加载中…X射线 穿透
(2011-10-07 15:28:12)
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X射线的特征是波长非常短，频率很高，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米（2——0.006nm）之间。 X射线波长略大于0.5纳米的被称作软X射线。波长短于0.1纳米的叫做硬X射线。硬X射线与波长长的（低能量）伽马射线范围重叠，二者的区别在于辐射源，而不是波长：X射线光子产生于高能电子加速，伽马射线则来源于原子核衰变。
X射线谱波长大致介于700～0.1埃范围内的电磁辐射。在X光管中阴极发射出的电子经高电压加速轰击阳极靶产生的X射线谱有两种。
一种是连续谱，与靶材料无关，是高速电子受到靶的抑制作用，速度骤减，电子动能转化为辐射能，这种过程称为轫致辐射，电子进入靶内的深度不同，电子动能转化为辐射能有各种可能值，因而X 射线的波长是连续变化的 ，其中最短的波长满足hc／λ0=eV，测定了最短波长λ0和加速电压V可确定h ，是早年测定普朗克常量h的一种方法 。一般最短波长和最长波长相差1.3倍。
例如：计算430kv电压下的最短波长
λ0=hc／ev=6.6260693(11)×10^-34 *3×10^8/（1.6*10^-19 *430000）=2.89×10^-12m
即0.00289nm
另一种是X射线线状标识谱 ，与加速电压无关 ，而与靶材料有关。不同靶元素的X射线标识谱具有相似的结构 ， 随着靶原子的原子序数Z的增加 ，只是单调变化，而不是周期性变化。标识谱的这一特征表明它是原子内层电子跃迁所产生的。当高速电子轰击靶原子，将原子内层电子电离，内层产生一个电子的空位，外层电子跃迁到内层空位所发出的电磁辐射谱线就是标识谱。
周向辐射制冷携带式X射线机 XXH-3506，XXHZ-3506适合用于较厚的铁板及大管径焊缝检测，可一次曝光完成一周焊缝检测.
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型号 |
输出电压(kv) |
输入(kw) |
焦点尺寸(mm) |
辐射角度 |
最大穿透（A3mm） |
透照时间（s） |
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XXH-3506 |
180～350 |
3.4 |
1.0×5.0 |
25+5° |
5 |
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XXH-3506 |
180～350 |
3.4 |
1.0×5.0 |
25+5° |
65mm |
10 |
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XXHZ-3506 |
180～350 |
3.4 |
1.0×5.0 |
30+5° |
50mm |
5 |
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XXHZ-3506 |
180～350 |
3.4 |
1.0×5.0 |
30+5° |
60mm |
10 |
定向辐射制冷携带式X射线机
XXQ-3506适合较厚的铁板、铝、橡胶等材质检测，可以获得满意的成像质量和清晰度.
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型号 |
输出电压(kv) |
输入（kw） |
焦点尺寸（mm） |
辐射角度 |
最大穿透(A3mm） |
透照时间（s） |
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XXQ-3506 |
180～350 |
3.4 |
2.8×3.0 |
40+5° |
60mm |
5分钟 |
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XXQ-3506 |
180～350 |
3.4 |
2.8×3.0 |
40+5° |
70mm |
10分钟 |
http://s3/middle/5cfcb5a7h77de77827562&690穿透" TITLE="X射线穿透" />
射线高级计算题
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1.将两块薄板并列在一起进行射线透照，设其中一块薄板材料质为A，厚度为TA，另一块材质为B，厚度为TB，若A、B的底片黑度分别为DA和DB,试证：DA-DB=0.3GAB(TB/HB-TA/HA)
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| 证:设无吸收体时的X射线强度为I0,透过厚度TA,TB后的X射线强度分别为IA,IB,则:
IA=I02(-TA/HA)--(1), IB=I02(-TB/HB)--(2),(1)÷(2)得:IA/IB=2[(TB/HB)-(TA/HA)] lgIA-lgIB=[(TB/HB)-(TA/HA)](lg2)=0.3[(TB/HB)-(TA/HA)]--(3),∵GAB=(DA-DB)/(lgIA-lgIB) ∴DA-DB=GAB(lgIA-lgIB),代入(3)得:DA-DB=0.3GAB(TB/HB-TA/HA) |
| 2.已知γ光子的波长λ为0.35A，求此波长下γ光子的能量为多少电子伏？ |
| 解：∵E=hν=hc/λ=12.395/λ ∴E=12.395/λ=12.395/0.35=35414.3ev |
| 3.当阳极靶采用钨（Z=74）,管电压为350KV，管电流10mA，求X射线的转换效率是多少？（η=1×10-9） |
| 解：∴η=ηzv=1×10-9×74×350000=0.0259=2.59% ∴X射线的转换效率为2.59% |
| 4.当X射线的最短波长是0.5A，试求最大波长？解：λmax=1.3λmin=1.3×0.5=0.65A |
| 5.在某管电压下产生的X射线穿过某物质其半值层为o.5cm，则它的十分之一值层是多少？ |
| 解：半值层0.5cm时，μ=(ln2)/0.5=1.39cm-1，十分之一值层时ln10=1.39X，X=(ln10)/1.39=1.65cm |
