射線

無損檢測第五組：馬偉向艷張晶劉潔鈺宿瑞元1射線無損檢測一、射線的發現

二、射線的分類

三、射線的應用

四、射線的危害及防護

2射線無損檢測一、射線的發現1800年英國科學家赫歇爾發現紅外線，又稱為紅外熱輻射；1801年德國物理學家里特發現在日光光譜的紫端外側一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光,因而發現了紫外線的存在；盧瑟福首先發現具有天然放射性的幾種不同的射線。他把帶正電的射線命名為α射線，帶負電的射線命名為β射線。1895年德國物理學家W.K.倫琴發現X射線，故又稱倫琴射線；1900年法國科學家P.V.維拉德發現γ射線(伽馬射線)；1932年初，著名物理學家居里夫人的女婿約里奧·居里，在實驗時發現了一種不帶電的中性射線，它的穿透力極強；隨后英國物理學家查德威克閱讀了約里奧的報告后，立刻重復了他的實驗，并進行了一系列的實驗，終于證明這種不帶電的中性粒子是中子射線。3射線無損檢測二、射線的分類定義：射線是由各種放射性核素，或者原子、電子、中子等粒子在能量交換過程中發射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。分類：γ射線，α射線，β射線，中子射線，X射線，紫外線，紅外線，激光4射線無損檢測γ射線本質：波長很短的高能電磁波。產生原理：放射性原子核在發生α衰變、β衰變后產生的新核往往處于高能量級，要向低能級躍遷，輻射出γ光子。特性：不帶電；電離能力弱；穿透能力強。5射線無損檢測α射線本質：是高速運動的帶正電的氦原子核。產生原理：放射性元素經α衰變放出帶正電的α粒子。特性：電離能力最強，穿透能力最弱。在空氣中的射程只有1-2厘米，通常用一張紙就可以擋住。6射線無損檢測β射線本質：是高速運動的電子流。產生原理：放射性元素經β衰變放出帶負電的β粒子。特性：帶負電荷，質量很小，貫穿本領比α粒子強，電離能力比α粒子弱。7射線無損檢測中子射線本質：由中性粒子組成的粒子流。產生原理：原子核受到外來粒子的轟擊時產生核反應，中子從原子核里釋放出來。特性：不帶電，穿透能力強。8射線無損檢測X射線本質：高能電磁輻射。產生原理：由高速電子轟擊的金屬靶產生。特性：有較強的穿透能力，且只有通過與物質相互作用，才能使物質間接地產生電離效應。9射線無損檢測紫外線：是一種穿透力很弱的非電離輻射。紅外線：波長介于微波與可見光之間的電磁波，波長在760nm至1mm之間，比紅光長的非可見光。激光：二十世紀六十年代發展起來的一種新光源。激光也是一種電磁波，波長較長，能量較低。10射線無損檢測三、射線的應用（一）射線無損檢測（二）射線消毒滅菌（三）射線在農業上的應用（四）射線在醫療上的應用（五）射線與環保11射線無損檢測（一）、射線無損檢測射線檢測的基本原理射線在穿過物質的過程中將發生衰減而使其強度降低，衰減的程度取決于被檢測材料的種類，射線種類及被穿透的距離，利用各部位對入射射線的衰減不同，透射射線的強度分布不均勻。由此，可檢測出物體表面或內部的缺陷，包括缺陷的種類、大小和分布情況。12射線無損檢測線源：

13X射線γ射線中子射線紅外線射線無損檢測x射線無損檢測檢測原理：X射線損探傷機原理：利用X射線穿透物質和在物質中有衰減的特性來發現其中缺陷的一種無損探傷方法。X射線可以檢查金屬與非金屬材料及其制品的內部缺陷。例如焊縫中的氣孔、夾渣。未焊透等體積性缺陷。

