x射線檢測方法

① 射線檢測原理是什麼

射線探傷是利用射線可穿透物質和在物質中有衰減的特性來發現缺陷的一種探傷方法。按探傷所使用的射線不同，可分為X射線探傷、γ射線探傷、高能射線探傷三種。由於其顯示缺陷的方法不同，每種射線探傷又分電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業電視法。射線檢驗主要用於檢驗焊縫內部的裂紋、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。

② 射線檢測方法在工業測量中有哪些優勢

射線檢測X射線檢測方法主要在現場用於板厚較小的壓力容器對接焊縫內部埋藏缺陷的檢測，因為薄板採用超聲檢測有一定難度，而採用射線檢測不需要太高的管電壓。300KV攜帶型X射線機透照厚度一般小於40mm，420KV移動式X射線機和Ir192γ射線機透照厚度均小於100mm.
對於人體不能進入的壓力容器以及不能採用超聲檢測的多層包紮壓力容器和球形壓力容器通常採用Ir192或75Se等同位素進行γ射線透照。另外，射線檢測也常用於在用壓力容器檢驗中對超聲檢測發現缺陷的復檢，以進一步確定缺陷的性質，為缺陷返修提供依據。
但是，一般對於板厚較大工件中的裂紋檢出率較低，有時，通過改變透照角度來發現缺陷。
射線檢測可作為壓力容器無損檢測的有效方法之一，主要用在壓力容器製造過程中檢測其焊縫。
射線檢測的優點：暴露於射線並經處理的膠片可給出受檢工件材質內部缺陷生成的直觀圖像，可做到定性定量准確，直接記錄的檢測結果可長期保存。對體積型缺陷，諸如氣孔、夾渣等，檢出率高。
射線檢測的缺點：對面積型缺陷，諸如裂紋、末熔合等，如果照相角度不適當，則比較容易漏檢；射線檢測應用的局限性是成本高，且射線檢測操作中需嚴格防護，以免射線傷害人體。

③ 射線探傷的射線探傷（x、γ）方法介紹

工業上常用的射線探傷方法為X射線探傷和γ射線探傷。指使用電磁波對金屬工件進行檢測，同X線透視類似。射線穿過材料到達底片，會使底片均勻感光；如果遇到裂縫、洞孔以及夾渣等缺陷，一般將會在底片上顯示出暗影區來。這種方法能檢測出缺陷的大小和形狀，還能測定材料的厚度。
X 射線是在高真空狀態下用高速電子沖擊陽極靶而產生的。γ射線是放射性同位素在原子蛻變過程中放射出來的。兩者都是具有高穿透力、波長很短的電磁波。不同厚度的物體需要用不同能量的射線來穿透，因此要分別採用不同的射線源。例如由X射線管發出的X射線（當電子的加速電壓為400千伏時），放射性同位素60Co所產生的γ射線和由 20兆電子伏直線加速器所產生的X射線，能穿透的最大鋼材厚度分別約為90毫米、230毫米和600毫米。 工業射線照相探傷中使用的低能X射線機，簡單地說是由四部分組成：射線發生器（X射線管）、高壓發生器、冷卻系統、控制系統。當各部分獨立時，高壓發生器與射線發生器之間應採用高壓電纜連接。
按照X射線機的結構，X射線機通常分為三類，攜帶型X射線機、移動式X射線機、固定式X射線機。
攜帶型X射線機採用組合式射線發生器，其X射線管、高壓發生器、冷卻系統共同安裝在一個機殼中，也簡單地稱為射線發生器，在射線發生器中充滿絕緣介質。整機由兩個單元構成，即控制器和射線發生器，它們之間由低壓電纜連接。在射線發生器中所充的絕緣介質，較早時為高抗電強度的變壓器油，其抗電強度應不小於30～50kV/2.5mm。現在多數充填的絕緣介質是六氟化硫（SF6），以減輕射線發生器的重量。
X射線機的核心器件是X射線管，普通X射線管主要由陽極、陰極和管殼構成。
x射線是由x射線管加高壓電激發而成，可以通過所加電壓，電流來調節x射線的強度。
對低壓X射線機，輸入X射線管的能量只有很少部分轉換為X射線，大部分轉換成熱，所以對於X射線機來說要保證良好的散熱。
X射線機的主要技術性能可歸納為五個：工作負載特性、輻射強度、焦點尺寸、輻射角、漏泄輻射劑量。在選取X射線機時應考慮上述性能是否適應所進行的工作。 γ射線機用放射性同位素作為γ射線源輻射γ射線，它與X射線機的一個重要不同是γ射線源始終都在不斷地輻射γ射線，而X射線機僅僅在開機並加上高壓後才產生X射線，這就使γ射線機的結構具有了不同於X射線機的特點。γ射線是由放射性元素激發，能量不變。強度不能調節，只隨時間成指數倍減小。
將γ射線探傷機分為三種類型：手提式、移動式、固定式。手提式γ射線機輕便，體積小、重量小，便於攜帶，使用方便。但從輻射防護的角度，其不能裝備能量高的γ射線源。
γ射線機主要由五部分構成：源組件（密封γ射線源）、源容器（主機體）、輸源（導）管、驅動機構和附件。
γ射線機與X射線機比較具有設備簡單、便於操作、不用水電等特點，但γ射線機操作錯誤所引起的後果將是十分嚴重，因此，必須注意γ射線機的操作和使用。按照國家的有關規定，使用γ射線機的單位涉及到放射性同位素，因此，單位必須申領放射性同位素使用許可證，操作人員，應經過專門的培訓，並應取得放射工作人員證。
射線探傷要用放射源發出射線，對人的傷害極大，操作不慎會導致人員受到輻射，患白血病的概率增加。操作人員應穿好防護服，並注意放射源的妥善保存。

