第一讲射线照相检验技术的基础

1　射线分类和射线衰减规律1 .1　概述射线按其产生和特点常分为二类 :电磁辐射和粒子辐射。虽然 X射线、γ射线产生的机制不同 ,能量也可以不同 ,但它们的量子都是光量子 (光子 ) ,都是电磁辐射。而 α粒子、电子、中子和质子等都是粒子辐射。电磁辐射通过光量子和物质相互作用。光量子不带电 ,在与物质相互作用过程中 ,光量子的能量转移给物质原子的电子或转化为其它粒子。在与物质原子的一次碰撞中 ,损失其大部分能量或全部能量。在穿过物质时 ,其强度按指数规律减弱。对一定能区的电磁辐射 ,与物质的相互作用主要有光电效应、康普顿效…     

对射线强度衰减律的一种理解

1 问题的提出提及辐射场中任何一点的射线强度时,都常涉及两个衰减因素,即:①距离衰减或称扩散衰减,衰减的定量适用平方反比定律.②射线穿过物质(厚度为T)后的衰减,其计算式如下I=I_0e~(-μT) (1)式中I_0——入射射线强度I——透过物质后的射线强度T——射线透过的物质厚度μ——物质对射线的衰减系数现在多将公式(1)称为射线强度衰减律.现在有些教材,在讲述射线强度衰减时,只讲到射线穿透物质T后的衰减,且假定射线束是平行的,见图1.     

能、能源

<正>能又称能量,是物质运动的一种度量。对应于物质的各种运动形式,能量也有多种形式。能的形态与物质的运动形式相对应,能有6类:(1)机械能是指物体或物质系统因作机械运动而具有的能,如固体和液体的动能、势能、弹性能、表面张力能等;(2)内能是物体因内部微观粒子的热运动而具有的能。其大小等于宏观物体内所有分子热运动的动能、分子间相互作用的势能以及分子内原子、电子等运动的能量的总和;(3)电磁能是彼此相互联系的交流电场和磁场所具有的能,包括静电能、电磁能、磁能等,通过发电机、电动     

X射线辐照装置的应用

利用X射线辐照装置、放射性核素、电子加速器等辐射源，对生物体或材料进行辐照加工是基于高新技术的新兴产业。所谓辐照加工，就是利用电离辐射与物质相互作用的物理效应、化学效应和生物效应，对物质进行加工处理的过程。     

关于康普顿效应的两个问题

众所周知,在射线探伤的能量范围内,康普顿效应是射线与工件作用的主要效应。然而对这一主要效应在理论上至今还有两方面的分歧: (1)产生康普顿效应时,入射光子的作用对象。 (2)康普顿散射的线衰减系数fc与物质原子序数Z的关系。 笔者想就以上问题阐述自己的观点,并讨论影响吼的因素。     

台阶型厚度变化板中导波的研究

针对单一模式导波入射的情况，利用混合边界元模型计算台阶型散射区域的反射系数和透射系数与各种入射模式、入射频率以及台阶高度变化的关系，研究在单一模式导波入射时导波与散射体的相互作用。研究结果可用来提高无损检测工程中的检测灵敏度与能量的穿透能力，尤其是在那些发生了台阶状厚度变化波导中的情形。     

射线照相检验中X射线强度衰减的数值分析

应用Kulenkampff的射线强度经验公式,对工业射线照相检测中的X射线连续谱强度及衰减特性提出了一种理论近似算法。以钢材为例,应用Newton-Cotes梯形数值计算方法,结合Matlab软件模拟计算,得到了不同能量的X射线的相对强度随材料厚度变化的吸收曲线,以及平均衰减系数、半值层及其变化曲线,并与射线强度衰减理论相符。通过在T=0时与解析计算结果比较,该计算方法偏差3%,能满足射线检测技术的需要。研究结果表明,所采用的近似算法具有普适性和实用性,在射线照相检测过程中可以对各种材料的X射线衰减特性进行有效的理论分析。     

