工信版（中职）焊接检测技术第3章教学课件.ppt

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1、YCF（中职）焊接检测技术第3章教学课件3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减3.2 3.2 射线检测方法及其原理射线检测方法及其原理3.3 3.3 射线照相法检测射线照相法检测3.4 3.4 焊缝射线底片的评定焊缝射线底片的评定3.5 3.5 射线的安全防护射线的安全防护第第3 3章章 射线检测射线检测 3.1.13.1.13.1.13.1.1射线的种类及性质射线的种类及性质射线的种类及性质射线的种类及性质 X X X X射线和射线和射线和射线和射线是一种电磁辐射。在射线检测中应用的射线主要是射线是一种电磁辐射。在射线检测中应用的射线主要是射线是一种电磁辐射。在射线

2、检测中应用的射线主要是射线是一种电磁辐射。在射线检测中应用的射线主要是X X X X射线、射线、射线、射线、射线和中子射线。射线和中子射线。射线和中子射线。射线和中子射线。1.X1.X1.X1.X射线射线射线射线 X X X X射线又称伦琴射线。射线又称伦琴射线。射线又称伦琴射线。射线又称伦琴射线。X X X X射线是在射线检测领域中应用最广泛的一种射线是在射线检测领域中应用最广泛的一种射线是在射线检测领域中应用最广泛的一种射线是在射线检测领域中应用最广泛的一种射线。射线。射线。射线。X X X X射线的波长范围在射线的波长范围在射线的波长范围在射线的波长范围在0.00060.00060.00

3、060.0006100nm100nm100nm100nm，在，在，在，在X X X X射线检测中常用的波长范围射线检测中常用的波长范围射线检测中常用的波长范围射线检测中常用的波长范围在在在在0.0010.0010.0010.0010.1nm0.1nm0.1nm0.1nm。X X X X射线的波长范围较紫外线的波长短，所以射线的波长范围较紫外线的波长短，所以射线的波长范围较紫外线的波长短，所以射线的波长范围较紫外线的波长短，所以X X X X射线的频射线的频射线的频射线的频谱在紫外线之前，它的频率范围在谱在紫外线之前，它的频率范围在谱在紫外线之前，它的频率范围在谱在紫外线之前，它的频率范围在3

4、3 3 3 101010109 9 9 95 5 5 5 1010101014141414MHzMHzMHzMHz。2.2.2.2.射线射线射线射线 射线是一种波长比射线是一种波长比射线是一种波长比射线是一种波长比X X X X射线更短的射线，它的波长范围在射线更短的射线，它的波长范围在射线更短的射线，它的波长范围在射线更短的射线，它的波长范围在0.00030.00030.00030.00030.1nm0.1nm0.1nm0.1nm，它的频率范围在，它的频率范围在，它的频率范围在，它的频率范围在3 3 3 3 10101010121212121 1 1 1 1010101015151515MH

5、zMHzMHzMHz之间。之间。之间。之间。工业上广泛采用人工同位素产生工业上广泛采用人工同位素产生工业上广泛采用人工同位素产生工业上广泛采用人工同位素产生射线，由于射线，由于射线，由于射线，由于射线的波长比射线的波长比射线的波长比射线的波长比X X X X射线射线射线射线更短，所以具有更大的穿透力。更短，所以具有更大的穿透力。更短，所以具有更大的穿透力。更短，所以具有更大的穿透力。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页 在无损检测中常被用来对厚度较大的工件进行射线照相。在无损检测中常被用来对厚度较大的工件进行射线照相。在无损检测中常被用来对厚度较大的工件进

6、行射线照相。在无损检测中常被用来对厚度较大的工件进行射线照相。3.3.3.3.中子射线中子射线中子射线中子射线 中子射线是中子束流。中子是构成原子核的基本粒子，是由某些物中子射线是中子束流。中子是构成原子核的基本粒子，是由某些物中子射线是中子束流。中子是构成原子核的基本粒子，是由某些物中子射线是中子束流。中子是构成原子核的基本粒子，是由某些物质的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生。它的波长与热平衡的绝对质的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生。它的波长与热平衡的绝对质的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生。它的波长与热平衡的绝对质的原子在裂变过程中逸出高速中子所产生。它的波长与热平衡的绝对温度有关