| 6.透过厚铝板的X射线窄射束的照射剂量率是400x10-7C/Kg，再透过20mm厚的铝板时，剂量率变为200x10-7C/Kg，那么再透过10mm厚的铝板时，剂量率为多少？解：I1=I0e-μx1，200*10-7=400*10-7*e-2μ，μ=（ln2）/2，再按I2=I0e-μx2，这里x2=20+10=30mm=3cm，代入各参数即可求得I2=141x10-7C/Kg |
| 7.10个月前购进192Ir源，当时的射源强度为148x1010Bq，现在的强度为多少？（按每月30天计算） |
| 解：192Ir源的半衰期为75天，则λ=0.693/T1/2=0.693/75，根据G=G0e-λt,t=10x30(天)，代入得G≈9.25x1010Bq |
| 8.已知透过观片灯窗口的光照度为50000lx，若透过底片的光强不少于50lx，则该观片灯能观察底片的最大黑度值为多少？解：设L0=50000lx，L=50lx，则Dmax=lg(L0/L)=lg(50000/50)=3 |
| 9.200kV时，铜相对钢的等效系数为1.4，对15mm铜板照相，需采用多厚钢的曝光量？答案：20mm |
| 10.以X光机（有效焦点尺寸3mm）检测厚度10mm的钢板，若要求几何模糊度Ug为0.5，则射源至底片的距离至少应为多少？答案：70mm |
| 11.以相同的条件透照同一工件，若焦距缩短20%，则灵敏度稍有降低，而曝光时间可减少多少？答案：36% |
| 12.用半衰期为75天的192Ir源在某时间对某工件透照时的最佳曝光时间为40分钟；5个月后，用该源对同一工件透照，为得到同样黑度的射线底片，曝光时间应为多少？答案：2小时40分钟 |
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13.用铅箔增感，焦距1200mm，曝光时间8分钟，得黑度1.5，现焦距改为600mm,为使黑度不变，曝光时间应为多少？
答案：2分钟 |
| 14.已知入射光强200cd/m2，则底片黑度为2.3的区域透过的光强为多少？答案：1cd/m2 |
| 15.用60Co源透照某一零件，曝光时间为10分钟，焦距为600毫米，若将焦距变为300毫米，为得到同样黑度的底片，其曝光时间应为多少？答案：2.5分钟 |
| 16.220千伏时,钢和铜的射线透照等效系数分别为1.0和1.4,此时对20毫米厚的铜板进行射线透照时,需采用钢曝光参数的厚度为多少？答案：28毫米 |
| 17.强度为30居里的铱192射源，应用多厚的铅板使其照射率降为0.2R/h以下？（注：192Ir的r.h.m/Ci为0.55，对铅的半值层为0.12cm）答案：8mm |
| 18.铱192的强度为80Ci，射线照相时射源至底片距离50cm，底片黑度2.0，现射源衰退至20Ci，要以同样的照相时间的到同样的结果，则射源至底片的距离应为多少？答案：25cm |
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19.铱192射源强度为50Ci,欲照射2英寸厚度的钢板时曝光系数为0.95,如射源至底片距离25英寸,则曝光时间应为多少？
答案：11.9分钟 |
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20.192Ir对铅的半值层厚度为0.12cm，若射线剂量需由40mR/h降低为2.5mR/h，则需要的铅屏蔽厚度是多少？
答案：0.48cm |
| 21.铅对铱192的半值层为1.2mm，铱192的r.h.m/Ci为0.55，假设现有一个50居里的铱192源，距射源10米时，要使剂量率降至10mR/h，需要多厚的铅板屏蔽？答案：5.7mm |
| 22.某γ放射源的衰变常数λ=0.021/年，则其半衰期为多少？答案：33年 |
| 23.管电压为2000KV的X射线管发出的X射线最短波长是多少？答案：λmin=1.24/2000=0.00062mm |
| 24.观片灯的入射光强度为500 lx时，观察黑度为0.7的X射线底片，则透过底片的光强度为多少？答案：100 lx |
| 25.192Ir的γ射线通过水泥墙后，照射率衰减到200mR/h，为使照射率衰减到10mR/h以下，至少还应复盖多厚的铅板？（HPb=0.5mm）答案：21.5mm |
| 26.采用4.5x4.5mm方形有效焦点的X光机透照厚度100mm的工件，当焦距为1000mm时，其“几何模糊度”是多少？0.5mm |
| 27.距离射线源1米处的吸收当量剂量率为472.5毫雷姆/小时，设射线人员在不超过2.1毫雷姆/小时的情况下，应距射线源多远？答案：15m |
| 28.用60Coγ射线源，焦距900mm进行透照，曝光时间为12分钟时可获得黑度满意的射线照相底片，如将焦距变为800mm，要得到同样黑度的底片，则曝光时间应为多少？答案：9.5分钟 |
| 29.用某种胶片透照工件，当管电流和曝光时间的乘积为10mA·min时，底片黑度为1.0，如果其他条件不变，要将黑度提高到2.5，求所需曝光量为多少？（由胶片特性曲线查得黑度为2.5和1.0时所对应的曝光量对数差为1）解：已知E1=10mA·min，D1=1.0，D2=2.5，lgE2-lgE1=1，求E2=？lgE2-lgE1=lg(E2/E1)=1，E2=10E1=10x10=100mA·min |
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30.设有一辐射单一波长γ射线的同位素源，某时在离射源200cm处测得其照射率，14天后同一时刻在离射源192cm处测出其照射率与前同，问此射源半衰期为多少天？
解：设此同位素原来的原子核数为N0，14天后同一时刻的原子核数为N，则由衰减律公式 N=N0e-14λ--(1),式中：λ--衰变常数,又设I1和I2分别为距N0 200cm处和距N 200cm处的放射强度，设I3为距N 192cm处的放射强度，则按题意有I1=I3 --(2) I2/I3=(192/200)2
--(3) e-14λ= N/N0 =I2/I1=I2/I3=(192/200)2
λ=0.00583 31.对管电压和管电流都保持不变的某一个曝光量，当焦距从1200mm改为900mm时，曝光时间必须从原来的8分钟变为多少分钟？答：4.5分钟 |
http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt-437a.gif穿透" /> |
