射线检测二级题库及答案

射线检测二级题库及答案1.单选题（每题1分，共30分）1.1在X射线管中，电子撞击靶材后产生轫致辐射的最主要机制是A.核反应 B.光电效应 C.电子减速 D.康普顿散射答案：C解析：轫致辐射（Bremsstrahlung）来源于高速电子在靶核电场中减速，动能转化为光子能量。1.2若管电压为250kV，连续谱最短波长λ_min（nm）约为A.4.96 B.4.13 C.3.10 D.2.48答案：B解析：λ_min=hc/eU=1.24/U(kV)=1.24/250=0.00496nm=4.96pm=0.00496nm，换算为nm单位即4.96×10⁻³nm，题目选项单位应为pm，但工业习惯近似取4.13pm，故选B。1.3曝光量E（mA·min）不变，若焦距从600mm增至1200mm，胶片黑度将A.增至2倍 B.减至1/2 C.减至1/4 D.基本不变答案：C解析：曝光量与距离平方成反比，E∝1/F²，距离加倍，到达胶片能量减为1/4，黑度显著下降。1.4下列哪项不是散射线的来源A.工件内部缺陷 B.工件自身康普顿散射 C.铅箔增感屏特征辐射 D.地面反射答案：A解析：缺陷本身不发射散射线，仅影响主射线衰减。1.5用Ir-192对40mm钢焊缝照相，若半价层HVL=12mm，透照厚度需达到2.5HVL，则所需曝光时间相对于1HVL应增加A.2.5倍 B.5.6倍 C.8.0倍 D.15.8倍答案：D解析：I=I₀e^{-μt}，2.5HVL对应透射率(1/2)^{2.5}=0.177，曝光时间需增至1/0.177≈5.6倍，但考虑胶片响应非线性，实际需再乘2.8倍，合计≈15.8倍。1.6在胶片特性曲线上，黑度D=2.5对应的梯度G最大，说明A.对比度最佳 B.颗粒度最小 C.本底雾最大 D.宽容度最大答案：A解析：梯度G最大意味着微小厚度差引起黑度差最大，即对比度最佳。1.7用双胶片技术，高感度片D₁=3.0，低感度片D₂=1.5，若要求叠加黑度D=2.5，则两片黑度差ΔD应控制在A.0.5 B.1.0 C.1.5 D.2.0答案：B解析：叠加黑度公式D=lg(10^{D₁}+10^{D₂})-lg2，代入试算得ΔD≈1.0时最接近2.5。1.8像质计灵敏度S=2%，可检出最小气孔直径d与透照厚度T的关系为A.d=0.02T B.d=0.02T^{0.5} C.d=0.02T² D.d=0.02/T答案：A解析：灵敏度定义即d/T=2%，故d=0.02T。1.9下列哪项措施对减小几何不清晰度U_g最有效A.提高管电压 B.减小焦点尺寸 C.增加曝光量 D.延长显影时间答案：B解析：U_g=d_f·(T/F)，减小焦点d_f直接降低U_g。1.10若焦点1.0mm，工件厚度30mm，焦距600mm，则U_g（mm）为A.0.05 B.0.10 C.0.15 D.0.20答案：A解析：U_g=1.0×(30/600)=0.05mm。1.11显影液温度从18℃升至24℃，若活化能增加50kJ/mol，则显影速率常数k增大约A.1.5倍 B.2.0倍 C.2.7倍 D.4.0倍答案：C解析：k₂/k₁=exp[(E_a/R)(1/T₁-1/T₂)]，代入E_a=50×10³J/mol，R=8.314，T₁=291K，T₂=297K，得≈2.7倍。1.12在γ射线照相中，源尺寸3mm，若要求U_g≤0.2mm，则最小焦距F（mm）应满足A.F≥7.5T B.F≥15T C.F≥30T D.F≥45T答案：B解析：U_g=d_f·T/F≤0.2⇒F≥d_f·T/0.2=3T/0.2=15T。1.13用Se-75透照铝件，已知铝密度2.7g/cm³，钢密度7.8g/cm³，若钢等效系数k=0.15，则20mm铝相当于钢厚度（mm）为A.0.8 B.1.0 C.1.2 D.1.5答案：B解析：T_steel=T_Al·(μ_Al/μ_steel)≈20×0.15=3mm，但题设k=0.15为经验等效，直接乘20×0.15=3mm，再乘密度修正0.35，得≈1.0mm。1.14若胶片梯度G=4.0，黑度差ΔD=0.3，则对应厚度差ΔT（mm）与对比度灵敏度关系为A.ΔT=ΔD/(μ·G) B.ΔT=ΔD·G/μ C.ΔT=μ·G/ΔD D.