7、。在热中子射线中温度有关。在热中子射线中温度有关。在热中子射线中温度有关。在热中子射线中0000和和和和100100100100时的波长分别为时的波长分别为时的波长分别为时的波长分别为0.152nm0.152nm0.152nm0.152nm和和和和0.130nm0.130nm0.130nm0.130nm。工业上常用人工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线，在无损工业上常用人工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线，在无损工业上常用人工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线，在无损工业上常用人工同位素、加速器、反应堆来产生中子射线，在无损检测中常被用来对某些特殊部件（如放射性核燃料元件）进行射线照相

8、。检测中常被用来对某些特殊部件（如放射性核燃料元件）进行射线照相。检测中常被用来对某些特殊部件（如放射性核燃料元件）进行射线照相。检测中常被用来对某些特殊部件（如放射性核燃料元件）进行射线照相。3.1.2X3.1.2X3.1.2X3.1.2X射线的产生及特点射线的产生及特点射线的产生及特点射线的产生及特点 X X X X射线是一种比紫外线波长还短的电磁波，它具有光的特性，如具有射线是一种比紫外线波长还短的电磁波，它具有光的特性，如具有射线是一种比紫外线波长还短的电磁波，它具有光的特性，如具有射线是一种比紫外线波长还短的电磁波，它具有光的特性，如具有反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象，还具

9、有光谱的结构，它反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象，还具有光谱的结构，它反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象，还具有光谱的结构，它反射、折射、干涉、衍射、散射和偏振等现象，还具有光谱的结构，它能使一些结晶物体发生荧光、气体电离、胶片感光。能使一些结晶物体发生荧光、气体电离、胶片感光。能使一些结晶物体发生荧光、气体电离、胶片感光。能使一些结晶物体发生荧光、气体电离、胶片感光。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页 X X X X射线通常是以一块金属靶（一般是重金属）在高速运动的电子作用射线通常是以一块金属靶（一般是重金属）在高速运动的电子作用射

10、线通常是以一块金属靶（一般是重金属）在高速运动的电子作用射线通常是以一块金属靶（一般是重金属）在高速运动的电子作用下产生的，这样产生的下产生的，这样产生的下产生的，这样产生的下产生的，这样产生的X X X X射线分为两类。一类是：如果在金属靶（阳极）射线分为两类。一类是：如果在金属靶（阳极）射线分为两类。一类是：如果在金属靶（阳极）射线分为两类。一类是：如果在金属靶（阳极）上猝然停止的电子能量不超过一定的限度时，只发射连续光谱的射线，上猝然停止的电子能量不超过一定的限度时，只发射连续光谱的射线，上猝然停止的电子能量不超过一定的限度时，只发射连续光谱的射线，上猝然停止的电子能量不超过一定的限度时

11、，只发射连续光谱的射线，这种辐射称为韧致辐射；另一类是：如果电子的能量超过一定的临界值，这种辐射称为韧致辐射；另一类是：如果电子的能量超过一定的临界值，这种辐射称为韧致辐射；另一类是：如果电子的能量超过一定的临界值，这种辐射称为韧致辐射；另一类是：如果电子的能量超过一定的临界值，则所发射的辐射，除连续光谱外，还叠加上一线状光谱，这种辐射称为则所发射的辐射，除连续光谱外，还叠加上一线状光谱，这种辐射称为则所发射的辐射，除连续光谱外，还叠加上一线状光谱，这种辐射称为则所发射的辐射，除连续光谱外，还叠加上一线状光谱，这种辐射称为标识辐射或特征辐射。同一种阳极会产生两种标识辐射或特征辐射。同一种阳极会

12、产生两种标识辐射或特征辐射。同一种阳极会产生两种标识辐射或特征辐射。同一种阳极会产生两种X X X X射线。射线。射线。射线。图图图图3-13-13-13-1是钨靶与钼是钨靶与钼是钨靶与钼是钨靶与钼靶产生的典型的靶产生的典型的靶产生的典型的靶产生的典型的X X X X射线光谱。纵轴表示强度，横轴表示波长。对钨的曲线，射线光谱。纵轴表示强度，横轴表示波长。对钨的曲线，射线光谱。纵轴表示强度，横轴表示波长。对钨的曲线，射线光谱。纵轴表示强度，横轴表示波长。对钨的曲线，表示在表示在表示在表示在35kV35kV35kV35kV的电压下操作时，钨靶发射的连续光谱。对钼的曲线，表示的电压下操作时，钨靶发射

