单位：ev 或 尔格 1ev=1.6x10-12 尔格。 * X射线（光子）能量的表达与计算 * E = h = hc / = 0.0124/ * 或 = 0.0124 / E * 以上二式中，E的单位：Mev; 的单位：埃。 * 或者 = 12.4 / E（与min=12.4/U 有本质区别） * 这里： E的单位：Kev; 的单位：埃。 连续X射线的能量取决于管电压； * 标识X射线的能量达到临界电压后与管电压变化无关； * 标识X射线的能量与靶材料有关； * 射线的能量（穿透力）取决于源的种类和性质； * 60Co： 1.17Mev 1.33Mev。137 Cs: 0.66Mev. 192r: 0.35Mev（实际上有12组不同的能量） * 平均能量 Co60: （1.17Mev+1.33Mev ）/2=1.25Mev * 当量能：射线的穿透力相当于X射线同等穿透力所对应的管电压值，称为当量能。 * 如何确定220KV射线的能量： * 先求 :min = 12.4 / U= 0.05636(AO ) 再求:最短波长所对应的射线能量 * Emax= hc / min=0.220 (Mev) 即： 220kv管电压产生的X射线光子最大能量为0.22Mev。 * 比较： CO60 ； 220KV管压发射的X射线；15Mev加速器所产生的射线能量的大小。 2、强度 * 射线对胶片的感光取决于它的强度。 * 强度的量度：计数器，次/秒。 * 强度的量度常用相对强度，相对强度无量纲。绝对强度常用次/秒 或 伦琴。 * 强度的变化因素： （A） 强度-距离平方反比律 图26 （B） 穿过物体后的强度衰减规律 * 连续X射线的强度 =KZiU2 标识X射线的强度 =i(U-U激发）2 * 射线的强度 射线的强度有二个不同的概念 （1）放射强度：（又称活度，活性）放射性同位素单位时间产生衰变的次数称为放射强度。常用居里作为单位。 1居里（Ci)=3.71010 /秒 放射强度随时间的改变而改变，其变化规律为： * =oe -t * 比活度：每克放射性物质的放射强度称为比活度。单位 居里/克。 （2）照射强度：（又称辐射强度，照射量率）单位时间内落在一定距离的照射面上(严格定义应为“标准状况下，一立方厘米空气内）的射线量，称为照射量率或照射强度。照射强度的常用单位为 ： 伦琴（R）/小时。 * 照射强度的变化规律： （A）距离-平方反比律 ； （B）穿过物体时的衰减规律 图26 （3）放射强度和照射强度的转换关系 Kr * （A） 通过放射常数Kr（又称特征强度，或记为rhm）转换 *转换公式： A R * 对每种射线源来说，Kr（rhm）是常数。=- （伦/时） * R Kr（rhm）的含义：放射强度为1居里的源，相距1米处的照射强度值称为特征强度，或放射常数Kr. 以Co60为例 : Co60源 1米 |1.32 R/h * (1居里）*-| 单位为：居里，米时 Kr为： 1.32 mmR/h居里 毫居里，厘米时 Kr为： 13.2 cmcmR/h毫居里 Co60 Cs137 Tm170 Ir192 Kr(rhm): 13.2 3.28 0.013 4.72 * 例1：5居里CO60源，3米处的照射强度是多少? 5居里= 5000毫居里 5000（毫居里）13.2(R.cmcm/h毫居里) =- * 300cm300cm =0.73R/h 例2：10居里的r192 源，3米处的照射强度各是多少? 10000（毫居里） 4.72 (R.cmcm/h毫居里) =- 300cm300cm = 0.52R/h ( 通过克镭当量转换 * 转换公式： * AM8.4 * = -(伦琴/时） RR * 对每种射线源来说，M是常数。 * M的含义： 根据测定：1毫克镭在1厘米处的照射强度为8.4R/h. 任何放射源在1厘米处的照射强度若为8.4R/h. 则该源与1毫克镭当量。 例如： CO60 ，用Kr系数计算，1居里CO60在1厘米处的照射强度为13000R/h。相当于 13000/8.4=1547.6毫克镭，即1.54克镭. * 结论为：1 居里CO60相当于1.54克镭的照射强度。 九 射线与物质的相互作用 * 射线与物质的作用效应理论与射线能量的关系与物质性质 的关 系作用； * 学习射线与物质相互作用的目的 解释与计算穿透时的衰减现象，感光作用 1、 瑞利散射和汤姆森散射 图31 * 入射光子与原子碰撞: 碰撞类型与能量的关系: 当入射光子的能量较小时光子不能碰出轨道电子只能产生散射现象 1871年瑞利提出，入射光与微粒间的散射理论. 瑞利散射：光子与内层电子作用时，电子吸收光子能量从低能级跃迁到高能级，同时释放出一个散射光子，其能量与入射光子的能量相同。 * 汤姆森散射：光子与自由电子碰撞，使电子作同频率振动并释放 出与入射光子能量相同的散射线。外层电子通常认为是自由电子。 2、光电效应 图31 * 入射到物体内的光子与原子中的轨道电子发生碰撞，光子的全部 能量传递给轨道电子使电子脱离轨道成为光电子，这一现象称为 光电效应。 * 光电效应的特征： （1） 光子的全部能量被原子吸收； * h = Ee + Ei * 入射光子能量 = 电子动能 + 电子结合能 * 产生光电效应的条件是 hEi 入射光子能量电子结合能 （2） 光子不能与自由电子相互作用； 不能保持动量守衡！ （3） 光电效应伴随二次标识X射线和俄歇电子的发生； * 二次标识X射线： 俄歇电子： 图31 （4） 光电效应发生的几率可以理论计算 * Z5 /h * 即：与原子序数的5次方成正比，与入射光子能量h成反比。 （5） 光电吸收系数的变化规律与发生几率是一致的。 （6） 光电效应可以在原子的任何一个壳层发生。 3、康普顿效应（散射） 图31 * 康普顿-吴有训发现波长增长、运动方向改变现象 * 入射光子与轨道电子碰撞，轨道电子脱离轨道成为反冲电子， 入射光子能量降低（波长变长）并改变运动方向成为散射线，这一现象称为康普顿效应（散射）。 * 波长变长：=-。 * 康普顿效应（散射）的特征 （1）产生康普顿效应的入射光子能量较大，其能量一部分克服轨道电子的结合能，另一部分作为反冲电子的动能，剩下的是散射光子的能量。 （2）=0.0242(1-COS) (A)与入射光子能量无关与有关 （3） 与散射角有关 =0 =0 无散射线 * =180 =20.0242 背散射！ * =90 =0.0242 （4） Z越大，康普顿效应（散射）的几率越大；入射光子的能量越大，几率越小。 图36 （5） 康普顿衰减系数包括康普顿散射系数和康普顿吸收系数，它们与入射能量之间的关系如图36：康普顿散射系数随入射能量的增大而减小；而康普顿吸收系数则随入射能量的增大先增大后减小。 4、电子对效应 图31 * 当入射光子的能量1.022Mev时，在原子核附近由于核库仑场的作用将产生一对正，负电子，这种现象称为电子对效应。 * 电子质能 0.511Mev * 特征： （1） 电子对的寿命很短，它们很快湮灭生成二个能量分别为0.511Mev的新的光子； （2） 能量越大，产生电子对的可能性越大。 5、相互作用的相对几率 图32 * 三种效应的几率与入射光子的能量和原子序数有关 * Z较小时，康普顿效应（散射）是主要的； * Z较大时：低能：光电 中能：康普顿 高能：电子对 * 特征： （1） 电子对的寿命很短，它们很快湮灭生成二个能量分别为0.511Mev的新的光子； （2） 能量越大，产生电子对的可能性越大。 