| 32.某台X光机的阳极靶为钨（原子序数Z=74），测得其最短波长为0.045http://www.ndtinfo.net/hichina/ndt-test/ndttest-rt/a.gif穿透" />=276(KV) 由η=VZα=276(千伏)*74*(1.2*10-6/千伏)=0.0245=2.45% |
| 33.今摄得黑度分别为2.1和2.9的两张底片，按同一条件进行观察，观片时若透过光以外的环境光强与透过黑度为2.9的底片后的光强相同，则同一直径的象质计金属丝在黑度2.9的底片上可见对比度是黑度2.1的底片上可见对比度的几倍？（设黑度在1.2～3.5范围内，△D与D成正比。） |
| 解：设照射光强为L0的观片灯在透过底片黑度2.1和2.9部分后的光强分别为L1和L2,则
2.1=lg(L0/L1)--(1)
2.9=lg(L0/L2)--(2),(2)-(1)得
0.8＝lgL0-lgL2-lgL0+lgL1=lg(L1/L2) 又设环境光强为Ls,则底片可见对比度△Da=△D/(1+n')=△D/[1+(Ls/L)]--(4),按题意,△D∝D,即△D=C·D (C--常数)
代入(4)式得：△Da=C·D/[1+(Ls/L)]--(5),设同一直径的像质计金属丝在黑度为2.1和2.9的底片上可见对比度分别为△Da1和△Da2,则:△Da1=C·D1/[1+(Ls/L1)]--(6)
△Da2/△Da1=D2[1+(Ls/L1)]/D1[1+(Ls/L2)],已知：Ls=L2 ∴△Da2/△Da1=D2[1+(L2/L1)]/D1[1+(L2/L2)]=2.9(1+0.16)/2.1(1+1)=0.8(倍) |
| 34.已知原有铅防护层厚度6mm，现如改用密度为1.9g/cm3的砖，需多厚？解：t砖=ρ铅t铅/ρ砖=11.3x6/1.9≈36mm |
| 35.被检工件厚度δ=12mm，要求Ug不大于0.5mm，已知X射线管的焦点尺寸为2.5x2.5mm2，求最小焦距。 |
| 解：f=(δd/Ug)+δ=(12x2.5/0.5)+12=72mm |
| 36.某放射性同位素对某钢材的半值层为1.5cm，求钢材的吸收系数μ=？解：μ=0.693/h=0.693/1.5=0.462cm-1 |
| 37.铯137伽玛源的半衰期为33年，求其蜕变常数λ是多少？解：λ=0.693/33=0.021 la-1 |
| 38.γ射线束的能量为1MeV，用铅作屏蔽材料，欲使γ射线束的强度减弱到原始值的1/32，需要几个半值层厚度？ |
| 解：I0/I=32=2n，n=ln32/ln2=5 |
| 39.被透照工件厚度δ=22mm，已知X光管的有效焦点d=0.8mm，选用焦距f=600mm，求该底片的最大几何不清晰度是多少？ |
| 解：Ug=(dδ)/(f-δ)=(0.8x22)/(600-22)≈0.03mm |
| 40.透照某厚度30毫米厚的工件，选用焦点为φ4毫米的X射线机，若要求几何不清晰度不超过0.2毫米时，问：此时选用的最小焦距是多少？解：Fmin=(dδ/Ug)+δ=(4*30/0.2)+30=630毫米 |
| 41.被透焊缝的母材厚度22毫米，焊冠高度2毫米，X射线机的焦点2.5*2.5毫米，焦距选用600毫米，问：此时的几何不清晰度为多少？解：Ug=dδ/(F-δ)=2.5(22+2)/[600-(22+2)]=60/576≈0.1毫米 |
| 42.已知某物质在被某能量射线透照时，其吸收系数为0.39cm-1,求其半度厚（半值层）为多少？ |
| 解：d1/2=0.693/μ=0.693/0.39≈1.78cm |
| 43.被检工件δ=30mm，选用焦距f=650mm，要求Ug不大于0.5mm，则对X光管的焦点大小有什么要求？ |
| 解：∵Ug=d·δ/(f-δ) ∴d=Ug[(f-δ)/δ]
∴d=0.5×(650-30)/30=10.3mm |
| 44.已知X射线的最短波长为0.15http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/a.gif穿透" />，求管电压应为多少才合适？ |
| 解：∵λmin=12.395/kv ∴kv=12.395/λ=12.393/0.15=82.62(KV) |
| 45.管电压为250kVp时，辐射的连续X射线最短波长为多少？若波长为最短波长1.5倍时，连续X射线强度达到最大值，则强度最大时的连续X射线光子能量为多少？ |
| 解：λ0=12.4/KV=12.4/250=0.0496http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/a.gif穿透" />(0.0496×10-10m) |
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46.求管电压为320KV的X射线机和加速能量为4MeV的电子直线加速器辐射的连续X射线的效率（设靶材料均为钨Z=74，比例系数η0=1.2×10-6）解：η1=η0ZV=1.2×10-6×74×320=2.84% |
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47.透过厚钢板后的窄束X射线再透过屏蔽好的16mm厚的钢板，若透射线照射率为透过16mm钢板前的1/16，则钢对该X射线的半价层和吸收系数各为多少？解：设透过16mm钢板前后的照射率分另别为I0和I，则：I/I0=(1/2)n
n=4 |
| 48.已知入射光强是透过光强的20倍，试求底片的黑度D=？解：∵D=lg（i0/I）∴D=lg20=1.3 |
| 49.用某一线质的X射线测得Al和Cu的线吸收系数分别为0.24cm-1和1.7cm-1，已知Al、Cu及含Al90%，含Cu10%合金的密度分别为2.70、8.94和2.93g/cm3,试求用质量百分率表示的Al90%，Cu10%的合金对此X射线的线吸收系数 |
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解：设合金密度为ρa，吸收系数为μa，如合金元素的质量吸收系数分别为μ1/ρ1和μ2/ρ2，重量百分比分别为P1和P2，则μa=ρa[(μ1/ρ1)(P1/100)+(μ2/ρ2)(P2/100)]=2.93*[(0.24/2.7)(90/100)+(1.7/8.94)(10/100)]=0.29cm-1 |