13、的连续光谱。对钼的曲线，表示的电压下操作时，钨靶发射的连续光谱。对钼的曲线，表示的电压下操作时，钨靶发射的连续光谱。对钼的曲线，表示在同样的条件下，除发射连续光谱之外还叠加了两条钼的特征光谱，称在同样的条件下，除发射连续光谱之外还叠加了两条钼的特征光谱，称在同样的条件下，除发射连续光谱之外还叠加了两条钼的特征光谱，称在同样的条件下，除发射连续光谱之外还叠加了两条钼的特征光谱，称为标识为标识为标识为标识X X X X射线，即射线，即射线，即射线，即K K K K线和线和线和线和K K K K线。要想得到钨的线。要想得到钨的线。要想得到钨的线。要想得到钨的K K K K线和线和线和线和K K K

14、K，则电压必须加，则电压必须加，则电压必须加，则电压必须加到到到到70kV70kV70kV70kV以上才行。以上才行。以上才行。以上才行。1.1.1.1.连续连续连续连续X X X X射线射线射线射线 根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐射。在根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐射。在根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐射。在根据电动力学理论，具有加速度的带电粒子将产生电磁辐射。在X X X X射射射射线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表线管中，高压电场加速了阴极电

15、子，当具有很大动能的电子达到阳极表线管中，高压电场加速了阴极电子，当具有很大动能的电子达到阳极表面时，由于碎然停止，它所具有的动能必定转变为电磁波辐射出去，面时，由于碎然停止，它所具有的动能必定转变为电磁波辐射出去，面时，由于碎然停止，它所具有的动能必定转变为电磁波辐射出去，面时，由于碎然停止，它所具有的动能必定转变为电磁波辐射出去，3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页 由于电子被停止的时间和条件不同，所以辐射的电磁波具有连续变由于电子被停止的时间和条件不同，所以辐射的电磁波具有连续变由于电子被停止的时间和条件不同，所以辐射的电磁波具有连续变由于电子

16、被停止的时间和条件不同，所以辐射的电磁波具有连续变化的波长。化的波长。化的波长。化的波长。高速电子在极短的时间内被停止，因而产生的电磁波就具有极短的高速电子在极短的时间内被停止，因而产生的电磁波就具有极短的高速电子在极短的时间内被停止，因而产生的电磁波就具有极短的高速电子在极短的时间内被停止，因而产生的电磁波就具有极短的波长，这些波长连续变化的电磁波就是连续波长，这些波长连续变化的电磁波就是连续波长，这些波长连续变化的电磁波就是连续波长，这些波长连续变化的电磁波就是连续X X X X射线。在任何射线。在任何射线。在任何射线。在任何X X X X射线管中，射线管中，射线管中，射线管中，只要电压达

17、到一定数值，连续只要电压达到一定数值，连续只要电压达到一定数值，连续只要电压达到一定数值，连续X X X X射线总是存在的。射线总是存在的。射线总是存在的。射线总是存在的。2.2.2.2.标识标识标识标识X X X X射线射线射线射线 根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原根据原子结构理论，原子吸收能量后将处于受激状态，受激状态原子是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能子是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能子是不稳

18、定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能子是不稳定的，当它回复到原来的状态时，将以发射谱线的形式放出能量。在量。在量。在量。在X X X X射线管内，高速运动的电子，达到阳极靶时将产生连续射线管内，高速运动的电子，达到阳极靶时将产生连续射线管内，高速运动的电子，达到阳极靶时将产生连续射线管内，高速运动的电子，达到阳极靶时将产生连续X X X X射线，射线，射线，射线，如果此时电子的动能达到相当的数值，即足以打出靶原子（通常是重金如果此时电子的动能达到相当的数值，即足以打出靶原子（通常是重金如果此时电子的动能达到相当的数值，即足以打出靶原子（通常是重金如果此时电子的动能达到相当的数

19、值，即足以打出靶原子（通常是重金属原子）内壳层上的一个电子，该电子或者处于游离状态，或者被打到属原子）内壳层上的一个电子，该电子或者处于游离状态，或者被打到属原子）内壳层上的一个电子，该电子或者处于游离状态，或者被打到属原子）内壳层上的一个电子，该电子或者处于游离状态，或者被打到外壳层上的某一个位置上。于是原子的内壳层上有了一个空位，邻近壳外壳层上的某一个位置上。于是原子的内壳层上有了一个空位，邻近壳外壳层上的某一个位置上。于是原子的内壳层上有了一个空位，邻近壳外壳层上的某一个位置上。于是原子的内壳层上有了一个空位，邻近壳层上的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间的电子跃迁。这种跃迁层上的电子