5、相互作用的相对几率 图32 * 三种效应的几率与入射光子的能量和原子序数有关 * Z较小时，康普顿效应（散射）是主要的； * Z较大时： * 低能：光电 * 中能：康普顿 * 高能：电子对 十 窄束，单色射线的强度衰减规律 1、概念 * 窄束：不包括散射线在内的穿过射线束 * 单色：由单一波长组成的射线束成为单色射线； 2、衰减规律 * =o e -d 3、线衰减系数 d=1 =Ln(o/) * 穿过1cm厚的物体时，穿过前后射线强度比值的自然对数，即为线 衰减系数。# * 线衰减系数的构成 * 因为：光电效应，康普顿效应，电子对效应是造成射线衰减的主要原因，所以线衰减系数包含三个效应的作用。因此： * =光电+康普顿+电子对 4、质量衰减系数 m= / * 混合物的质量衰减系数等于各部分质量衰减系数与其含量百分比乘积的总和： * / = （1/1 ） 1+（ 2/2 ）2+. 5、/的变化规律 * /= KZ33 所以：=o e - kZ33d 6、半值层 * 穿过物体后的射线强度为入射强度一半时的穿透厚度，称为半值层（又可称为半价层，半衰减层等），记为Th。# 十一 宽束多色射线的强度衰减规律 * Th的计算 * =o e-d 1/2= / o = e-Th 二边取自然对数 Th=Ln2 / =0.693/ 这里：=KZ33 * Th的简便算法 * / o=（1/2）N N=d/Th * 影响半值层Th的因素: 能量愈大（愈小），半值层愈厚； * 半值层不是一个常数.,只有射线波长为常数时半值层才可能是一个常数。 1、 宽束：包括散射线在内的射线束称为宽束； 多色：包括所有波长的连续X射线称为多色或白色。 2、散射线与散射比 图33 * 散射线的组成：康普顿散射；瑞利散射等。 n-散射比 s=np n=s / p * 散射源：工件（最大散射源）；地面；周围物品。 散射线的屏蔽：铅增感；滤板；底部垫铅板. 3、宽束单色射线的强度衰减规律 * （宽束） = s（散射线） + p（窄束） = np + p=（1+n）p=（1+n）oe-d 4、宽束多色射线的强度衰减规律 * （宽束） = s（散射线） + p（窄束） =np + p=（1+n）p=（1+n）oe -d * 这里： _ * -平均衰减系数 5、线质硬化（连续X射线均匀化） * 线质：线质是射线能量（或穿透力）的度量，能量（或穿透力）大的，可称为线质硬；反之则称为线质软。连续X射线的波长：min- 图22 * 波长不连续 是变量 计算困难 * 通过加滤板的方法，滤去软射线部分使连续X射线的和趋于常数，这一过程称为线质硬化或连续X射线均匀化。图34 十二 吸收（衰减）曲线 1、吸收（衰减）曲线：射线穿透厚度与穿透射线相对强度自然对数间的关系曲线称为吸收或衰减曲线。 2、 图35 2 、衰减曲线方程 3、 衰减曲线的型式 * 如果是变量：曲线是弯曲的； 如果是常数：曲线是直的； * 均匀化后的衰减系数是常数：平均衰减系数 4、平均衰减系数的计算 5、有效能量：平均衰减系数 与某一能量的单色射线的衰减系数 * 的数值相同，则可用此单色射线的能量值来表示连续X射线 * 的平均能量，该能量又称为有效能量。 6、实验数据与结论 （请看书p22,表1-4，解释！） 