简答连续X射线产生机理

11.1简答连续X射线产生机理。工业检测中X射线的总强度与哪些因素有关？答：根据经典电动力学理论，在X射线管内高速运动的电子与靶原子碰撞时，与原子核的库仑场相互作用，由于电子急剧减速而产生电磁辐射，称为韧致辐射。电子与靶相撞前初速度各不相同，相撞时减速过程又各不相同，少量电子经一次撞击就失去全部动能，而大部分电子经过多次制动逐渐丧失动能，这就使能量转换过程中所发出的电磁辐射具有各种波长，因此，X射线的波谱呈连续分布，就产生了连续X射线。1.2工业检测中X射线的总强度与哪些因素有关？1.3答：X射线束在某一垂直截面的总强0度I总与管电流i成正比，与阳极靶材料的原子序数Z成正比，与管电压V的平方成正比。即：I总＝KiZiV2。1.3简答X射线和γ射线的性质？答：Ｘ射线和γ射线有以下性质：（1）Ｘ射线和γ射线同属于电磁波，在真空中以光速直线传播。（2）本身不带电，不受电场和磁场的影响。（3）在物质界面只能发生漫反射，折射系数接近于1，折射方向改变的不明显。（4）仅在晶体光栅中才产生干涉和衍射现象。（5）不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质。（6）在穿透物体过程中，会与某些物质会发生复杂的物理和化学作用，例如电离作用、荧光作用、热作用和光化学作用。（7）具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织等。1.4X射线和γ射线有哪些不同点？答：两者的有以下区别：（1）X射线是韧致辐射的产物，而γ射线是放射性同位素原子核衰变的产物；（2）X射线是连续谱，γ射线是线状谱；（3）X射线的能量取决于加速电子的管电压，γ射线的能量取决于放射性同位素的种类；（4）X射线的强度可控，γ射线的强度不可控。1.5什么是光电效应？答：当光子与物质原子的内层束缚电子作用时，光子与原子中的轨道电子发生弹性碰撞，光子的全部能量传递给轨道电子，使这个电子脱离轨道发射出去，而光子本身消失，这一现象称为光电效应。1.6什么是康普顿效应？答：光子与物质原子核的外层电子或自由电子发生非弹性碰撞时，光子自身能量减少，波长变长，改变运动方向成为散射光子；电子获得光子一部分能量成为反冲电子，这一过程称康普顿效应。1.7射线与物质各种相互作用对射线检测质量的影响？光电效应和电子对效应引起的吸收有利于提高射线照相对比度，康普顿效应产生的散射线会降低对比度。1.8什么叫多色射线的线质硬化现象？答：多色射线穿透物质过程中,能量较低的射线分量强度衰减多，而能量较高的射线分量强度衰减相对较少,波长较长部分射线强度衰减较大,从而使透射射线的平均波长变短。这样,透射射线的平均能量将高于初始射线的平均能量,此过程被称为多色射线穿透物质过程的线质硬化现象。1.9简答X、γ射线照相的基本原理答：由于射线具有穿透物体，在物质中具有衰减作用和衰减规律，能使某些物质产生光化学作用和荧光现象等性质。当射线穿过工件达到胶片上时，由于无缺陷部位和有缺陷处的密度或厚度不同，射线在这些部位的衰减不同，因而射线透过这些部位照射到胶片上的强度不同，致使胶片感光程度不同，经暗室处理后就产了不同的黑度。根据底片上的黑度差，评片人员借助观片灯即可判断缺陷情况并评价工件质量。2.1X射线管阳极冷却方式有几种？冷却重要性？答:(1)X射线管阳极冷却方式:辐射散热、冲油冷却、旋转阳极自然冷却三种。(2)X射线管如不及时冷却,阳极过热会排出气体,降低管子的真空度,严重过热时将靶面熔化至龟裂脱落,使整个管子丧失工作能力。2.2简答移动式X射线机由哪几部分组成？各部分又包括哪些组件？答：(1)X射线机由高压部分、冷却部分、保护部分和控制部分组成。(2)a.高压部分由X射线管、高压发生器及高压电缆等。b.冷却部分由冷却水管,冷却油管,冷却油箱，搅拌油泵，循环油泵，油泵电机，保护继电器。c.保护部分由每一个独立电路的短路过流保护，X射线管阳极冷却的保护，X射线管的过载保护，零位保护，接地保护，其它保护。