14射線無損檢測X射線探傷機的主要技術指標（1）管電壓：決定X射線的穿透能力，管電壓越高，穿透能力越強，可檢測的工件越厚。滿足穿透能力下盡量選用低電壓，以減少散射影響，提高清晰度。管電壓越高，缺陷顯現的靈敏度越低。（2）管電流：影響檢測時曝光時間的長短，管電流越大，曝光時間越短，故管電流應盡可能大些。（3）焦點形式及尺寸：形式有點焦點和線焦點；尺寸指焦點的大小。焦點減小，有利于提高檢測靈敏度和檢測分辨率。15射線無損檢測γ射線無損檢測檢測原理：當γ射線穿過（照射）物質時，該物質的密度越大，射線強度減弱得越多，即射線能穿透過該物質的強度就越小。此時，若用照相底片接收，則底片的感光量就小；若用儀器來接收，獲得的信號就弱。因此，用γ射線來照射待探傷的零部件時，若其內部有氣孔、夾渣等缺陷，射線穿過有缺陷的路徑比沒有缺陷的路徑所透過的物質密度要小得多，其強度就減弱得少些，即透過的強度就大些，若用底片接收，則感光量就大些，就可以從底片上反映出缺陷垂直于射線方向的平面投影。16射線無損檢測常用γ射線源的特性17射線無損檢測中子射線檢測檢測原理：中子源發生的中子束射向被檢測的物體，由于物體的吸收和散射，中子的能量被衰減，衰減的程度取決于物體的成分，穿過物體的中子束被影像記錄儀所接收而形成物體的射線照片。18射線無損檢測描述中子射線的參數強度：中子源單位時間內發射出來的中子數目，對于每次核反應釋放一個中子的過程，中子強度等于單位時間內靶物質中發生的核反應數。能量：和中子的速度有關，0.1MeV以上稱為快中子，1keV以下稱慢中子，之間的為中能中子。10^-2eV左右的中子相當于分子原子晶格處于熱運動平衡的能量，所以又叫熱中子。19射線無損檢測紅外檢測紅外線探傷原理：只要物體具有一定溫度，它就要向外發射紅外線，且紅外輻射的強度可由斯蒂芬-玻爾茲曼定律表示為：M=εσT4其中ε為灰體發射系數，T為絕對溫度，σ為斯蒂芬-玻爾茲曼常數。20射線無損檢測紅外熱像儀無損檢測原理圖21射線無損檢測22射線無損檢測主動式紅外檢測1、單面法：對被測目標的加熱和紅外檢測在被測目標的同一側面進行。2、雙面法：相對于上述的單面法而言，雙面法是把對被測目標的加熱和紅外檢測分別在目標的正、反兩個側面進行。23射線無損檢測加熱的方式1、穩態加熱：將被測目標加熱到其內部溫度達到均勻穩定的狀態時，再把它置放于一個低于(或高于)該恒定溫度的環境中進行紅外檢測。這種方式多用于材料的質量檢測，如被測物內部有裂紋、孔洞或脫粘等缺陷時，則被測物與環境的熱交換中熱流將受到缺陷的阻礙，其相應的外表面就會產生溫度的變化，與沒有缺陷的表面相比則會出現溫差。2、非穩態加熱：對被測目標加熱，不需要使其內部溫度達到均勻穩定狀態，而在它的內部溫度尚不均勻、具有導熱的過程中即進行紅外檢測。3、如將熱量均勻地注入被測目標，熱流進入內部的速度要由它的內部狀況決定，若內部有缺陷，則會成為阻檔熱流的熱阻，經一定時間會產生熱量堆積，在其相應的表面會產生熱的異常。缺陷造成的熱流變化取決于缺陷的位置、走向、幾何尺寸和材料的熱物理性能。24射線無損檢測紅外檢測技術的優缺點優點1、操作安全：由于紅外監測不需要與設備直接接觸,所以操作十分安全。這在帶電設備、轉動設備、高空設備的監測中表現尤為突出。2、靈敏度高：現代紅外探測器對紅外輻射的探測靈敏度很高,以此類探測器為基礎構成的紅外監測設備,對溫度的分辨率很高,可以發現設備不同部位存在溫度差別,可以監測診斷出設備熱狀態的細微變化。3、診斷效率高：由于紅外探測器的響應速度高達納秒級,因此可迅速采集、處理和顯示設備的紅外輻射,大大提高設備監測診斷的效率。缺點紅外監測技術存在的主要問題為一是紅外測量主要是表面的熱狀態,不能確定物體內部的熱狀態二是紅外無損監測設備是高科技產品,更新換代迅速,生產批量不大,因此與其他檢測儀器或常規監測設備相比價格昂貴。25射線無損檢測射線檢測方法傳統方法：照相法電離檢測法熒光屏直接觀察法新進展：射線ＣＴ26射線無損檢測照相法膠片照相檢測法的原理：將感光材料（膠片）置于備件試件后面，用來接收透過試件后的射線，因為膠片如光機的攝影作用與感受到的射線強度有直接的關系，經過暗室處理后，就會得到被檢物的結構影像。27射線無損檢測電離檢測法：射線穿過氣體時會產生電離效應，產生電離電流，電離電流的大小與射線的強度有關。通過對電流強度的測量，根據其強度的分布來判斷試件的完整性。28射線無損檢測熒光屏直接觀察法：將透過試件的射線投射到涂有熒光物質（ZnS或CaS）的熒光屏上，激發出熒光，成為可見影像，由此直接辨認被檢測件中是否存在缺陷。29射線無損檢測工業射線CT結構原理圖（以X射線為源例）工業CT系統組成示意圖30射線無損檢測檢測結果直觀：圖像信息。缺陷定性比較容易(如氣孔，夾雜等)，定量，定位也比較方便。檢測結果可以保存。適用對象廣，對材料的種類（金屬，非金屬及復合材料）及工件的形狀幾乎沒有限制。射線檢測的局限性射線檢測的優點檢測成本高。對體積型缺陷檢測的靈敏度較高，對平面型缺陷的檢測靈敏度較低。（如裂紋，射線方向與其垂直時不易檢測，平行時才能。）需雙面法檢測。31射線無損檢測射線檢測的應用目前主要應用于：（1）機械，兵器，船舶，電子，石油化工，土木工程，航空航天等領域中的鑄件和焊縫的檢測。（2）機場，車站，碼頭，海關等的安全檢查。（3）也可以用來檢測材料的厚度。32射線無損檢測常見焊接缺陷