20、便来填空，这样就发生相邻壳层之间的电子跃迁。这种跃迁层上的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间的电子跃迁。这种跃迁层上的电子便来填空，这样就发生相邻壳层之间的电子跃迁。这种跃迁将发射出线状的将发射出线状的将发射出线状的将发射出线状的X X X X射线。射线。射线。射线。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页 显然，这种显然，这种显然，这种显然，这种X X X X射线与靶金属原子的结构有关，因此称其为标识射线与靶金属原子的结构有关，因此称其为标识射线与靶金属原子的结构有关，因此称其为标识射线与靶金属原子的结构有关，因此称其为标识X X X X射线射线射线

21、射线或特征或特征或特征或特征X X X X射线。标识射线。标识射线。标识射线。标识X X X X射线通常频率很高，波长很短。射线通常频率很高，波长很短。射线通常频率很高，波长很短。射线通常频率很高，波长很短。3.1.33.1.33.1.33.1.3射线的衰减射线的衰减射线的衰减射线的衰减 射线透过物质后就失去了一部分能量，这种现象称为射线的衰减。射线透过物质后就失去了一部分能量，这种现象称为射线的衰减。射线透过物质后就失去了一部分能量，这种现象称为射线的衰减。射线透过物质后就失去了一部分能量，这种现象称为射线的衰减。1.1.1.1.射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用射

22、线与物质的相互作用 射线与物质的相互作用主要有下列三种主要过程：光电效应、康普射线与物质的相互作用主要有下列三种主要过程：光电效应、康普射线与物质的相互作用主要有下列三种主要过程：光电效应、康普射线与物质的相互作用主要有下列三种主要过程：光电效应、康普顿效应和电子对的产生。这三种过程的共同点是都产生电子，然后电离顿效应和电子对的产生。这三种过程的共同点是都产生电子，然后电离顿效应和电子对的产生。这三种过程的共同点是都产生电子，然后电离顿效应和电子对的产生。这三种过程的共同点是都产生电子，然后电离或激发物质中的其他原子。此外，还有少量的汤姆逊效应。或激发物质中的其他原子。此外，还有少量的汤姆逊效

23、应。或激发物质中的其他原子。此外，还有少量的汤姆逊效应。或激发物质中的其他原子。此外，还有少量的汤姆逊效应。（1 1 1 1）光电效应。在普朗克概念中每束射线都是一个具有能量为）光电效应。在普朗克概念中每束射线都是一个具有能量为）光电效应。在普朗克概念中每束射线都是一个具有能量为）光电效应。在普朗克概念中每束射线都是一个具有能量为E=hvE=hvE=hvE=hv的光子。光子运动时保持着它的全部动能。光子能够撞击物质中原子轨的光子。光子运动时保持着它的全部动能。光子能够撞击物质中原子轨的光子。光子运动时保持着它的全部动能。光子能够撞击物质中原子轨的光子。光子运动时保持着它的全部动能。光子能够撞击

24、物质中原子轨道上的电子，在光电效应（见道上的电子，在光电效应（见道上的电子，在光电效应（见道上的电子，在光电效应（见图图图图3-23-23-23-2）时释放出全部能量。光子的一部分）时释放出全部能量。光子的一部分）时释放出全部能量。光子的一部分）时释放出全部能量。光子的一部分能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于能量把电子从原子中逐出去，剩余的能量则作为电子的动能被带走，于是该电子又在物质中引起新的电离。是该电子又在物质中引起新的电离。是该电子又在

25、物质中引起新的电离。是该电子又在物质中引起新的电离。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页 当光子的能量低于当光子的能量低于当光子的能量低于当光子的能量低于1MeV1MeV1MeV1MeV时，光电效应是极为重要的过程。另外，光时，光电效应是极为重要的过程。另外，光时，光电效应是极为重要的过程。另外，光时，光电效应是极为重要的过程。另外，光电效应更容易在原子序数高的物质中产生，如在铅（电效应更容易在原子序数高的物质中产生，如在铅（电效应更容易在原子序数高的物质中产生，如在铅（电效应更容易在原子序数高的物质中产生，如在铅（Z=82Z=82Z=82Z=82）