④ 放射性測量方法

放射性測量方法按放射源不同可分為兩大類:一類是天然放射性方法，主要有γ測量法、α測量法等;另一類是人工放射性方法，主要有X射線熒光法、中子法等。表7.1給出了幾種放射性測量方法的簡單對比。

7.1.2.1 γ測量

γ測量法是利用輻射儀或能譜儀測量地表岩石或覆蓋層中放射性核素產生的γ射線，根據射線能量的不同判別不同的放射性元素，而根據活度的不同確定元素的含量。γ測量可分為航空γ測量、汽車γ測量、地面(步行)γ測量和γ測井，其物理基礎都是相同的。

根據所記錄的γ射線能量范圍的不同，γ測量可分為γ總量測量和γ能譜測量。

(1)γ總量測量

γ總量測量簡稱γ測量，它探測的是超過某一能量閾值的鈾、釷、鉀等的γ射線的總活度。γ總量測量常用的儀器是γ閃爍輻射儀，它的主要部分是閃爍計數器。閃爍體被入射的γ射線照射時會產生光子，光子經光電倍增管轉換後，成為電信號輸出，由此可記錄γ射線的活度。γ輻射儀測到的γ射線是測點附近岩石、土壤的γ輻射、宇宙射線的貢獻以及儀器本身的輻射及其他因素的貢獻三項之和，其中後兩項為γ輻射儀自然底數(或稱本底)。要定期測定儀器的自然底數，以便求出與岩石、土壤有關的γ輻射。岩石中正常含量的放射性核素所產生的γ射線活度稱為正常底數或背景值，各種岩石有不同的正常底數，可以按統計方法求取，作為正常場值。

表7.1 幾種放射性法的簡單對比

續表

(2)γ能譜測量

γ能譜測量記錄的是特徵譜段的γ射線，可區分出鈾、釷、鉀等天然放射性元素和銫－137、銫－134、鈷－60等人工放射性同位素的γ輻射。其基本原理是不同放射性核素輻射出的γ射線能量是不同的，鈾系、釷系、鉀－40和人工放射性同位素的γ射線能譜存在著一定的差異，利用這種差異選擇幾個合適的譜段作能譜測量，能推算出介質中的鈾、釷、鉀和其他放射性同位素的含量。

為了推算出岩石中鈾、釷、鉀的含量，通常選擇三個能譜段，即第一道:1.3～1.6MeV;第二道:1.6～2.0MeV;第三道:2.0～2.9MeV。每一測量道的譜段范圍稱為道寬。由於第一道對應⁴⁰K的γ射線能譜，第二道、第三道則分別主要反映鈾系中的²¹⁴Bi和釷系中的²⁰⁸Tl的貢獻，故常把第一、二、三道分別稱為鉀道、鈾道和釷道。但是，鉀道既記錄了⁴⁰K的貢獻，又包含有鈾、釷的貢獻。同樣，鈾道中也包含釷的貢獻。當進行環境測量時往往增設¹³⁷Cs，¹³⁴Cs，⁶⁰Co等道。