第二章 射线检测方法 一 射线检测方法的分类 1、按射线种类分 * 电磁辐射： X射线； 射线； 散射线 * 粒子辐射： 中子射线； 射线（电子射线） 2、按观察方式分 * 胶片照相法； 相纸照相法； 荧屏实时法 3、按能量分 * 高能射线； 低能射线 4、按成像方式分 * 二维平面成像； 三维层析摄影 5、按检测功能分 * 工业探伤； 测厚 ； 应力分析 二 射线照相法原理 * 底片图像构成的二个基本因数：黑度与形状； * 决定黑度的是射线的强度变化； * 决定形状的是射线的几何投影 1、强度衰减原理 图41 * 气孔类缺陷 * p =0e-d p =0e-(d-d) * 二式相比： * p * -= e -(d-d)+d = e d * p * 夹渣类缺陷 * p =0e -d p =0e -(d-d)-d * 二式相比： * p * -= e -(d-d)-d+d = e(-)d p 上述比值可以定义为主因对比度 2、几何投影原理 图42 * 放大 * 重叠 * 畸变 三 射线照相法的特点 1、适用范围 * 适用的材料：金属材料；非金属材料；复合材料； * 适用的厚度（以钢为当量厚度）： * 420KV的X射线机：8 0 mm 以内 * CO60：150 mm 以内 加速器：500 mm 以内 * 适用各种加工方式：焊接，铸造 . 适用各种构件：汽车零件，水力发电机蜗壳，飞机起落架，机车.等。 3、优点 （1）检测结果缺陷形象直观，定性，定量，定位准确； （2）检测结果可以长期保存； （3）检测灵敏度高； （4）工业TV可实现自动检测，效率高。 3、局限 （1）不能检出与射线方向垂直的面状缺陷； （2）不适用于钎焊，摩擦焊，锻件，轧制等方法加工的构件； （3）检测周期长，成本高； （4）对人体有害。 四 工业电视的原理和优缺点 1、原理 图43 2、优点 （1）实时检测，周期短，见效快； （2）可实现100%检测； （3）应用范围广。 3、缺点 （1）价格昂贵（一套装置100多万人民币）； （2）灵敏度相对与照相法低（加计算机数据处理后有所改善）； （3）传动机构复杂，需要加监视器。 五 高能X射线照相法的特点和适用范围 1、光子能量大于1Mev的射线称为高能射线（相当于1000KV管电压）； 2、高能射线检测设备 * 电子回旋加速器：10Mev-30Mev 图44 电子直线加速器：15Mev 3、优点 * 能量大，穿透力强，钢件穿透厚度可达400-500mm; 灵敏度高，金属丝灵敏度可达 1%； * 强度大，可使用大焦距短时间透照，降低了不清晰度；可使用低速，细粒，高对比度胶片； * 效率高。 4、缺点 * 价格高，设备庞大。# 六 中子射线照相方法 1、原理：衰减的特殊性 图46 2、方法：直接法；间接法。图45 3、优点：与X和射线照相法互补，解决某些特殊问题。 4、缺点：设备庞大，价格昂贵。 5、常用中子源：同位素：252Cf能自发释放中子； 反应堆：用粒子轰击铍（Be)元素产生核反应生成中子； 加速器：与反应堆实际上是一种中子源。 七 其它射线检测方法 1、CT技术 背散射CT照相 CT照片、金相照片和X射线底片的比较 松树年轮的CT照片 2 射线数字成像板技术 第三章 射线照相感光胶片与增感屏 一 X射线胶片的结构 射线胶片不同于一般的感光胶片，通常在片基的两面都涂有乳剂，射线胶片不同于一般的感光胶片，通常在片基的两面都涂有乳剂，通过增加乳剂的含量提高溴化银的光化作用，从而增加感光程度（构造图）。l 在薄薄的约0.250.30毫米的厚度中含有七层材料。片基这是感光乳剂层的支持体，厚约0.1750.20毫米。目前国内大多采用三醋酸纤维片基，国外则多用聚酯片基（或称涤纶片基）。聚酯片基较簿、韧性好、强度高，更适用于自动冲洗技术。感光乳剂层（又称感光药膜）每面厚约1020微米，通常由溴化银以极细微的颗粒状态悬浮在明胶中构成，明胶是用动物的皮、骨等组织中的纤维蛋白质-骨胶原经石灰或漩处理后制成。明胶对水有极大的亲和力，对银盐也起增感作用。l 二 底片黑度（摄影密度） 乳剂中加入微量的碘化银，可提高反差和改善感光性能。此外还有稳定剂、防灰剂、坚膜剂等附加成份。