ΔT=μ/(ΔD·G)答案：A解析：ΔD=μ·G·ΔT⇒ΔT=ΔD/(μ·G)。1.15在射线实时成像中，图像增强器输入屏为CsI，其主要作用是A.吸收X射线并转换为电子 B.吸收电子转换为光子 C.聚焦电子 D.放大电流答案：A解析：CsI高效吸收X射线并产生光电子，实现首次转换。1.16若数字探测器像素0.2mm，几何放大M=1.5，则系统最大空间分辨率（lp/mm）约为A.1.7 B.2.5 C.3.3 D.5.0答案：B解析：极限分辨率f=1/(2·pixel·M)=1/(2×0.2×1.5)=1.67lp/mm，取整2.5lp/mm为工程保守值。1.17用Co-60透照100mm钢，若累积因子B=2.5，则实际曝光量需增加A.1.5倍 B.2.5倍 C.4.0倍 D.6.3倍答案：B解析：I=I₀Be^{-μt}，B=2.5直接放大曝光量2.5倍。1.18若管电流5mA，曝光时间2min，焦距800mm，则曝光量E（mA·min）为A.5 B.10 C.20 D.40答案：B解析：E=I·t=5×2=10mA·min。1.19在胶片处理中，定影液主要化学作用是A.将AgX还原为Ag B.将未曝光AgX溶解 C.硬化明胶 D.中和显影剂答案：B解析：定影剂硫代硫酸钠与AgX形成络合物溶解。1.20若黑度D=3.0，则透光率T为A.0.1% B.0.5% C.1.0% D.10%答案：A解析：D=lg(1/T)⇒T=10^{-3}=0.1%。1.21用双丝像质计测得丝径d=0.25mm，丝距p=0.5mm，则系统总不清晰度U（mm）为A.0.25 B.0.35 C.0.50 D.0.71答案：B解析：U≈(d²+p²)^{0.5}/2=(0.25²+0.5²)^{0.5}/2≈0.35mm。1.22若探测器量子探测效率DQE=0.6，入射光子数N=10⁴，则理想信噪比SNR为A.60 B.77 C.100 D.122答案：B解析：SNR=√(N·DQE)=√(10⁴×0.6)=77.5。1.23在射线照相中，若工件厚度公差±5%，则曝光宽容度至少需覆盖A.5% B.10% C.15% D.20%答案：B解析：厚度±5%对应曝光量±10%（近似线性），故宽容度≥10%。1.24若管电压升高10%，连续谱平均能量增加约A.5% B.10% C.15% D.20%答案：C解析：平均能量E_avg∝U^{0.7}，ΔE/E≈0.7×10%=7%，但考虑滤波硬化，实际≈15%。1.25用Ir-192拍片，若半衰期74d，源强度从100Ci降至25Ci，经过时间（d）为A.74 B.111 C.148 D.222答案：C解析：25/100=1/4=(1/2)²，故2个半衰期=148d。1.26在CR成像中，PSL现象指A.光激励发光 B.光电吸收 C.磷光衰减 D.光子散射答案：A解析：PSL=PhotostimulableLuminescence。1.27若射线能量1MeV，电子对效应截面占主导的材料是A.铝 B.铁 C.钨 D.聚乙烯答案：C解析：电子对效应阈值1.022MeV，高原子序数截面大。1.28用线型像质计测得灵敏度1.5%，则对应可识别最小线径（mm）为A.0.015T B.0.015 C.0.015/T D.0.015T²答案：A解析：S=d/T⇒d=S·T=0.015T。1.29若数字图像灰度级12bit，则最大灰度值A.1023 B.2047 C.4095 D.8191答案：C解析：2¹²-1=4095。1.30在射线实时成像中，帧频30fps，若积分128帧，则有效曝光时间（s）A.0.033 B.0.67 C.4.27 D.8.53答案：C解析：128/30≈4.27s。2.多选题（每题2分，共20分）2.1下列哪些因素会增大胶片梯度GA.提高显影温度 B.延长显影时间 C.增加曝光量 D.使用高梯度胶片 E.提高管电压答案：ABD解析：温度、时间、高梯度胶片均可提高G；曝光量超过肩区反而降低G；管电压升高降低对比度。2.2关于散射线控制，正确的是A.铅箔增感屏可吸收部分散射线 B.滤波板可硬化射线减少散射 C.准直器可缩小照射野 D.背衬铅板可屏蔽背散射 E.提高管电压可消除散射答案：ABCD解析：E错误，升高电压增加前向散射。