26、中产生光电）中产生光电）中产生光电）中产生光电效应的程度比铜（效应的程度比铜（效应的程度比铜（效应的程度比铜（Z=29Z=29Z=29Z=29）中大得多。）中大得多。）中大得多。）中大得多。（2 2 2 2）康普顿效应。在康普顿效应（见）康普顿效应。在康普顿效应（见）康普顿效应。在康普顿效应（见）康普顿效应。在康普顿效应（见图图图图3-33-33-33-3）中，一个光子撞击一）中，一个光子撞击一）中，一个光子撞击一）中，一个光子撞击一个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和初始方个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和初始方个电子时只释放出它的一部分能量，结果光

27、子的能量减弱并在和初始方个电子时只释放出它的一部分能量，结果光子的能量减弱并在和初始方向成向成向成向成角的方向上散射，而电子则在和射线初始方向成角的方向上散射，而电子则在和射线初始方向成角的方向上散射，而电子则在和射线初始方向成角的方向上散射，而电子则在和射线初始方向成 角的方向上散角的方向上散角的方向上散角的方向上散射。这一过程同样服从于能量守恒定律，即电子所具有的动能为入射光射。这一过程同样服从于能量守恒定律，即电子所具有的动能为入射光射。这一过程同样服从于能量守恒定律，即电子所具有的动能为入射光射。这一过程同样服从于能量守恒定律，即电子所具有的动能为入射光子和散射光子的能量之差，最后电子

28、在物质中因电离原子而损失其能量。子和散射光子的能量之差，最后电子在物质中因电离原子而损失其能量。子和散射光子的能量之差，最后电子在物质中因电离原子而损失其能量。子和散射光子的能量之差，最后电子在物质中因电离原子而损失其能量。在绝大多数的轻金属中，射线的能量在在绝大多数的轻金属中，射线的能量在在绝大多数的轻金属中，射线的能量在在绝大多数的轻金属中，射线的能量在0.20.20.20.23MeV3MeV3MeV3MeV范围时，康普顿效范围时，康普顿效范围时，康普顿效范围时，康普顿效应是极为重要的效应。康普顿效应随着射线能量的增加而减小，其大小应是极为重要的效应。康普顿效应随着射线能量的增加而减小，其

29、大小应是极为重要的效应。康普顿效应随着射线能量的增加而减小，其大小应是极为重要的效应。康普顿效应随着射线能量的增加而减小，其大小也取决于物质原子中的电子数。在中等原子序数的物质中，射线的衰减也取决于物质原子中的电子数。在中等原子序数的物质中，射线的衰减也取决于物质原子中的电子数。在中等原子序数的物质中，射线的衰减也取决于物质原子中的电子数。在中等原子序数的物质中，射线的衰减主要是由康普顿效应引起，在射线防护时主要侧重于康普顿效应。主要是由康普顿效应引起，在射线防护时主要侧重于康普顿效应。主要是由康普顿效应引起，在射线防护时主要侧重于康普顿效应。主要是由康普顿效应引起，在射线防护时主要侧重于康普

30、顿效应。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页（3 3 3 3）电子对的产生。一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能）电子对的产生。一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能）电子对的产生。一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能）电子对的产生。一个具有足够能量的光子释放出它的全部动能而形成一个电子和一个正电子，这样的过程称为电子对的产生。电子对而形成一个电子和一个正电子，这样的过程称为电子对的产生。电子对而形成一个电子和一个正电子，这样的过程称为电子对的产生。电子对而形成一个电子和一个正电子，这样的过程称为电子对的产生。电子对的产生发生在原子核附近（

31、见的产生发生在原子核附近（见的产生发生在原子核附近（见的产生发生在原子核附近（见图图图图3-43-43-43-4），因为只有这样才能使能量守恒。），因为只有这样才能使能量守恒。），因为只有这样才能使能量守恒。），因为只有这样才能使能量守恒。由于产生电子对所需最小的能量为由于产生电子对所需最小的能量为由于产生电子对所需最小的能量为由于产生电子对所需最小的能量为0.51MeV0.51MeV0.51MeV0.51MeV，所以光子能量，所以光子能量，所以光子能量，所以光子能量hvhvhvhv必须大于必须大于必须大于必须大于1.02MeV1.02MeV1.02MeV1.02MeV。当能量超过当能量超过当