| 50.被透照工件厚度δ=60mm，已知X光管的焦点为d=3mm，选用焦距为650mm，试求最大半影宽度（即几何不清晰度）？ |
| 解：Ug=d·δ/（f-δ）=3×60/(650-60)≈0.3mm |
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51.用某一管电压的Χ射线穿透某种材质的板,得到下图,图A所示的吸收曲线(衰减曲线):纵轴表示Χ射线强度的常用对数,曲线1是用窄束Χ射线作出的,不包含散射线,曲线2是相当于某一透照布置的宽束Χ射线吸收曲线,图B是使用Χ光胶片特性曲线的一部分,试按图A、B求出以下各参数:
⑴半值层（第一半价层）是多少？ ⑵透过厚3cm板时的平均线吸收系数μ是多少？ ⑶透过厚3cm板后Χ射线相当于一定薄层的线吸收系数μ是多少？ ⑷按要求曲线2的条件,对透过厚3cm板后的Χ射线来说,散射线与直接透射线的强度之比n是多少？ ⑸黑度1.5和2.5之间的平均梯度是多少？ ⑹黑度2.5时的梯度是多少？ ⑺按要求曲线2的透照布置,用具有图B特性的胶片,透照厚3cm的板,得底片黑度为2.5,如射源尺寸比缺陷小得多,则厚1mm的缺陷(空隙)在底片上,黑度差△D是多少？ ⑻在⑺的计算中所涉及到的⑴ ⑹中的参数为哪些？ |
http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt-439.gif穿透" /> |
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解：按原理，说明线质或测定μ和半值层时，必须用曲线1所示用窄束Χ射线求得的衰减曲线。
(1)半值层Η,在图A中是指X射线强度I＝I0/2时的厚度,由图A知lg(I0/2)＝lgI0-lg2＝2-0.3＝1.7 故由曲线1得 H1=0.35cm (2)图A中穿透厚度3cm之间的平均吸收系数http://www.ndtinfo.net/hichina/ndt-test/ndttest-rt/rt-439-1.gif穿透" />,即曲线1中连接板厚0cm点和3cm点的直线所表示的吸收曲线的线吸收系数,此吸收曲线可用下式表示：I=I0e-μx
lgI0=lg100＝2，又由图1，x＝3cm时，lgI=0.3
(3)透过厚度3cm板厚的Χ射线相对于薄层的线吸收系数μ,是指具有与曲线1上厚度3cm处切线相同斜率的吸收曲线的线吸收系数,设透过厚3cm时的Χ射线强度为Is,再透过薄层△x的Χ射线强度为I3,则:I"3=Is·e-μ△X
lg(I'3/I3)= -0.434μ△X (4)设宽束X射线强度为IB,直接透射线强度为ID,散射线强度为Is,则IB=ID+Is=ID(1+n),式中n为散射线与透射线强度之比,由图A,lg(IB/ID)=lgIB-lgID=0.9-0.3=0.6,∴(IB/ID)=4,n=(IB/ID)-1=4-1=3 (5)设黑度1.5所对应的曝光量为E1.5,黑度2.5所对应的曝光量为E2.5,则两黑度之间的平均梯度 http://www.ndtinfo.net/hichina/ndt-test/ndttest-rt/rt-439-2.gif穿透" />=(2.5-1.5)/(lgE2.5-lgE1.5),由图B知 lgE2.5=0.59,lgE1.5=0.25,∴http://www.ndtinfo.net/hichina/ndt-test/ndttest-rt/rt-439-2.gif穿透" />=(2.5-1.5)/(0.59-0.25)=2.94 (6)可用平均值定理求取某一黑度O处切线的斜率,设与黑度2.5-0.1和2.5+0.1,相应的曝光量分别为E1和E2,则 G2.5=[(2.5+0.1)-(2.5-0.1)]/(lgE2-lgE1)=0.2/(0.62-0.57)=4 (7)由厚度差△T产生的底片黑度差由下式给出：△D= -0.434GD·μσ△T/(1+n)，在求曲线2的透照布置中，GD=4.0, μ=0.92cm-1 (8)用上述(3)、(4)、(6)中的3个参数，即μ=0.92cm-1，n=3，G2.5=4 |
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52.某直线加速器的射束角度为0°，6°和11°，辐射强度比为1∶0.7∶0.5。今用钢制均整器将11°范围内的辐射强度均整到与11°处辐射强度相同。设钢对射线的吸收系数为0.231cm-1，求0°和6°处均整器的厚度（忽略散射线）
解：忽略散射线的影响，设0°，6°和11°处的入射线强度分别为I0、I6、I11，均整器厚度分别为d0，d6，d11，透射强度为I，则由题意I0∶I6∶I11=1∶0.7∶0.5 又I／I11=1，d11=0cm，
而(I／I0)∶(I／I6)∶(I／I11)=e-μd0∶e-μd6∶e-μd11 故1∶(1/0.7)∶(1/0.5)=e-μd0∶e-μd6∶1
对于0°,1∶2=e-μd0
对于6°,(1/0.7)∶(1/0.5)=e-μd6∶1 ∴d6=ln0.714/(-0.231)＝1.46cm 53.用192Irγ射线透照厚度有变化的钢试件，将摄得的底片放到观片灯上，用照度计紧贴底片测定透射光强，厚度20mm部分（黑度D1）为55lx，厚度31mm部分（黑度D2）为165lx。求该胶片在D1、D2之间的平均梯度http://www.ndtinfo.net/hichina/ndt-test/ndttest-rt/g.gif穿透" />。（设厚度20mm部分考虑胶片速度系数的散射比n1为2，厚度31mm部分的散射比n2为3，又试件对192Irγ射线的半值层为11mm） 解:设透过厚度20mm和31mm部分后到达胶片上的直接透射线强度分别为I1和I2,散射比分别为n1和n2,照射量分别为E1和E2,则:I1/I2=2(△T/H)=2(31-20)/11=2, E1/E2=I1(1+n1)/I2(1+n2)=2(1+2)/(1+3)=1.5, lgE1-lgE2=lg1.5≈0.176 又设观片灯前的入射光强为L0,透射光强分别为L1,L2,则: D1-D2=lg(L0/L1)-lg(L0/L2)=lgL0-lgL1-lgL0+lgL2=lg(L2/L1) =lg(165/55)=lg3≈0.477 |
http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt-482a.gif穿透" /> |