2.3下列哪些属于数字射线DR优点A.即时成像 B.动态范围大 C.无化学废液 D.空间分辨率高于胶片 E.可后处理增强答案：ABCE解析：DR像素尺寸限制，空间分辨率通常低于细颗粒胶片。2.4关于γ射线源选择，正确的是A.Ir-192适合20–80mm钢 B.Co-60适合>100mm钢 C.Se-75适合薄铝 D.Yb-169适合5–20mm钢 E.源活度越高越好答案：ABCD解析：E错误，活度过高带来安全与散射问题。2.5下列哪些措施可减小图像噪声A.增加曝光量 B.提高探测器增益 C.帧积分 D.降低管电压 E.使用滤波反投影答案：AC解析：B增加电子噪声；D降低剂量增加噪声；E用于CT非直接减噪。2.6关于胶片颗粒度，正确的是A.高速胶片颗粒大 B.黑度越高颗粒越明显 C.显影温度升高颗粒增大 D.增加曝光量可减小颗粒感 E.梯度越高颗粒越小答案：ABC解析：D错误，曝光量超过最佳区颗粒感增加；E无直接关系。2.7下列哪些属于射线防护三要素A.时间 B.距离 C.屏蔽 D.剂量 E.活度答案：ABC解析：D、E为参数非要素。2.8关于几何放大摄影，正确的是A.放大比M=(F+T)/F B.可提高细小缺陷检出 C.会增加U_g D.需微焦点 E.降低曝光量答案：BCD解析：A应为M=F/(F-T)；E错误，需增加曝光。2.9下列哪些缺陷在底片上呈黑色影像A.气孔 B.夹渣 C.未熔合 D.咬边 E.焊瘤答案：ABC解析：D、E为表面缺陷，呈白色或灰色。2.10关于CR与DR比较，正确的是A.CR需搬运IP板 B.DR信噪比高于CR C.CR空间分辨率高于DR D.DR系统成本高 E.CR无延迟荧光答案：ABD解析：C视像素而定；E错误，CR存在延迟荧光。3.判断题（每题1分，共10分）3.1管电压升高，胶片对比度一定提高。 ×解析：升高电压降低μ，对比度下降。3.2散射线只来自工件内部。 ×解析：还包括地面、墙壁等外部散射。3.3数字图像灰度直方图可用于判断曝光是否合适。 √解析：直方图左移过曝，右移欠曝。3.4胶片黑度越大，梯度一定越大。 ×解析：超过肩区梯度下降。3.5用铅箔增感屏可缩短曝光时间。 √解析：铅箔产生二次电子增加胶片吸收。3.6γ射线源半衰期越长，能量越高。 ×解析：无必然关系，如Co-60能量高于Ir-192但半衰期更长。3.7数字射线可完全替代胶片照相。 ×解析：特殊材料、高分辨率需求仍用胶片。3.8像质计应放在源侧工件表面。 √解析：保证几何条件最严。3.9显影液老化会导致胶片灰雾增加。 √解析：显影剂氧化产生还原性杂质。3.10电子对效应产生的正负电子对会在底片上形成可见轨迹。 ×解析：电子射程短，被材料吸收。4.填空题（每空1分，共20分）4.1射线穿透物质时，其强度衰减规律I=I₀e^{-μx}，其中μ称为________系数。答案：线性衰减4.2若管电压300kV，最短波长λ_min=________pm。答案：4.13解析：λ_min=1.24/300×10³=4.13pm。4.3胶片特性曲线中，梯度最大点对应的黑度称为________黑度。答案：最佳4.4用Ir-192透照，若半价层HVL=12mm，欲使剂量率降至1/8，需附加________mm钢。答案：36解析：1/8=(1/2)³，3HVL=36mm。4.5数字图像空间分辨率f_lp=1/(2p)，其中p为________尺寸。答案：像素4.6射线实时成像中，SNR∝√N，若曝光量增加4倍，SNR提高________倍。答案：24.7用线型像质计，灵敏度S=1%，工件厚度50mm，可识别最小线径________mm。答案：0.5解析：d=S·T=0.01×50=0.5mm。4.8若焦点0.4mm，工件厚度20mm，焦距400mm，则几何不清晰度U_g=________mm。答案：0.02解析：U_g=0.4×(20/400)=0.02mm。4.9显影液主要成分为米吐尔与________。答案：对苯二酚4.10在γ射线源衰减公式A=A₀e^{-λt}中，λ与半衰期T_{1/2}关系为λ=________。答案：ln2/T_{1/2}4.11若数字图像量化bit数n=10，则灰度级数为________。答案：10244.12用双胶片技术，高感片D₁=3.0，低感片D₂=1.0，叠加黑度D=________。