(1)熔合不良類未焊透（熔入不足）

某鋼板對接焊縫，V型坡口，焊接方式：手工電弧焊33射線無損檢測(2)裂紋類橫裂紋合金鋼板對接焊縫，V型坡口，焊接方式：氣體保護焊-鎢極氬弧焊縱向裂紋某厚度14mm低合金鋼板對接焊縫，X型坡口，焊接方式：自動焊34射線無損檢測（3）夾渣物類夾鎢某鈦合金板對接焊縫，V型局部夾渣某鋼板對接焊縫，V型坡口線狀夾渣某鋼板對接焊縫，V型坡口35射線無損檢測(3)孔洞類密集氣孔某鋼板對接焊縫，V型坡口，焊接方式：手工電弧焊36射線無損檢測偽缺陷定義：非缺陷影像、人為的瑕疵影像。膠片本生質量存在問題。膠片保管、剪切、裝取、暗室操作處理不當。射線檢測操作不當。偽缺陷來源：機械損傷或表面附著物形成（如指紋、折痕、劃傷、水印等）藥物玷污等。化學作用形成（如漏光、感光）。37射線無損檢測（三）、射線在農業上的應用1、射線治害蟲2、射線刺激生物生長3、輻射誘變育種38射線無損檢測（四）、射線在醫療上的應用

1、射線治病（1）射線抗癌。用放射性同位素60Co、137Cs等的γ射線加速產生的電子束來殺死癌細胞;（2）131I不僅可以用于診斷甲狀腺功能病變，也可以用它對甲狀腺組織的抑制和殺傷作用來減少甲狀腺激素的合成和分泌，治療甲狀腺功能亢進；（3）用32P治療真性紅細胞增多癥。

39射線無損檢測四、射線的危害及防護射線的生物效應：射線作用于物體時由于電離作用，造成生物的細胞、組織、器官的損傷，引起病理反應。可以表現在受照者本身，也可出現在受照者的后代。輻射損傷：電離輻射產生的各種生物效應對人體造成的損傷。主要有急性損傷和慢性損傷兩種類型。急性損傷：短時間內全身受到大劑量的照射，造成中樞神經系統、造血系統、消化系統等急性損傷。慢性損傷：長時間受到超過允許水平的低劑量的照射，在受照數年甚至數十年后出現的輻射生物效應。引發白血病，皮膚癌、肺癌、骨癌等，再生障礙性貧