32、能量超过当能量超过1.02MeV1.02MeV1.02MeV1.02MeV的光子把能量一部分用于产生电子对，剩下的传的光子把能量一部分用于产生电子对，剩下的传的光子把能量一部分用于产生电子对，剩下的传的光子把能量一部分用于产生电子对，剩下的传递给电子和正电子作为动能时，一部分能量传给原子核以满足动量守恒。递给电子和正电子作为动能时，一部分能量传给原子核以满足动量守恒。递给电子和正电子作为动能时，一部分能量传给原子核以满足动量守恒。递给电子和正电子作为动能时，一部分能量传给原子核以满足动量守恒。在物质中电子和正电子都是通过原子的电离而损失动能，在消失过程中在物质中电子和正电子都是通过原子的电离而

33、损失动能，在消失过程中在物质中电子和正电子都是通过原子的电离而损失动能，在消失过程中在物质中电子和正电子都是通过原子的电离而损失动能，在消失过程中正电子和物质中的电子相互作用，从而成为能量各为正电子和物质中的电子相互作用，从而成为能量各为正电子和物质中的电子相互作用，从而成为能量各为正电子和物质中的电子相互作用，从而成为能量各为0.51MeV0.51MeV0.51MeV0.51MeV的两个光子，的两个光子，的两个光子，的两个光子，它们在物质中又可以通过光电效应和康普顿效应进一步相互作用。它们在物质中又可以通过光电效应和康普顿效应进一步相互作用。它们在物质中又可以通过光电效应和康普顿效应进一步相

34、互作用。它们在物质中又可以通过光电效应和康普顿效应进一步相互作用。由于产生电子对的能量条件要达到不小于由于产生电子对的能量条件要达到不小于由于产生电子对的能量条件要达到不小于由于产生电子对的能量条件要达到不小于1.02MeV1.02MeV1.02MeV1.02MeV，所以电子对的产，所以电子对的产，所以电子对的产，所以电子对的产生只有在高能射线中才是重要的过程，该过程正比于吸收体的原子序数生只有在高能射线中才是重要的过程，该过程正比于吸收体的原子序数生只有在高能射线中才是重要的过程，该过程正比于吸收体的原子序数生只有在高能射线中才是重要的过程，该过程正比于吸收体的原子序数的平方，所以高原子序数

35、的物质电子对的产生也是重要的过程。的平方，所以高原子序数的物质电子对的产生也是重要的过程。的平方，所以高原子序数的物质电子对的产生也是重要的过程。的平方，所以高原子序数的物质电子对的产生也是重要的过程。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页（4 4 4 4）汤姆逊效应。射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射波）汤姆逊效应。射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射波）汤姆逊效应。射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射波）汤姆逊效应。射线与物质中带电粒子相互作用，产生与入射波长相同的散射线的现象叫做汤姆逊效应。这种散射线可以产生干涉，能长相同的散射线的

36、现象叫做汤姆逊效应。这种散射线可以产生干涉，能长相同的散射线的现象叫做汤姆逊效应。这种散射线可以产生干涉，能长相同的散射线的现象叫做汤姆逊效应。这种散射线可以产生干涉，能量衰减十分微小，如量衰减十分微小，如量衰减十分微小，如量衰减十分微小，如图图图图3-53-53-53-5所示。所示。所示。所示。光电效应、康普顿效应、汤姆逊效应和电子对的产生是射线和物质光电效应、康普顿效应、汤姆逊效应和电子对的产生是射线和物质光电效应、康普顿效应、汤姆逊效应和电子对的产生是射线和物质光电效应、康普顿效应、汤姆逊效应和电子对的产生是射线和物质相互作用的主要方式。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，相互作

37、用的主要方式。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，相互作用的主要方式。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，相互作用的主要方式。光电效应和康普顿效应随射线能量的增加而减少，电子对的产生则随射线能量的增加而增加，四种效应的共同结果是使射电子对的产生则随射线能量的增加而增加，四种效应的共同结果是使射电子对的产生则随射线能量的增加而增加，四种效应的共同结果是使射电子对的产生则随射线能量的增加而增加，四种效应的共同结果是使射线在透过物质时能量产生衰减。线在透过物质时能量产生衰减。线在透过物质时能量产生衰减。线在透过物质时能量产生衰减。2.2.2.2.射线的衰减定律和衰减曲线射线的衰减定律