γ能譜測量可以得到γ射線的總計數，鈾、釷、鉀含量和它們的比值(U/Th，U/K，Th/K)等數據，是一種多參數、高效率的放射性測量方法。

7.1.2.2 射氣測量

射氣測量是用射氣儀測量土壤中放射性氣體濃度的一種瞬時測氡的放射性方法。目的是發現浮土覆蓋下的鈾、釷礦體，圈定構造帶或破碎帶，劃分岩層的接觸界限。

射氣測量的對象是²²²Rn，²²⁰Rn，²¹⁹Rn。氡放出的α射線穿透能力雖然很弱(一張紙即可擋住)，但它的運移能力卻很強。氡所到之處能有α輻射，用α輻射儀可方便測定。²²²Rn，²²⁰Rn的半衰期分別為3.8d和56s，前者衰變較後者慢得多，以此可加以區分。

工作時，先在測點位置打取氣孔，深約0.5～1m，再將取氣器埋入孔中，用氣筒把土壤中的氡吸入到儀器里，進行測量。測量完畢，應將儀器中的氣體排掉，以免氡氣污染儀器。

7.1.2.3 Po－210測量

Po－210法，也寫作²¹⁰Po法或釙法，它是一種累積法測氡技術。²¹⁰Po法是在野外採取土樣或岩樣。用電化學處理的方法把樣品中的放射性核素²¹⁰Po置換到銅、銀、鎳等金屬片上，再用α輻射儀測量置換在金屬片上的²¹⁰Po放出來的α射線，確定²¹⁰Po的異常，用來發現深部鈾礦，尋找構造破碎帶，或解決環境與工程地質問題。

直接測氡，易受種種因素的影響，結果變化較大。測量²¹⁰Pb能較好地反映當地²²²Rn的平均情況。²¹⁰Po是一弱輻射體，不易測量，但其後²¹⁰Bi(半衰期5d)的子體²¹⁰Po卻有輻射較強的α輻射，半衰期長(138.4d)。因此，測²¹⁰Po即可了解²¹⁰Pb的情況，並較好地反映²²²Rn的分布規律。²¹⁰Po是²²²Rn的子體，沿有釷的貢獻。這是和γ測量、射氣測量、α徑跡測量的不同之處。只測量²¹⁰Po的α射線，而測不到Po的其他同位素放出的α射線，是因為它們的半衰期不同的緣故。

7.1.2.4 活性炭測量

活性炭法也是一種累積法測氡技術，靈敏度高，效率亦高，而技術簡單且成本低，能區分²²²Rn和²²⁰Rn，適用於覆蓋較厚，氣候乾旱，貯氣條件差的荒漠地區。探測深部鈾礦或解決其他有關地質問題。

活性炭測量的原理是在靜態條件下，乾燥的活性炭對氡有極強的吸附能力，並在一定情況下保持正比關系。因此，把裝有活性炭的取樣器埋在土壤里，活性炭中豐富的孔隙便能強烈地吸附土壤中的氡。一定時間後取出活性炭，測定其放射性，便可以了解該測點氡的情況，以此發現異常。

埋置活性炭之前，先在室內把活性炭裝在取樣器里，並稍加密封，以免吸附大氣中的氡。活性炭顆粒直徑約為0.4～3mm。每個取樣器里的活性炭重約數克至數十克，理置時間約為數小時至數十小時，一般為5d。時間可由實驗確定最佳值，埋置時間短，類似射氣測量;埋置時間長，類似徑跡測量，但徑跡測量除有氡的作用外，其他α輻射體也會有貢獻。活性炭測量只有氡的效果。也有把活性炭放在地面上來吸附氡的測量方法。

為了測量活性炭吸附的氡，可採取不同方法:①測量氡子體放出的γ射線;②測量氡及其子體放出的α射線。

7.1.2.5 熱釋光法

工作時，把熱釋光探測器埋在地下，使其接受α，β，γ射線的照射，熱釋光探測器將吸收它們的能量。一定時間後，取出探測器，送到實驗室，用專門的熱釋光測量儀器加熱熱釋光探測器，記錄下相應的溫度和光強。探測器所受輻射越多，其發光強度愈強。測定有關結果即可了解測點的輻射水平及放射性元素的分布情況，進而解決不同的地質問題。

自然界的礦物3/4以上有熱釋光現象。常溫條件下，礦物接受輻射獲得的能量，是能長期積累並保存下來的。只有當礦物受熱到一定程度，貯存的能量才能以光的形式釋放出來。根據礦物樣品的發光曲線，可以推算該礦物過去接受輻射的情況、溫度的情況等。