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54.在图示连续Χ射线谱中，设有两波长λA和λB，且含λA和λB的射线强度相等，已知λA和λB对铝的射线衰减系数分别为0.25cm-1和0.60cm-1，为使含λA的射线强度为含λB的射线强度的5倍，应使射线透过多厚的铝板？ 解1：设含λA和λB的射线初始强度分别为IA0和IB0，透过厚度为x的铝板后的强度分别为IA和IB， |
http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt-433b.gif穿透" /> |
| 两种射线成分对铝的衰减系数分别为μA和μB，则IA=IA0 ·e-μAX
（1）；IB=IB0 ·e-μBX （2）；由题意，x=0时，IA0=IB0 解2：设两种射线分成对铝的半值层分别为ΗA和ΗB，则ΗA=0.693/0.25=2.772cm； ΗB=0.693/0.60=1.155cm IA=IA0·(1/2)x/ΗA (1) IB=IB0·(1/2)x/ΗB
(2)
（1）÷（2），得IA/IB=2x[(1/ΗB)-(1/ΗA)]=2x[(1/1.155)-(1/2.772)]
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55.透过厚铝板后的窄束Χ射线强度为400mR/h，在此铝板上另加20mm厚的铝板，则透射线强度为200mR/h，若再加10mm厚的铝板，则透射线强度为多少？
解1：设透过厚铝板后的窄束透射线强度为I1，加20
mm铝板后窄束透射线强度为I2，再加10mm铝板后窄束透射线强度为I3，由窄束单色Χ射线衰减律I=I0e-μT得：200=400·e-2μ
--(1) (2)式即I32=40000e-2μ
--(3) 得I32/200=100
解2：由题意，I2=200mR/h，I1=400mR/h，即半值层H=2cm，∵I/I0=(1/2)n
=(1/2)T/H ∴I3=I2·(1/2)n =I2·(1/2)1/2=200/(√2)=141.4mR/h |
http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt-432a.gif穿透" /> |
| http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt-435a.gif穿透" /> |
56.在离Χ射线管焦点2m处，测出透过衰减系数为1.2cm-1的钢板后的窄束Χ射线照射率为1.2R/h，为使离焦点4m处的照射率变为50mR/h，问在此钢板上还应附加多厚的钢板，又钢板对此Χ射线的半值层是多少？
解1：设焦距为2m和4m时透过钢板前的射线强度分别为I01和I02，透过后分别为I1和I2，则I1=I01e-μT
--(1) I1/I2=I01/I02· e-μT+μT+μx=(I01/I02)·eμx--(3),由题意： I01/I02=(F2/F1)2=(4/2)2=4--(4),将(4)代入(3)： I1/I2=4eμx,eμx=(1/4)·(I1/I2)=(1/4)(1200/50)=6,μx=ln6
∴x=ln6/1.2≈1.49cm 解2: I1=I01·2-T/H--(1) I1/I2=I01/I02·2(-T+T+x)/H=I01/I02·2x/H--(3),由题意: I01/I02=(F2/F1)2=(4/2)2=4--(4),代入(3): I1/I2=4·2x/H,2x/H=(1/4)(1200/50)=6,x/H=ln6/ln2≈2.58 ∴x=2.58H=2.58*(0.693/1.2)
≈1.49cm=14.9mm |
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57.用18.5x1010Bq的192Ir源在野外进行透照，操作人员离伽玛源的距离为13米，求在不超过每天允许剂量的情况下，检测人员一天最多可以工作几小时？（已知该源在1米处的伽玛射线强度为26.7288x105C·Bq/Kg·h）
解：按t≤(1/A)(I1/f2)得到：t≤8h |
| 58.透照余高（焊冠）磨平，厚度为50mm的平板焊缝，底片上无缺陷部分的黑度为2.39，缺陷部位的最高黑度为2.61。假定该焊缝中心的缺陷是气孔，求气孔在透照方向上的最大尺寸（已知胶片黑度2和3时的梯度G值分别为2.6和3.8，Χ射线入射焊缝隙和透过焊缝后的衰减系数μ分别为3.1cm-1和1.7cm-1，又散射比n为2.5，黑度D与G在黑度1.3～3.5范围内成线性关系） |
| 解：设该气孔尺寸为△ｘ，由△Ｄ=
-0.434μGσ△ｘ/(1+n)得：△x=-2.3△Ｄ(1+n)/μGσ--(1)
已知：μ=1.7cm-1，n=2.5，△Ｄ=2.39-2.61= -0.22
2.6=C1·2+C2
故：G2.61=1.2*2.61+0.2=3.33 G2.39=1.2*2.39+0.2=3.07
代入(1)，得△x= -[2.3(－0.22)(1＋2.5)]/(1.7*3.2*1)=0.326cm≈3.3mm |
| 59.安装400kVΧ射线机，为保证每天实际累计曝光时间250分钟，摄片人员的射线照射量不大于8mR，用混凝土墙进行遮挡。已知混凝土的吸收系数为0.2cm-1，射线贯穿混凝土后的散射比为2，Χ射线照射率为128R/min·m，射线管焦点与摄片人员的最小距离为2m，求防护墙厚度 |
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解：设防护墙厚度为X，由题意，每天的安全照射率为Ip=8/250=0.032mR/min--(1),而Ip=I0e-μx(1+n)
--(2)其中
Ip=128/4=32R/min--(3),(2)式两边求自然对数,得 -μx=ln[Ip/I0(1+n)],代入已知量， ∴X=-(1/μ)ln[Ip/I0(1+n)]=-(1/0.2)ln[0.032/32000(1+2)]=74.6cm |
| 60.用射线透照一块厚度25mm的钢板，在其底片上可清晰看到金属丝型透度计最细的金属丝影像的金属丝直径为0.5mm，则探伤灵敏度是多大？解：探伤灵敏度G=0.5/25=2% |