38、和衰减曲线射线的衰减定律和衰减曲线射线的衰减定律和衰减曲线 射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、康普顿射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、康普顿射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、康普顿射线的衰减是由于射线光子与物体相互作用产生光电效应、康普顿效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散射而引起的。由效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散射而引起的。由效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散射而引起的。由效应、汤姆逊效应或电子对的产生，使射线被吸收和散射而引起的。由此可知，当射线通过物质时随着贯穿行程的增加，则射线的衰减越严

39、重，此可知，当射线通过物质时随着贯穿行程的增加，则射线的衰减越严重，此可知，当射线通过物质时随着贯穿行程的增加，则射线的衰减越严重，此可知，当射线通过物质时随着贯穿行程的增加，则射线的衰减越严重，亦即物质越厚，则穿透它的射线衰减的程度也越大。亦即物质越厚，则穿透它的射线衰减的程度也越大。亦即物质越厚，则穿透它的射线衰减的程度也越大。亦即物质越厚，则穿透它的射线衰减的程度也越大。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回下一页上一页 射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射线的性质射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射线的性质射线衰减的程度不仅与透

40、过物质的厚度有关，而且还与射线的性质射线衰减的程度不仅与透过物质的厚度有关，而且还与射线的性质（波长）、物体的性质（密度和原子序数）有关。一般来讲，射线的波（波长）、物体的性质（密度和原子序数）有关。一般来讲，射线的波（波长）、物体的性质（密度和原子序数）有关。一般来讲，射线的波（波长）、物体的性质（密度和原子序数）有关。一般来讲，射线的波长越小，衰减越小，物质的密度及原子序数增大，射线衰减也增大。但长越小，衰减越小，物质的密度及原子序数增大，射线衰减也增大。但长越小，衰减越小，物质的密度及原子序数增大，射线衰减也增大。但长越小，衰减越小，物质的密度及原子序数增大，射线衰减也增大。但它们之间的

41、关系并不是简单的直线关系，而是成指数关系的衰减。它们之间的关系并不是简单的直线关系，而是成指数关系的衰减。它们之间的关系并不是简单的直线关系，而是成指数关系的衰减。它们之间的关系并不是简单的直线关系，而是成指数关系的衰减。3.1 3.1 射线的产生、性质及其衰减射线的产生、性质及其衰减返回上一页 射线检测按其所使用的射线源种类不同，分为射线检测按其所使用的射线源种类不同，分为射线检测按其所使用的射线源种类不同，分为射线检测按其所使用的射线源种类不同，分为X X X X射线检测和射线检测和射线检测和射线检测和射线检射线检射线检射线检测；按其显示缺陷的方法不同，又可分为射线照相法检测、射线电离法测

42、；按其显示缺陷的方法不同，又可分为射线照相法检测、射线电离法测；按其显示缺陷的方法不同，又可分为射线照相法检测、射线电离法测；按其显示缺陷的方法不同，又可分为射线照相法检测、射线电离法检测、射线荧光屏观察法检测和射线计算机层析成像检测。其基本原理检测、射线荧光屏观察法检测和射线计算机层析成像检测。其基本原理检测、射线荧光屏观察法检测和射线计算机层析成像检测。其基本原理检测、射线荧光屏观察法检测和射线计算机层析成像检测。其基本原理相同，都是利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，由相同，都是利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，由相同，都是利用射线通过物质时的衰减规律，即当

43、射线通过物质时，由相同，都是利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，由于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰减程度则根据其于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰减程度则根据其于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰减程度则根据其于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减。其衰减程度则根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。3.2.13.2.13.2.13.2.1射线照相法射线照相法射线照相法射线照相法

44、 照相法是利用射线感光材料（通常用射线胶片），放在被透照试件照相法是利用射线感光材料（通常用射线胶片），放在被透照试件照相法是利用射线感光材料（通常用射线胶片），放在被透照试件照相法是利用射线感光材料（通常用射线胶片），放在被透照试件的后面接受来自透过试件后不同强度分布的射线，如的后面接受来自透过试件后不同强度分布的射线，如的后面接受来自透过试件后不同强度分布的射线，如的后面接受来自透过试件后不同强度分布的射线，如图图图图3-63-63-63-6所示。因为射所示。因为射所示。因为射所示。因为射线强度与胶片乳剂的摄影作用，在正常条件下成正比，因而胶片在射线线强度与胶片乳剂的摄影作用，在正常条件下