l 结合层（又称底膜），其作用是使感光乳剂层和片基牢固地粘结在一起，防止乳剂层在冲洗时从片基上脱落下来。结合层由明胶、水、有机溶剂和酸等组成。 保护层（又称保护膜），是一层透明的胶质或高分子化合物厚约l2微米，涂在乳剂层上起防止污损和受摩擦的作用。l 潜影的形成过程：当X光胶片受到射线或可见光照射时，在胶片乳剂层中，就会产生眼睛看不见的影像所谓潜影。此潜影在暗室经过一系列化学处理后就能变为可见影像。l 曝光后的胶片经显影等化学处理后所得到的影象是由许多微小的黑色金属银粒组成的。将底片放到观片灯前，就能观察到底片上不同黑化程度即不同黑度的影象。黑度的大小与该部分含银量的多少有关，含银量多的部分比少的部分难于透光。若观片灯照射到底片上的光强为L0，透过底片后的光强为L，则L0/L（称阻光率）的常用对数定义为底片的黑度D，即：Dlg(L0/L)。l 三 胶片特性曲线 1、定义：以射线相对曝光量的对数值为横坐标，以胶片显影后所得到的相应黑度为纵坐标，表示黑度与曝光量之间相互关系的曲线称为胶片特性曲线。 2、黑度：底片的黑化程度即黑度。底片黑化的原因是金属银的析出。黑度的大小与该部分含银量的多少有关，含银量多的部分黑度大难于透光。 黑度的计算： Dlg(L0/L) L0：观片灯照射到底片上的光强； L：透过底片后的光强。 3、胶片对比度（衬度、衬度系数）： =（D2-D1）/ （logE2-logE1） 4、宽容度：胶片特性曲线上某一黑度差时,不同黑度对应的曝光量的比值L称为宽容度。宽容度愈大对比度愈小，但达到同一黑度差所透照的厚度范围愈大。 四 胶片的种类 五 增感屏 1、增感屏的作用:增强射线对胶片的感光作用 2、增感屏的种类和性能 （1）金属增感屏： 激发的二次电子和二次射线增加对胶片的感光作用； 吸收波长较长的散射线，提高影象清晰度。 （2）荧光增感屏 （3）金属荧光增感屏 六 暗室处理 影响底片质量的主要因素 1、显影液的配方与显影液的温度、时间； 2、定影液的配方与定影液的温度、时间； 3、暗室的照明； 4、胶片选择与增感屏使用； 5、操作因素。 第四章 照相法的安全防护 一 剂量单位： 1、居里（Ci）：放射性强度单位，常用计数率表示。 定义：1克镭所具有的放射强度就是1居里。 1居里=103毫居里=106微居里=3.71010衰变 / 秒。 2、伦琴（R）：X射线和射线照射量的量度单位。 定义：在0oC和76厘米汞柱压强下的1立方厘米空气中产生1静 电单位电荷所需的射线量为1伦琴。（实际上，这种状态下的空气质量约为：0.001293克，在射线的照射下空气产生电离，离子对的数量为2.08109，这时的电荷电量为1静电单位） 1伦琴 0.001293克空气1静电单位电荷 （或） 1伦琴 1千克空气2.5810- 4 库仑电荷 3、拉德（rad）：物质吸收射线剂量的专用单位。 定义：1克任何被照射的物质吸收任何类型的电离辐射的能量为100尔格时，就是吸收1拉德。 1 rad = 100尔格 / 克 = 10-2 焦耳 / 千克 4、雷姆（rem）：生物体吸收的射线剂量通常用物质吸收的射线剂量的当量值来表示，称为剂量当量。雷姆是剂量当量的专用单位，其量纲与拉德相同，物理含义也与拉德相同。 5、专用单位与国际单位及其换算 二 主要的辐射量 1、照射量率（强度） 定义：单位时间内照射面上接收的射线总量。 单位：伦琴/小时。 2、吸收剂量 D （用能量表示的射线照射量） 定义：单位质量的被照射物质吸收的射线照射量。 单位： 拉德 。尔格 / 克 或 焦耳 / 千克 3、剂量当量 H 定义：单位质量的生物组织内所吸收的射线照射量。 单位： 雷姆 。 剂量当量值 H =QND D - 吸收剂量 Q - 品质因素 N - 各种修正 因素的乘积 4、换算关系：1R1rad1rem 三 剂量极限的规定 1、职业人员全年：5 雷姆（50mSv） / 年、人。 