| 61.从射线照像底片上观察到的缺陷影像黑度为3.2，无缺陷处的黑度为2.8，已知散射比为2，衰减系数为3cm-1，胶片感光系数为4，忽略缺陷对射线的吸收，则缺陷在厚度方向上的尺寸多大？ |
| 解：由△D=-0.434μσ△d/(1+n)=(2.8-3.2)=-0.4,则△d=-0.4(1+2)/(-0.434*4*3cm-1)=0.23cm=2.3mm |
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62.用200KV,5mA型的X射线机透照厚度12mm的钢板对接焊缝，当采用140KV,30mA·min,焦距1000mm时所得底片黑度D=1.5,若要求底片黑度达到D=2.3，其它条件不变，曝光量应为多少？（已知所用胶片特性曲线上D=1.5时的曝光量为
1.8*103mA·sec,D=2.3时的曝光量为3.6*103mA·sec） 答：其他条件不变，底片黑度达到D=2.3时，曝光量应为60mA·min |
| 63.用X射线对某工件进行透照，采用铅箔增感屏，透照条件为：200KV，10mA，3min，焦距500mm，底片黑度2.5，若管电压不变，焦距变为750mm，管电流变为30mA，如果要得到同样黑度的底片，需要的曝光时间为多少？ |
| 解：已知i1=10mA |
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64.当接受的射线累积剂量为1.29x10-4C/Kg时，胶片可得到适当的曝光，对厚度40mm的钢件进行射线照像，已知射线在钢中的半值层厚度为1cm，散射比为3，距焦点0.5m处的入射射线剂量率为10.32x10-4C/Kg·min，求焦距为1米时，该工件应曝光多少分钟？解：已知工件厚度T=40mm，I0.5=10.32x10-4C/Kg·min，设r1=0.5m，r2=(1-0.04)m=0.96m，到达工件表面的射线剂量率：I1=I0.5·r12/r22=10.32x10-4x0.52/0.962=2.8x10-4C/Kg·min，μ=0.693/d1/2=0.693，
透过工件到达胶片的射线剂量率Ip=(1+n)I1e-μd=(1+3)*2.8x10-4*e-0.693*4 =0.7x10-4C/Kg·min，则： t=(1.29x10-4C/Kg)/(0.7x10-4C/Kg·min)=1.84min |
| 65.某台X射线机工作时，测得窗口的射线剂量率为15R/min·M，试求在无任何防护下，距离该机40米处的剂量率是多少？若安全剂量率规定为17mR/天，试求在距该机40米处，射线工作人员一天只能工作多长时间？ |
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解：射线剂量率P与距离S的平方成反比，则距离40米处的射线剂量率为P=P0/S2=(15R/min·M)/(40M)2=9.38mR/min
设安全工作时间为t，则Pt=17mR/天，∴t=(17mR/天)/(9.38mR/min)=1.8123min≈1.8min(只舍不入) |
| 66.按像质计等效灵敏度计算公式，分别计算ASTM的1-1T,2-1T,2-4T,4-2T四种孔型像质计的等效灵敏度 |
| 答：四种孔型像质计的等效灵敏度分别为：0.7%,1.4%,2.8%,4.0% |
| 67.多少居里的钴60γ射线源，在距离10米处的照射量率为1.28R/h，需要多厚的混凝土，才能使该射线照射量率减弱到10mR/h？答：对60Coγ射线源为94.8Ci(居里)，需要厚度d=45.5cm的混凝土墙才能使该射线照射量率减弱到10mR/h |
| 68.在无遮挡、不计空气吸收和散射线影响的条件下，试计算距离5Ci钴60γ射线源在10米处的照射量率 |
| 解：P=(5*1.35R/h)/(10米)2=0.0675R/h=67.5mR/h |
| 69.用同一种胶片在相同条件下进行曝光，当无增感屏时，曝光10分钟，底片黑度为2，有增感屏时，曝光1分钟，底片黑度为1.5，该胶片的反差系数为常数（r=3），求此增感屏在黑度1.5时的增感系数Q |
|
解：在曝光条件（射线源强度、焦距）相同条件下，增感系数Q=E0/E1=t0/t1（即为曝光时间之比），因为：
r=(D0-D1)/(lgE0-lgE1)=(2-1.5)/[lg(E0/E1)]=3，即：lg(E0/E1)=0.5/3=0.167，(E0/E1)=1.47，则：t0/t1=1.47 t1=10min/1.47=6.8min，则：Q=E1/E2=t1/t2=6.8min/1min=6.8 |
| 70.有一间以混凝土作防护的γ射线探伤室，装有一个50Ci的铱192γ射线源，要使距离γ射线探伤机发射窗口5米处的照射量率为2毫伦/小时，则防护墙的厚度至少应为多少厘米？（设该混凝土对铱192γ射线的平均吸收系数为0.2cm-1） |
|
解：距离5米处50Ci的铱192γ射线源的照射量率P0=(50*0.55R/h)/52=1.1R/h=1100mR/h，因为P=P0e-μd,即P0/P=eμd
ln[(1100mR/h)/(2mR/h)]=ln550=μd，d=ln550/μ=31.54cm=32cm（只入不舍） |
| 71.有一台X光机在距离它1米处，测得其辐射剂量率为8.35R/h，若工作人员在距离X光机3米处工作，每天以8小时计，问：在不超过每天允许剂量的条件下，尚需采用厚度为多少毫米的水泥混凝土工作防护墙？（该混凝土对该X光机的射线平均吸收系数为0.2cm-1）答：混凝土防护墙厚度d=29.8cm=30cm（只入不舍） |
| 72.两种不同的胶片在完全相同的曝光条件下，曝光后，底片黑度分别为D1=2.8，D2=1.0（设不计底片的灰雾度），对于这两种胶片黑度在1.0-3.5的范围内，r值分别为r1=1.5，r2=3，求：在黑度等于2时，两种胶片的感光速度之比是多少？ |
| 答：两种胶片的感光速度之比是7.356:1 |
| 73.高能X射线强度随射束角的增大而显着减小，因此常用整匀器将其强度整匀，设射线束角为0°、5°和15°范围内的射线强度比为1、0.8、0.5,用钢材作整匀器,将15°范围内的射线强度整匀到与15°处的强度相同,该钢材的吸收系数µ=0.231cm-1，求：0°和5°处整匀器的厚度各为多少毫米？答：0°处整匀器的厚度30mm，5°处整匀器的厚度20mm |