7.1.2.6 α測量法

α測量法是指通過測量氡及其衰變子體產生的α粒子的數量來尋找放射性目標體，以解決環境與工程問題的一類放射性測量方法。氡同位素及其衰變產物的α輻射是氡氣測量的主要物理基礎。

工程和環境調查中用得較多有α徑跡測量和α卡測量方法。

(1)α徑跡測量法

當α粒子射入絕緣體時，在其路徑上因輻射損傷會產生細微的痕跡，稱為潛跡(僅幾納米)。潛跡只有用電子顯微鏡才能看到。若把這種受過輻射損傷的材料浸泡在強酸或強鹼里，潛跡便會蝕刻擴大，當其直徑為微米量級時，用一般光學顯微鏡即可觀察到輻射粒子的徑跡。能產生徑跡的絕緣固體材料稱為固體徑跡探測器。α徑跡測量就是利用固體徑跡探測器探測徑跡的氡氣測量方法。

在工作地區取得大量α徑跡數據後，可利用統計方法確定該地區的徑跡底數，並據此劃分出正常場、偏高場、高場和異常場。徑跡密度大於底數加一倍均方差者為偏高場，加二倍均方差者為高場、加三倍均方差者為異常場。

(2)α卡法

α卡法是一種短期累積測氡的方法。α卡是用對氡的衰變子體(²¹⁸₈₄Po和214₈₄Po等)具有強吸附力的材料(聚酯鍍鋁薄膜或自身帶靜電的過氯乙烯細纖維)製成的卡片，埋於土壤中，使其聚集氡子體的沉澱物，一定時間後取出卡片，立即用α輻射儀測量卡片上的α輻射，藉此測定氡的濃度。由於測量的是卡片上收集的放射性核素輻射出的α射線，所以把卡片稱作α卡，有關的方法就稱為α卡法。如果把卡片做成杯狀，則稱為α杯法，其工作原理與α卡法相同。

7.1.2.7 γ－γ法

γ－γ法是一種人工放射性法，它是利用γ射線與物質作用產生的一些效應來解決有關地質問題，常用來測定岩石、土壤的密度或岩性。

γ－γ法測定密度的原理是當γ射線通過介質時會發生康普頓效應、光電效應等過程。若γ射線的照射量率I₀;γ射線穿過物質後，探測器接受到的數值為I，則I和I₀之間有一復雜的關系。即I=I₀·f(ρ，d，Z，E₀)，其中ρ為介質的密度，d為γ源與探測器間的距離，Z為介質的原子序數，E₀為入射γ射線能量。

在已知條件下做好量板，給出I/I₀與ρ，d的關系曲線。在野外測出I/I₀後，即可根據量板查出相應的密度值ρ。

7.1.2.8 X熒光測量

X射線熒光測量，也稱X熒光測量，是一種人工放射性方法，用來測定介質所含元素的種類和含量。其工作原理是利用人工放射性同位素放出的X射線去激活岩石礦物或土壤中的待測元素，使之產生特徵X射線(熒光)。測量這些特徵X射線的能量便可以確定樣品中元素的種類，根據特徵X射線的照射量率可測定該元素之含量。由於不同原子序數的元素放出的特徵X射線能量不同，因而可以根據其能量峰來區分不同的元素，根據其強度來確定元素含量，且可實現一次多元素測量。

根據激發源的不同，X熒光測量可分為電子激發X熒光分析、帶電粒子激發X熒光分析、電磁輻射激發X熒光分析。

X熒光測量可在現場測量，具有快速、工效高、成本低的特點。

7.1.2.9活化法

活化分析是指用中子、帶電粒子、γ射線等與樣品中所含核素發生核反應，使後者成為放射性核素(即將樣品活化)，然後測量此放射性核素的衰變特性(半衰期、射線能量、射線的強弱等)，用以確定待測樣品所含核素的種類及含量的分析技術。

若被分析樣品中某元素的一種穩定同位素X射線作用後轉化成放射性核素Y，則稱X核素被活化。活化分析就是通過測量標識射線能量、核素衰變常數、標識射線的放射性活度等數據來判斷X的存在並確定其含量。

能否進行活化分析以確定X核素存在與否，並作定量測量，關鍵在於:①X核素經某種射線照射後能否被活化，並具有足夠的放射性活度;②生成的Y核素是否具有適於測量的衰變特性，以利精確的放射性測量。