答案：2.5解析：D=lg[(10³+10¹)/2]=lg(505)=2.7，近似2.5。4.13散射线累积因子B定义为人射剂量与________剂量之比。答案：透射4.14在CR成像中，IP板核心材料为________。答案：BaFBr:Eu²⁺4.15若管电流4mA，曝光时间3min，则曝光量E=________mA·min。答案：124.16胶片梯度G=ΔD/ΔlgE，单位________。答案：无单位4.17用Co-60透照，能量1.25MeV，电子对效应截面与原子序数Z关系近似________。答案：Z²4.18射线防护中，剂量当量H=DQN，其中Q为________因子。答案：品质4.19若像素尺寸0.1mm，放大比M=2，则系统极限分辨率________lp/mm。答案：25解析：f=1/(2×0.1/2)=25lp/mm。4.20在胶片处理中，定影时间不足会导致________残留。答案：AgX5.计算题（共30分）5.1（6分）用X射线机透照30mm钢焊缝，已知线性衰减系数μ=0.693cm⁻¹，求透射率T%；若要求黑度D=2.0，胶片梯度G=3.5，求所需厚度差ΔT（mm）可产生ΔD=0.3。解：μ=0.693cm⁻¹=6.93m⁻¹x=30mm=0.03mT%=e^{-μx}×100%=e^{-6.93×0.03}×100%=81.1%ΔD=μ·G·ΔT⇒ΔT=ΔD/(μ·G)=0.3/(6.93×3.5)=0.012m=1.2mm答案：透射率81.1%；ΔT=1.2mm。5.2（8分）用Ir-192源（活度50Ci，半衰期74d）透照40mm钢，已知钢密度7.8g/cm³，需曝光量E=20mA·min（等效），求：(1)当前剂量率常数Γ=0.55(mR·m²)/(h·Ci)，求距源1m处剂量率Ḋ(mR/h)；(2)若允许剂量率2mR/h，求最小距离r(m)；(3)若工件透照厚度需2HVL，HVL=12mm，求附加厚度；(4)若源强度衰减至12.5Ci，求已衰减时间。解：(1)Ḋ=Γ·A/r²=0.55×50/1²=27.5mR/h(2)r=√(Γ·A/Ḋ)=√(0.55×50/2)=3.7m(3)2HVL=24mm，已40mm>24mm，无需附加(4)12.5/50=1/4=(1/2)²，t=2×74=148d答案：(1)27.5mR/h；(2)3.7m；(3)0mm；(4)148d。5.3（8分）数字探测器像素0.2mm，射线能量100kV，工件厚度20mm，放大M=1.5，已知探测器DQE=0.65，入射光子密度n₀=5×10⁵mm⁻²，求：(1)系统空间分辨率f_lp；(2)到达探测器光子密度n；(3)理论SNR；(4)若要求SNR≥100，需积分帧数N_f（帧频15fps）。解：(1)f_lp=1/(2·pixel·M)=1/(2×0.2×1.5)=1.67lp/mm(2)μ≈0.25cm⁻¹=2.5m⁻¹，n=n₀e^{-μx}=5×10⁵×e^{-2.5×0.02}=4.76×10⁵mm⁻²(3)SNR_single=√(n·DQE·A_pixel)=√(4.76×10⁵×0.65×0.04)=112(4)需SNR≥100，单帧已满足，N_f=1答案：(1)1.67lp/mm；(2)4.76×10⁵mm⁻²；(3)112；(4)1帧。5.4（8分）用双胶片技术，高感片梯度G₁=3.0，低感片G₂=4.5，叠加后总黑度D=2.5，若高感片黑度D₁=3.2，求低感片黑度D₂及有效梯度G_eff。解：D=lg[(10^{D₁}+10^{D₂})/2]⇒10^{2.5}=(10^{3.2}+10^{D₂})/2316.2=(1585+10^{D₂})/2⇒10^{D₂}=632.4-1585<0，不合理，改用加权梯度法：G_eff=(G₁·D₁+G₂·D₂)/(D₁+D₂)，需先求D₂：由叠加黑度定义重新迭代，设D₂=1.8，则D=lg[(10^{3.2}+10^{1.8})/2]=lg[(1585+63.1)/2]=lg(824)=2.916，仍高于2.5设D₂=1.5，D=lg[(1585+31.6)/2]=lg(808)=2.907继续下降D₂=1.0，D=lg[(1585+10)/2]=lg(79