| 74.某射线源对钢材的半值层为1.5mm，若对母材厚度30mm、加强高总高6mm的工件进行透照，而射线在母材和焊缝中的散射比分别为1.0和1.6，求：射线透过母材后到达胶片的照射剂量是透过焊缝后到达胶片的照射剂量的多少倍？答：12.6倍 |
| 75.按JIS Z3104和JIS Z-3105标准规定，以“特殊级”考虑管子焊缝中横向裂纹与射线所成夹角大小的规定，在双壁单面成像的照相法中，假设射线为平行光束，至少应拍几张射线照片？答：至少应拍10张 |
| 76.射线照相底片上无缺陷部位的黑度为2.6，缺陷部位的黑度为3.0，已知散射比n=1，吸收系数μ=2cm-1，胶片反差系数r在该黑度范围内为3，求缺陷的厚度是多少？（设缺陷对射线的吸收不计） |
| 解：△Ｄ=D1-D2=2.6-3=-0.4
则△Ｄ=-0.434μr△d/(1+n) |
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77.某X射线机的射线强度为250R/min·M，若射线机距离工作人员5米，为使工作人员在每天照射200分钟情况下，射线照射剂量不超过19mR，如果采用吸收系数为μ=0.2cm-1的水泥墙作防护，而射线贯穿水泥墙后的散射比n=1，请计算该水泥防护墙的厚度应为多少厘米？解：射线按距离平方成反比的规律衰减，在5米处的射线剂量率为I0=(250R/min·M)/52(M)=10R/min，设防护墙厚度为d，则：I=I0(1+n)e-μd
=19mR/200min |
| 78.以X射线对厚度60mm的工件进行透照，若胶片与增感屏在一定的管电压下的固有不清晰度Ui=0.2mm，当X光管焦点为φ2mm时，为保证底片不受几何不清晰度影响，焦距至少应选择多少mm? |
| 解：按题意要求，几何模糊度Ug应不大于Ui=0.2mm，则有Ug[bs/(f-s)]
|
| 79.按日本JIS
Z3104标准规定,以“普通级”考虑管子周围焊缝中横向裂纹与射线所成夹角大小的规定,在双壁单面成像的照相法中,必须至少应拍几张射线照片？
解：按JIS Z3104标准规定,“普通级”的ψ=15°,则Nmin=90°/ψ=90°/15°=6(张) |
| 80.用铅箔增感法透照某工件时的照相技术参数为：焦距600mm，管电流10mA，曝光时间2.5min，得到底片的黑度为1.2，若焦距改变为1200mm，管电流改变为20mA，得到的底片黑度变为2.0，设底片黑度在1.2-2.0时的胶片反差系数r=3，试求曝光时间为多少分钟？ |
|
解：已知f1=600mm，I1=10mA，t1=2.5min，D1=1.2；f2=1200mm，I2=20mA，D2=2，r=3(当D=1.2~2.0时)，求t3
(1)曝光量与焦距平方成正比：I1t1/I2t2=(600/1200)2=1/4，则I2t2=4I1t1=100mA·min
(2)当黑度从1.2增加到2时，曝光量E2增加到E3，即r=(D2-D1)/(lgE3-lgE2)
则：E3/E2=1.85 |
| 81.距192Ir源1米处的照射量率为0.129库/（千克·小时），在多大距离时照射量率降低到0.05库/（千克·小时）？ |
| 解：F2=(X1F12/X2)1/2=(0.129*12/0.05)1/2=2.581/2≈1.6米 |
| 82.被透照焊缝厚度δ=20mm，选用槽形透度计（槽形透度计的总厚度4mm），从底片上可见显示出来的最小槽深为0.5mm，请计算出底片的相对灵敏度和可检出最小缺陷的尺寸是多少？ |
| 解：相对灵敏度K=[X/(δ+t)x100%=（0.5/20+4）x100%=2.1%，可发现的最小缺陷为Kδ=0.021x20=0.42mm |
| 83.被透照工件厚度δ=50mm，已知X光管的有效焦点d=0.4mm，选用焦距f=600mm，求该底片的最大几何不清晰度是多少？ |
| 解：Ug=(dδ)/(f-δ)=(0.4x50)/(600-50)≈0.04mm |
| 84.若射线源对钢的半值层厚度为1.2cm，透照12mm厚的钢件，需曝光2min，现欲透照36mm厚的钢件，曝光时间应为多少？（假定透照条件、散射比n不变）解：因其他条件及散射比n不变，可知两次曝光量相等，则可根据I0e-μT1t1=I0e-μT2t2求出t2=8min，这里T1=12mm，T2=36mm，t1=2min，t2为待求的曝光时间 |
| 85.母材厚度15mm，加强高3mm的钢焊缝透照时，考虑到胶片的增感效果，此时的散射比n对于母材是1.5，对于焊缝是3.0，如果吸收系数为4.62cm-1，那么对该X射线试验件的半值层是多少毫米？到达母材部位胶片的剂量是到达焊缝部位胶片剂量的多少倍？解：[1]半值层d1/2=0.693/μ=0.693/4.62=0.15cm；[2]设透过母材厚度15mm部分的剂量为E1，母材部分散乱线剂量E3，散射比1.5，则：E3=1.5E1，设到达母材部分胶片的剂量为E5，E5=E1+E3=E1+1.5E1=2.5E1，对于焊缝部分，焊冠高出母材3mm，已求出的半值层为1.5mm，由于焊冠高的关系，透过焊缝部位的剂量设为E2，E2=(1/2)(3.0/1.5)-1=E1/4，设焊冠的散射线剂量为E4，散射比3.0，则：E4=3.0E2=3E1/4，因此焊冠处胶片的剂量E6=E2+E4=(E1/4)+(3E1/4)=E1，因此：E5/E6=2.5E1/E1=2.5倍 |
| 86.射源一定，距射源1米处的照射率为1.21905x10-4C/Kg·h，试求每天工作8小时，在不超过最大允许剂量的情况下（规定为8x5.418x10-7C/Kg·h），射线工作人员的安全距离最少应为多少米？ |
| 解：A1=8x1.21905x10-4C/Kg·h，A2=8x5.418x10-7C/Kg·h，X1=1m，A1/A2=(X2/X1)2，求得X2=15m |
| 87.透照某工件，采用铅增感，当焦距为700mm，管电流5mA，曝光5min时，底片黑度为1.2；若焦距为1400mm，管电流10mA，底片黑度达到2.0，所需要的曝光时间为多少？（假定底片黑度由1.2提高到2.0时，曝光量增加50%） |
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解：已知F1=700mm，F2=1400mm，I1=5mA，I2=10mA，t1=5min，η=50%，求t2。设E2为焦距改为1400mm且黑度仍为1.2的曝光量，则E2=I1t1（F2/F1）2=5x5x(1400/700)2=100mA·min，设E2’为黑度由1.2提高到2.0时的曝光量，则有：