三个月内总剂量不得超过极限的 1 / 2 （有资料称：3雷姆） 2、累积剂量的规定： D = 5（N-18） N：年龄 3、非职业人员全年：0.5 雷姆（5mSv） / 年、人 4、 5 雷姆 / 年；0.4雷姆/月；0.1雷姆/周（50周/年）； 0.02雷姆/天（5/周）； 0.0025雷姆/小时（8小时/天）。 四 剂量测量（监测） 1、环境测量:环境剂量监测常用的剂量计是携带式照射 量率计和巡测仪。巡测仪主要有电离室、闪烁计数器、G-M计数管和正比计数器剂量仪。 2、个人测量：计量笔（累积计量和实时计量）、胶片等。 五 辐射防护 1、距离法（利用平方反比律，求安全距离） 将辐射源视为点源，则辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比， 2、时间法（利用最大容许剂量，控制透照时间） 减少受到照射的时间可以减少接受的照射剂量。在照射率一定时，由于 最大容许剂量剂量率时间 因此，针对照射率的大小可以控制容许的受到照射的时间 3、屏蔽法（利用强度衰减规律，求屏蔽层厚度） 按照射线的衰减规律，如果在工作人员与源之间设立适当的屏蔽物体，则射线穿过屏蔽物体后其强度将大大降低，也必然减少产生的照射剂量。 六 人体防护计算 1、GB 4792-84 （放射性卫生防护基本标准）规定的个人容许剂量： 职业人员全身均匀照射年当量限值： 5 rem=0.05Sv=50mSv=5000mrem 每周容许（每年50周）：5rem/50=0.1rem / 周 每天容许（每周5天） ：0.1rem / 5=0.02rem / 天=20mrem / 天. 每小时容许（每天8小时） ： 0.02rem / 8 = 0.0025rem / h 2、例：有一台X射线机距它1米处测得辐射剂量率为8.35R/h。在距X射线机3米处工作，在不超过每小时容许剂量的情况下，尚需采用厚度为多少mm的水泥混凝土工作防护墙（混凝土对射线的平均吸收系数为：0.2CM-1）。 解： 1 32 8.35 根据平方反比律：-=- 3 =- = 0.92 R/h 3 12 32 根据衰减公式：3 =3 e-d 依题意：3 = 0.0025rem / h 又：在工业射线能量范围内 1rem=1R 所以： 0.0025= 0.92 e-d 已知：=0.2cm-1 解得： d = 29.5cm 七 辐射测量仪器 1、电离室剂量计：利用射线对空气电离产生离子对数量来测定射线剂量。电离室剂量计常可制成钢笔大小，称为剂量笔。 2、胶片剂量计：内装特殊的X射线胶片的普及型个人用剂量计。其乳胶的灵敏度可以检出10mR的Co60射线和几毫伦的100kev的X射线。 根据不同量程需要剂量计中可放一种或一种以上不同灵敏度的胶片。 第五章 射线照相技术 一 对比度 1、主因对比度： P ：穿过无缺陷处的射线强度 图41 P：穿过有缺陷处的射线强度 （1） 主因对比度（主因衬度） GB12604-90.(2.54)中定义“穿过被检体被选定的一些部分后射线强度之比（或此比的对数）”为主因对比度。 主因对比度的另一种定义： （2） 影响主因对比度的主要因数 =K3 Z3 影响主因对比度的主要因数：，Z，d，n。 2 、射线照相对比度 （1） 定义：射线底片上相邻两区域的黑度差D称为射线照相对 比度 （或称为射线照相衬度）。 根据胶片对比度概念： =（D2-D1）/ （logE2-logE1） 可得：D = （logE2-logE1） 将上式整理： logE2-logE1 =log(E2 / E1 ) =log(2 t /1 t) =log(0