X射线ICT检测中康普顿散射效应的影响与修正

在X射线工业计算机层析检测(ICT)中,由于X射线与物质作用发生康普顿散射效应,有用信息连同散射光子一起进入探头形成伪影。运用康普顿散射强度方程,结合X射线与物质相互作用的特性,推出X射线ICT中的散射修正公式,并由圆形截面工件散射模型,求出圆形截面工件的具体计算积分限。从探测器探测到的总光子数中减去康普顿散射光子数,即可有效去除散射光子造成的伪影。     

第十一讲辐射防护

1　辐射防护概述辐射 ,即通常所称的射线 ,按它与物质相互作用引起的电离情况可分为 (致 )电离辐射和非 (致 )电离辐射两类。任何射线与物质作用 ,无论是直接作用或间接作用 ,凡引起物质电离的辐射称为电离辐射 ,不能引起物质电离的辐射称为非电离辐射。电离辐射中包括直接致电离粒子和间接致电离粒子。直接致电离粒子 (如电子、β射线、质子、α粒子等带电粒子 )具有足够的动能 ,通过碰撞引起物质电离 ;间接致电离粒子 (如中子、光子等非带电粒子 )与物质作用时能够释放直接致电离粒子或引起原子核变化。非电离辐射 (如红外线、微波等 )能…     

X射线源透射式工业计算机断层扫描成像技术在复合材料工件检测中的散射修正

在X射线源透射式工业计算机断层扫描成像技术（X-TICT）中，X射线透射物质时，发生了Compton光子散射现象，有用信息连同散射光子一起进入探头形成伪影。因此，必须进行散射修正。利用X射线透射物质时X光子散射遵循的Compton散射强度方程，结合X射线与物质相互作用的特性，建立了有效去除X—TICT在复合材料工件检测中光子散射问题造成的图像伪影的散射修正模型。探头的总计数减去散射光子数，即可有效去除X-TICT在复合材料工件检测中散射光子造成的伪影。     

如何确定有效透照长度

确定一次透照长度L3（也叫有效透照长度Leff）是射线无损检测工艺规范的一项重要工作内容。一次透照长度是指采用分段曝光时，每次曝光所检测的焊缝长度，应符合相应透照质量等级的黑度和像质指数的规定。在射线检测中，由于射线源的锥形扩散，使射线在物体内的行程不等，即存在厚度差；垂直于物体入射的行程短于倾斜入射于物体的行程，反应在底片上，厚度大的地方对应的黑度小，厚度小的地方对应的黑度大，厚度差的存在不仅影响底片的黑度，而且使影像畸变，降低了检测灵敏度，图1是平板工件和环形工件穿透厚度差的形成示意图。式中K—T…     

X射线TICT中能谱硬化修正模型的数值分析

工业计算机断层扫描成像中，由于X射线能谱具有多色性，X射线在透射物质时，能量较低的射线优先被吸收，也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小，射线随透射厚度增大，变得更易穿透，即发生了能谱硬化现象。对能谱硬化现象进行了分析，利用Beer定律和X射线与物质作用的特点，提出了能谱硬化修正模型和数值分析，结合Simpson公式，导出了X射线TICT中修正模型的数值解法及其修正方法。对修正后的衰减系数再作卷积反投影重构，即可有效消除能谱硬化造成的影响。     

第十讲电子质子射线照相检验技术与辐射测量技术

1　电子射线照相检验技术1 .1　概述1 897年 JJThomson发现了电子。从 1 858年起 ,一些科学家在研究真空放电时就发现 ,在真空管的负极上有一种射线射出 ,并称其为阴极射线。 1 879年 W Crookes发现这种射线在磁场中会发生偏转 ,证明阴极射线是一种带电粒子束。Thomson测定了阴极射线的荷质比 ,确定阴极射线由带负电的粒子组成 ,这就是电子。电子是人类发现的第一个基本粒子 ,它揭示了原子具有复杂的结构。大多数物质在 X射线照射下将发射电子 ,电子射线照相技术就是利用这些电子来进行射线照相的技术。电子的穿透能力很低 ,因此电子射线…     