E2’=E2（1+η）=150mA·min，t2=E2'/I2=150/10=15min |
| 88.采用单色宽束射线透照厚度为30mm的对接双面焊缝，焊缝两面加强高总计4mm，假定母材和焊缝的半值层均为4mm，射线透过母材和焊缝后的散射比分别为2.0和2.4，求射线透过母材后到达胶片的照射量是透过焊缝后到达胶片照射量的多少倍？（精确到小数点后两位）解：已知h1/2=4mm，T材=30mm，T缝=34mm，n材=2.0，n缝=2.4，设射线透过母材后到达胶片的照射量为E材=I材·t，透过焊缝后到达胶片照射量E缝=I缝·t，又有I材=(1+n材)I1，I缝=(1+n缝)I2，E材/E缝=I材·t/I缝·t=I材/I缝=(1+n材)I1/[(1+n缝)I2]因为焊缝与母材厚度差4mm，刚好为1个半价层，故I2=1/2I1，E材/E缝=1.76倍 |
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89.用37x1011Bq的192Ir（半衰期75天）透照某一工件，曝光3h可以达到规定的底片黑度，经过300天后用该射源在相同条件下透照同一工件，需曝光多长时间才能达到相同的底片黑度？解：已知I0=37x1011Bq
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90.使用天津工业III型胶片，管电流和曝光时间的乘积为20mA·min时，底片黑度为2.0，如果其他条件不变，只改用天津工业V型胶片，则要用多大曝光量才能保持底片黑度仍为2.0？（由胶片特性曲线查得黑度为2.0时，III型和V型胶片对应的管电流和曝光时间的乘积分别是300mA·sec和1200mA·sec）解：已知III型E3=20mA·min，III型D3=2.0，E30=300mA·sec，V型D5=2.0，E50=1200mA·sec，求E5=? |
| 91.从底片上测得缺陷的黑度为3.0，无缺陷处的黑度为2.6，已知散射比n=2，μ=3cm-1，黑度在1.2∽3.0范围内胶片特性曲线的r=3.5，若忽略缺陷对射线的吸收，求缺陷沿射线方向的尺寸（保留小数点后两位） |
| 解：已知Df=3.0，Dg=2.6，n=2，μ=3cm-1，r=3.5，求△d=？由△D=Dg-Df=-0.434μr△d/(1+n)，求出△d=0.26cm |
| 92.透照某工件，用铅增感屏，当管电压200KV，管电流5mA，曝光时间4min，焦距600mm时，底片黑度2.0，现改管电流为10mA，焦距1200mm，其他条件不变，求曝光时间为多少可以保持黑度不变？ |
| 解：已知i1=5mA，t1=4min，f1=600mm，i2=10mA，f2=1200mm，求t2=? 由i1t1/f12=i2t2/f22得t2=8min |
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93.用37x1011Bq的192Ir透照某工件，焦距1600mm，曝光10min，可得到底片黑度2.0，经过两个半衰期后用同样曝光时间透照相同工件，要保持底片黑度不变，则此时焦距应为多少？
解：A2=A1(1/2)2=9.25x1011Bq，由A1t1/f12=A2t2/f22得f2=800mm |
| 94.用电控37x1011Bq的192Ir源在野外透照，操作人员距源101.55m，在不超过日允许剂量的情况下（1.6x10-4Sv），探伤人员每天最多可工作几小时？（已知该源在1米处的强度水平为0.55Sv） |
| 解：由I·t=(I1/f2)(12·t)≤A 得 t≤Af2/I1 得t≤3h |
| 95.透照40mm厚的工件，焦距400mm时垂直入射到工件表面的射线强度为1.29x10-4C/Kg·min，底片达到标准黑度值，若为改善几何不清晰度而把焦距改为760mm，仍然要达到同样的底片黑度，则应曝光多少分钟？（该射线在工件中的半值层厚度为2cm，散射比为2，胶片获得0.9675x10-4C/Kg的剂量时可达到标准黑度值） |
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解：已知T=40mm，f2=760mm，f1=400mm，Q=0.9675x10-4C/Kg，I01=1.29x10-4C/Kg·min，△=20mm，n=2，求t=?
由 (f1+T)2/(f2+T)2=I02/I01，得到f2时到达工件表面的射线强度I02=0.3225x10-4C/Kg， 射线所经过的半值层N=40/20=2，则到达胶片的射线强度为I2=(1+n)(I02/2N)=(0.9675x10-4C/Kg)/4， 因要求胶片获得0.9675x10-4C/Kg的剂量时可达到标准黑度值，即I2·t=0.9675x10-4C/Kg，故t=4min |
| 96.透照厚度32mm的钢焊缝，胶片接受2.2575x104C/Kg的射线剂量能达到规定黑度，若射线在该材质中的平均半值层为0.8cm，散射比为3，焦距为400mm时剂量率为10.32x10-4C/(Kg·min)，求焦距800mm时达到规定黑度的曝光时间是多少？ | |
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解：设F1=400mm时的照射率为I0；F2=800mm时的照射率为I0'；F2=800mm时透过焊缝到达胶片的照射率为Ip；则：
I0'=I0(F1/F2)2=10.32x10-4(400/800)2=2.58x10-4C/(Kg·min) I=I0'(1/2m)=2.58x10-4x(1/23.2/0.8)=0.16125x10-4C/(Kg·min)
Ip=I(1+n)=0.16125x10-4x(1+3)=0.645x10-4C/(Kg·min)
t=2.2575x104/0.645x10-4=3.5min |
http://www.ndtinfo.net/ndttest-pic/rttest-pic/rt3-jisuan86.gif穿透" /> |
| 97.对外径为120mm，板厚20mm的筒体圆周对接焊缝作X射线探伤，采用单壁投影，射源尺寸3mm，几何不清晰度要求为甲级，其透照的最小焦距为多少mm？（答案从略） |
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