d.控制部分由管电压的调节,管电流的调节,操作指示。2.3保证X射线管使用寿命的措施主要有哪几条？答：保证X射线管使用寿命的措施:1在送高压前，灯丝必须提前预热、活化。2使用负荷应控制在最高管电压的90%以内。3使用过程中一定要保证阳极的冷却，要按4照规定保证工作和间息时间设置1:1。5严格按照说明书要求训机。（5）X射线机应轻搬轻放，防止受震。2.4X射线机在使用过程中应注意哪些事项？答：应注意以下事项：（1）每天使用前要按说明书的规定认真训机；（2）为避免漏电控制箱要可靠地接地；（3）检查电源波动性，必要时加稳压装置；（4）至少送高压前2分钟预热；（5）X射线机工作的全过程中要冷却；(6)为防止X射线管过热，一般要求工作和休息时间为1:1。2.5新的或长期停止使用的X光机，使用前为什么要进行训练？答：因为X射线管必须在高真空度（10-4mm水银柱高以上）状态才能正常工作，由于管内会发生气体的放出和吸收，使真空度降低，训练的目的是将管内气体排出，提高真空度。因此，对新的或长期停用的X射线机要进行训练，才能正式使用。2.6简答γ射线检测设备组成及其检测优缺点？答：γ射线检测设备分五部分：源组件、探伤机机体、驱动机构、、输源管和附件。其检测主要优点为：（l）射线能量高，穿透力强，检测厚度大；（2）设备体积小，重量轻，不用水,不用电,特别适用于野外作业和在用设备的检测；(3)效率高,对环向对接接头和球罐的对接接头可进行周向曝光和全景曝光。(4)可以连续运行,且不受温度、压力、磁场等外界条件影响。(5)设备故障低,易损部件少。(6)与同等穿透力的X射线机相比,价格低。主要缺点：（1）γ射线源都有一定的半衰期，有些半衰期较短的射源，给使用带来不便。（2）射源能量固定，无法根据试样壁厚进行调节，当穿透厚度与能量不适配时，灵敏度下降较严重。（3）放射强度随时间减弱，无法进行调节，当源强度较小时，曝光时间过长会不方便；（4）固有不清晰度一般比X射线机大，用同样的器材及透照技术条件，其灵敏度低于X射线机；（5）对安全防护要求高，管理严格。2.7何谓放射性活度？它与γ射线源的强度有何联系？答：（1）放射性活度是指射线源在单位时间内发生的衰变数；（2）对同一种γ射线源，放射性活度大的源在单位时间内将辐射更多的γ射线；不同的γ射线源，即使放射性活度相同，也并不表示它们在单位时间内辐射的γ射线光量子数目相同，这是因为不同的放射性同位素在一个核的衰变中放出的γ射线光量子数目可以不同。所以放射性活度并不等于γ射线源的强度，对同一种放射性同位素源，放射性活度大的源其辐射的γ射线强度也大；但对非同种放射性同位素的源则不一定。2.8什么叫半价层？它有何用途？答；(1)使入射射线强度减少一半的吸收物质的厚度称作半价层，用符号T1/2表示。(2)半价层不是个常数，通常利用半价层来分析缺陷的检出能力，在屏蔽防护中估算材料厚度。2.9射线胶片由哪几部分构成？并简述潜影和潜影衰退机理。答：(1)胶片结构:由片基、结合层、感光乳剂层、保护层组成。(2)潜影的产生是银离子接受电子还原成银的过程。用化学方程式表示，即：照射前：AgBr=Ag++Br_照射后：Br_+hν→Br+eAg++e→Ag(3)潜影衰退是构成潜影中心的银又被空气氧化而变成银离子的逆变过程。2.10射线胶片感光特性有哪些？增感型胶片和非增感型胶片的特性曲线有何区别？非增感型胶片的黑度与胶片梯度G值关系如何？答：(1)射线胶片的感光特性主要有：感光度（S）、梯度（G）、灰雾度（D0）、宽容度（L）、最大密度（Dmax）。(2)增感型胶片的特性曲线可分为六个区段，即：本底灰雾度区、曝光迟钝区、曝光不足区、曝光正常区、曝光过度区、反转区。非增感型胶片特性曲线上没有曝光过度区和反转区。(3)在射线照相应用范围内，在相同显影条件下，对于同一种非增感型胶片梯度G值随着黑度的增大而增大。2.11何谓射线胶片系统？其分类依据是什么？2（1）射线胶片系统是射线胶片、增感屏（材质、厚度）和冲洗条件（方式、配方、温度、时间）的组合。