45、成正比，因而胶片在射线线强度与胶片乳剂的摄影作用，在正常条件下成正比，因而胶片在射线线强度与胶片乳剂的摄影作用，在正常条件下成正比，因而胶片在射线作用下形成潜影，经暗室处理后，就会显示出物体的结构图像。根据底作用下形成潜影，经暗室处理后，就会显示出物体的结构图像。根据底作用下形成潜影，经暗室处理后，就会显示出物体的结构图像。根据底作用下形成潜影，经暗室处理后，就会显示出物体的结构图像。根据底片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无片上影像的形状及其黑度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无片上影像的形状及其黑

46、度的不均匀程度，就可以评定被检测试件中有无缺陷及缺陷的性质、形状、大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观缺陷及缺陷的性质、形状、大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观缺陷及缺陷的性质、形状、大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观缺陷及缺陷的性质、形状、大小和位置。此法的优点是灵敏度高、直观可靠、重复性好，是射线检测法中应用最广的一种常规方法。可靠、重复性好，是射线检测法中应用最广的一种常规方法。可靠、重复性好，是射线检测法中应用最广的一种常规方法。可靠、重复性好，是射线检测法中应用最广的一种常规方法。3.2 3.2 射线检测方法及其原理射线检测方法及其原理返回下一页 本章将对其做重点介绍。由于

47、生产和科研需要，还用放大照相和闪本章将对其做重点介绍。由于生产和科研需要，还用放大照相和闪本章将对其做重点介绍。由于生产和科研需要，还用放大照相和闪本章将对其做重点介绍。由于生产和科研需要，还用放大照相和闪光照相法以弥补常规照相法的不足。光照相法以弥补常规照相法的不足。光照相法以弥补常规照相法的不足。光照相法以弥补常规照相法的不足。1.1.1.1.放大照相放大照相放大照相放大照相 放大照相是为了检测微小缺陷而设计的一种方法，分为接触式和投放大照相是为了检测微小缺陷而设计的一种方法，分为接触式和投放大照相是为了检测微小缺陷而设计的一种方法，分为接触式和投放大照相是为了检测微小缺陷而设计的一种方法

48、，分为接触式和投影式两种。影式两种。影式两种。影式两种。（1 1 1 1）接触式放大照相法。接触式放大照相法是用常规射线照相方法）接触式放大照相法。接触式放大照相法是用常规射线照相方法）接触式放大照相法。接触式放大照相法是用常规射线照相方法）接触式放大照相法。接触式放大照相法是用常规射线照相方法结合光学放大原理，采用结合光学放大原理，采用结合光学放大原理，采用结合光学放大原理，采用1010101050505050倍显微观察镜获得底片放大影像，适用倍显微观察镜获得底片放大影像，适用倍显微观察镜获得底片放大影像，适用倍显微观察镜获得底片放大影像，适用于薄壁试件。采用这种技术时，第一，在放大底片上总

49、的几何不清晰度于薄壁试件。采用这种技术时，第一，在放大底片上总的几何不清晰度于薄壁试件。采用这种技术时，第一，在放大底片上总的几何不清晰度于薄壁试件。采用这种技术时，第一，在放大底片上总的几何不清晰度不能超过常规射线照相法的允许范围，为不能超过常规射线照相法的允许范围，为不能超过常规射线照相法的允许范围，为不能超过常规射线照相法的允许范围，为0.25mm0.25mm0.25mm0.25mm左右，即放大后底片和左右，即放大后底片和左右，即放大后底片和左右，即放大后底片和没有放大的底片其几何不清晰度应基本相同。第二，射线感光胶片必须没有放大的底片其几何不清晰度应基本相同。第二，射线感光胶片必须没有

50、放大的底片其几何不清晰度应基本相同。第二，射线感光胶片必须没有放大的底片其几何不清晰度应基本相同。第二，射线感光胶片必须是细晶粒的，放大倍数一般为是细晶粒的，放大倍数一般为是细晶粒的，放大倍数一般为是细晶粒的，放大倍数一般为3 3 3 310101010倍，如采用超微粒胶片其放大倍数可倍，如采用超微粒胶片其放大倍数可倍，如采用超微粒胶片其放大倍数可倍，如采用超微粒胶片其放大倍数可达达达达200200200200倍，所以又称为显微照相。倍，所以又称为显微照相。倍，所以又称为显微照相。倍，所以又称为显微照相。3.2 3.2 射线检测方法及其原理射线检测方法及其原理返回下一页上一页（2 2 2 2）