连续能谱X-CT投影仿真算法

针对X射线的能谱分布、量子解释以及模体材料对X射线的衰减特性,提出了基于射线强度衰减的连续能谱投影仿真算法。该算法首先将连续X射线谱离散成若干个相邻的窄束能谱,同时为了更逼真地反映连续X射线谱,采用分段曲线拟合的方法拟合每段窄束能谱上的能谱函数以及在该段上衰减系数关于射线能量的函数,再根据多色射线的衰减规律进行投影仿真,最后进行融合,得到连续能谱X-CT的投影数据。对该算法得到的投影进行CT重建,显示了预期的射束硬化效果,逼真地仿真了实际CT系统的投影过程。     

第七讲射线实时成象检验技术

1　概述射线实时成象检验技术是随着成象物体的变动图象迅速改变的电子学成象方法 ,它与胶片射线照相检验技术几乎是同时发展的。早期的射线实时成象检验系统是 X射线荧光检验系统 ,它采用荧光屏将 X射线照相的强度分布转换为可见光图象。 50年代左右引入了电视系统 ,通过电视摄象 ,在监视器上观察图象。由于存在图象亮度低 (仅为 0 .3× 1 0 -3cd/m2左右 )、颗粒粗、对比度梯度低等缺点 ,荧光屏图象的细节和灵敏度都低于胶片图象 ,观察这种图象需 30 min的眼睛暗适应时间 ,这限制了该技术的实际应用。这种系统主要应用于轻合金铸件、薄焊…     

LiB化合物X射线衍射强度计算与晶胞中电子密度分布

讨论了LiB化合物X射线衍射的实验方法及衍射强度计算模型,并对该物相的电子密度函数进行了分析,结果表明,在经过对X射线的透射效应和Debye因子各向异性的简化修正后,X射线衍射强度理论值与实验结果吻合很好,电子密度函数分析表明,在LiB单胞中沿[001]方向B与B之间存在高密度电子分布,Li原子的电子向B原子发生了转移,进一步支持了LiB化合物中B在[001]方向以供价健相连及元素Li以Li^ 状态存在的观点。     

活性反应离子镀TiN试验研究

一、引言离子镀(Ion Plating)是由D.M.Mattox于1963年首先提出,经过二十年的试验研究而发展起来的现代镀膜技术。它是在真空室中使气体或被蒸发物质离化,在气体离子或被蒸发物质离子冲击作用的同时把蒸发物或其反应产物蒸镀在基体上的方法。在离子镀的过程中,气体或被蒸发的金属原子进入等离子区有一部分被电离,离子受到电场的加速作用对准基体加速前进,因此入射到基板时就带有较高的能量,在此,膜层的成核与生长所需的     

边界元法用于兰姆波与表面缺陷相互作用的研究

介绍一种将传统边界元法和兰姆波的本征模式函数相结合的混合边界元法，以此计算兰姆波在板材内部传播时遇到障碍物或不连续界面时所发生的反射（或透射）问题，得到了若干频率入射兰姆波与板中不同深度缺陷相互作用的关系。数值计算结果表明，兰姆波与板中不连续体相互作用后存在模式转换现象，此工作对板材兰姆波的快速无损检测有一定的借鉴作用。     

射线数字成像检测技术

介绍多种射线数字成像(DR)系统的组成及成像机理，分析其性能指标、优缺点及应用领域。光子放大的DR系统(如图像增强器DR系统)实时性好，但适应的射线能量低，检测灵敏度相对较低；其它系统的检测灵敏度较高但成像时间较长。DR系统成像方式的主要区别在于射线探测器，除射线转换方式外，影响系统检测灵敏度的主要因素是散射噪声和量子噪声；可采用加准直器和光量子积分降噪的方法提高检测灵敏度。     

X-ICT中连续谱服从Gauss分布的硬化修正研究

在X射线工业计算机断层扫描成像技术(X-ICT)中,X射线源的能谱I0(E)为入射强度随能量E的分布函数。而分布函数I0(E)与E的关系随X射线管电压不同而变化,需要通过试验测定。入射强度分布函数是大量光子运动的统计规律,由于Gauss分布在统计中的普遍性,同时,相关文献对X射线源能谱的试验研究分析,表明X射线源能谱与Gauss分布的相似性,因此可用Gauss分布来描叙X射线源连续谱I0(E)的分布规律。提出了X-ICT中X射线能谱服从Gauss分布的硬化修正模型和新的软件修正程序方法。