（2）胶片分类依据成像的四个特性参数：即D=2.0和D=4.0时的最小梯度Gmin,D=2.0时的最大颗粒度σmax及D=2.0时的最小梯噪比（G/σD）min。2.12射线检测胶片在保管过程中应注意哪些问题？答：在保存过程中应注意:（1）胶片不可接近氨、硫化氢、煤气、乙炔和酸等有害气体，否则会产生灰雾。（2）胶片必须保存在低温低湿环境中，温度通常以10～15℃最好，湿度应保持在55～65%之间。（3）胶片应远离热源和射线的影响。（4）胶片应竖放，避免受压。2.13金属增感屏有哪些作用？哪些金属材料可用作增感屏？答：(1)金属增感屏作用:(a)增感效应:金属屏受透射射线激发产生二次电子和二次射线,二次电子与二次射线能量很低,极易被胶片吸收,从而能增加对胶片的感光作用。(b)吸收效应：对波长较长的散射线有吸收作用,从而减少散射线引起的灰雾度,提高影像对比度。(2)金属增感屏常用的材料有铅、钨、钽、钼、铜、铁等。2.14使用过程中什么情况下需要更换增感屏？答：（1）增感屏卷曲、受折后。（2）铅箔的表面有划伤或开裂。（3）铅箔表面有油污。（4）铅箔表面受显影液或定影液污染。（5）增感屏磨损严重，不起增感作用。2.15什么是像质计？像质计有哪几种类型？答：(1)像质计是用来检查和定量评价射线底片影像质量的工具。(2)像质计的主要类型有：金属丝型、孔型和槽型三种。3.1影响射线照相影像质量的要素是什么？答：影响射线照相质量的三要素是：对比度、不清晰度、颗粒度。对比度：底片上小缺陷或细节与其周围背景的黑度差。不清晰度：底片上影像轮廓边缘黑度的宽度。颗粒度：射线底片上叠加在工件影像上的黑度随机涨落，即影像黑度的不均匀程度。3.2什么是射线照相灵敏度？射线照相灵敏度与像质计灵敏度是什么关系？答：（1）射线照相灵敏度，也可称为自然缺陷检出灵敏度，是指在射线底片上可以发现和识别细小自然缺陷影像的难易程度。（2）在实际应用中，用自然缺陷来评价射线照相灵敏度显然是不现实的，为便于定量评价射线照相灵敏度，常用像质计作为底片影像质量的监测工具，由此得到的灵敏度称为像质计灵敏度。像质计灵敏度的提高，表示底片像质水平也相应提高，因而也能间接地反映出射线照相对最小自然缺陷检出能力的提高。但像质计灵敏度并不等于自然缺陷检出灵敏度，后者的情况要复杂的多，它是缺陷自身几何形状、吸收系数、位置及取向角度的复合函数。3.3胶片对比度取决于哪些条件？答：胶片对比度取决于:(1)胶片类型（或梯度）。(2)显影条件（配方、时间、活度、温度、搅动）。(3)底片黑度。(4)增感方式。3.4就底片对比度公式讨论如何提高底片对比度？答：底片对比度公式:△D=-0.434Gμ△T/(1＋n)提高对比度的主要途径:⑴增大μ值:在保证穿透的前提下,尽量采用能量较低的射线。⑵增大G值:可选用G值高的微粒胶片。⑶提高△T值:选择适当的透照方向或控制一定的透照角度。⑷减小n值:要减小散射比就要在透照过程中采用有效措施控制和屏蔽散射线。3.5何谓几何不清晰度？其主要影响因素有哪些？答：由于射线源都具有一定尺寸，所以透照工件时,工件中缺陷在底片上影像边缘会产生一定宽度的半影。这个半影宽度便是几何不清晰Ug。几何不清晰度Ug值的计算公式为：Ug=db0/(F-b0)式中F：焦距（射线源至胶片的距离）；b0：缺陷至胶片距离；d：射线源尺寸。由上式可知，Ug值与射线源的尺寸和缺陷至胶片距离成正比，与射线源至工件表面距离成反比。3.6何谓固有不清晰度？固有不清晰度取决于哪些条件？答：(1)固有不清晰度是由照射到胶片上的射线在乳剂层中激发出的电子的散射所产生的。固有不清晰度的大小就是散射电子在胶片乳剂层中作用的平均距离。(2)固有不清晰度取决于:a.射线的能量；b.增感屏种类、厚度以及使用情况；c.屏－片贴紧程度。3.7射线照相颗粒度取决于哪些条件？答：取决于：⑴胶片的银盐粒度和感光速度。⑵射线的能量。⑶显影条件（配方、时间、活度、温度）。⑷曝光量和底片黑度。3.8何谓最小可见对