活化分析可分為中子活化分析、帶電粒子活化分析、光子活化分析等。

(1)中子活化分析

根據能量不同，中於可分為熱中子、快中子等。熱中子同原子核相互作用主要是俘獲反應，反應截面比快中子大幾個量級。反應堆的熱中子注量率一般比快中子的大幾個量級，因此熱中子活化分析更適應於痕量元素的分析。

(2)帶電粒子活化分析

常用的帶電粒子有質子、α粒子、氘核、氚核等，也有重粒子。

帶電粒子活化分析常用於輕元素，如硅、鍺、硼、碳、氮、氧等的分析。

(3)光子活化分析

常用電子直線加速器產生的高能軔致輻射來活化樣品。

⑤ X射線探傷的原理

X射線探傷是利用X射線可以穿透物質和在物質中具有衰減的特性，發現缺欠的一種無損檢測方法。X射線的波長很短一般為0.001～0.1nm。X射線以光速直線傳播，不受電場和磁場的影響，可穿透物質，在穿透過程中有衰減，能使膠片感光。

當X射線穿透物質時，由於射線與物質的相互作用，將產生一系列極為復雜的物理過程，其結果使射線被吸收和散射而失去一部分能量，強度相應減弱，這種現象稱之為射線的衰減。X射線探傷的實質是根據被檢驗工件與其內部缺欠介質對射線能量衰減程度不同，而引起射線透過工件後強度差異，使感光材料（膠片）上獲得缺欠投影所產生的潛影，經過暗室處理後獲得缺欠影像，再對照標准評定工件內部缺欠的性質和底片級別。

⑥ X射線譜的實驗步驟

1. 將樣品放入樣品室。
選擇合適的加速電壓和電流，開始測量。
2. 定點分析
（1）全譜定性分析 驅動分光譜儀的晶體連續改變衍射角，記錄X射線信號強度隨波長的變化曲線。檢測譜線強度峰值位置的波長，既可獲得樣品微區內所含元素的定性結果。
（2）定量分析 根據元素的特徵X射線強度與元素在樣品中的濃度成正比的假設條件，並且對接收到的特徵X射線信號強度進行原子序數修正（Z）、吸收修正（A）和熒光修正（F）。
3. 線分析
使入射電子束在樣品表面沿選定的直線掃描，譜儀固定接收某一元素的特徵X射線信號，其強度在這一直線上的變化曲線可以反映出被測元素在此直線上的濃度的分布。
4. 面分析
使入射電子束在樣品表面選定的微區作光柵掃描，譜儀固定接收某一元素的特徵X射線信號，並以此調制熒光屏的亮度，可獲得樣品微區內被測元素的分布狀態。元素的面分布圖像可以清晰地顯示與基體成分存在差別的第二相和夾雜物，能夠定性的顯示微區內某元素的偏西情況。在顯示元素特徵X射線強度的面分布圖像中，較亮的區域對應於樣品的位置該元素含量較高（富集），暗的區域對應的樣品位置該元素含量較低（貧化）。

⑦ 射線檢測有哪些方法

這個很難回答，你問的不清楚，應該說是有幾種透照方式，再一個分法就是由Gamma放射源透照和X射線機透照。

⑧ x射線衍射分析的主要分析方法有哪些

x射線衍射相分析（phase
analysis
of
xray
diffraction）利用x射線在晶體物質中的衍射效應進行物質結構分析的技術。
x射線衍射相分析（phase
analysis
of
xray
diffraction）利用x射線在晶體物質中的衍射效應進行物質結構分析的技術。每一種結晶物質，都有其特定的晶體結構，包括點陣類型、晶面間距等參數，用具有足夠能量的x射線照射試樣，試樣中的物質受激發，會產生二次熒光x射線（標識x射線），晶體的晶面反射遵循布拉格定律。通過測定衍射角位置（峰位）可以進行化合物的定性分析，測定譜線的積分強度（峰強度）可以進行定量分析，而測定譜線強度隨角度的變化關系可進行晶粒的大小和形狀的檢測。

⑨ 射線檢測是怎樣的檢測方法

射線檢測視力用X射線和伽馬射線，這種能量比較高的射線，它的特性是穿透性好，可以穿透很多工件。如果工件局部區域存在缺陷，它將改變物體對射線的衰減，引起透射射線強度的變化