關于射線檢測物理基礎第1頁，課件共72頁，創作于2023年2月

第一節原子和原子核結構元素與原子（了解）1元素構成物質，每一種元素用元素符號表示（119種）CCOFe2原子的概念:定義：體現元素性質的最小微粒。組成單質和化合物分子的最小微粒。由原子核和核外電子構成。第2頁，課件共72頁，創作于2023年2月2原子的構成:*原子是由原子核和核外電子所構成。電子圍繞原子核作行星運動；電子在一定軌道上繞核運動。

鐵原子銫原子第3頁，課件共72頁，創作于2023年2月（1）質量：幾乎集中在原子核內，核的密度非常大！如果：把核集中在1cm3

的體積內，那么：這1cm3

的體積內核的總重量為108

噸！（一萬萬噸！）相對原子質量=質子數+中子數+電子數（電子質量小，忽略）（2）大小：原子半徑10-8cm數量級。

原子核半徑10-13cm數量級。如果：核的半徑為1cm核（1cm）

電子*------------------------------*（約1000米）

10-8/10-13=100000倍原子是有質量、有尺寸的一種粒子。

原子質量微小相對原子質量第4頁，課件共72頁，創作于2023年2月（3）電荷：原子核帶正電；電子帶負電；原子為中性。（4）構成：原子核（質子+中子）+電子

數量關系：原子量=質子數+中子數A=Z+N

例：鈷6060=27+33質子數Z=核的正電荷數=電子數=原子序數（5）核素：凡是具有一定質子數、中子數并處于特定能量狀態的原子或原子核稱為核素。（6）同位素：同一種元素的原子具有相同的核電荷數，即核內質子數相同，中子數可以不同（中子不帶電）。第5頁，課件共72頁，創作于2023年2月

穩定

核素

不穩定自發放出α、β或γ射線變為另一種元素放射性核素獲得：※Z≥83※用高能粒子轟擊穩定核素的核質子數相同而中子數不同（核電荷數相同而相對原子質量不同）的各種原子互為同位素。

pie

氕dao氘chuan氚第6頁，課件共72頁，創作于2023年2月1913年玻爾提出了完善的原子結構模型---玻爾模型.3原子結構理論---玻爾理論（玻爾模型）*20世紀初二種不同的原子結構模型1903年：湯姆森假設：核子與電子在原子內均勻分布

盧瑟福α粒子散射試驗1911年：盧瑟福模型：行星分布

古典電磁理論原子的線狀光譜第7頁，課件共72頁，創作于2023年2月

玻爾理論（玻爾模型）的要點：（1）原子中的電子沿著圓形軌道繞核運行，各軌道有不同的能量狀態，叫做能級，各能級的能值都是確定的。正常情況下電子在能級最低的軌道上運行，這時的原子狀態稱作基態。（2）原子從外界吸收一定能量時，電子就由最低能級跳到較高能級，這一過程稱作躍遷，這時的原子狀態稱作激發態。激發態是一種不穩定狀態，電子將再次躍遷回較低能級：hυ=En-EmEn、Em分別為較高、較低能級的能量值。穩定狀態的改變（或能量的改變）是不連續的。第8頁，課件共72頁，創作于2023年2月第9頁，課件共72頁，創作于2023年2月4玻爾理論中的幾個概念：*基態：原子處于最低能量的狀態稱為基態，是穩定狀態；*激發態：電子獲得能量從低能級軌道進入高能級軌道，該過程稱為激發；此時原子處于高能量狀態，稱為激發態，激發態是不穩定的狀態；*原子的狀態特性：任何不穩定狀態的原子必將自動的回到穩定狀態即回到基態；該過程將釋放出原子高于基態的能量，即產生輻射。釋放能量的過程可以一次回到基態，也可以逐次回到基態；*躍遷：電子從一個軌道向另一個軌道的運動，稱為躍遷（包括從低到高；或從高到低的運動）；*能級：用平行線表示核外電子所處的能量級別稱為能級，外殼層能級最高，但外殼層上的電子結合能最低。第10頁，課件共72頁，創作于2023年2月1901年-W.KRontgen(倫琴)德國-發現X射線（物理）東尼1903年：安·亨利·貝克勒爾（法國）發現天然放射性；皮埃爾·居里（法國）、瑪麗·居里（波蘭裔法國人）發現并研究放射性元素釙和鐳1904年：瑞利（英國）氣體密度的研究和發現氬1906年：約瑟夫·湯姆生（英國）對氣體放電理論和實驗研究作出重要貢獻并發現電子1908年E.盧瑟福（英國人）首先提出放射性元素的蛻變理論1911年M.居里（法國人）發現鐳和釙因對X射線、放射性物質及應用作出貢獻而獲諾貝爾獎的科學家第11頁，課件共72頁，創作于2023年2月1914年-M.VLaue(勞厄)-發現晶體的X衍射衍射（物理）1915年-WH.WL.Bragg(布拉格)–用X射線分析晶體結構（物理）1917年-C.GBarkla(巴克拉)-發現X射線對元素的特征發射（物理）1921年：阿爾伯特·愛因斯坦（德國）他對數學物理學的成就，特別是光電效應定律的發現1922年：尼爾斯·亨利克·大衛·玻爾（丹麥）關于原子結構以及原子輻射的研究1924年-M.GSiegbahn(塞格巴恩)-（瑞典）研究X射線光譜學（物理）1925年：弗蘭克·赫茲（德國）發現原子和電子的碰撞規律1927年-A.HCompton(康普頓)-發現散射X射線的波長變化（物理）1929年：路易·維克多·德布羅意（法國）發現電子的波動性1935年：詹姆斯·查德威克（英國）發現中子1936年-P.J.WDebye(德拜)-X射線偶極矩和衍射及氣體中的電子研究（化學）1946年-H.IMuller(馬勒)-X射線輻照引起變異（生理學或醫學）第12頁，課件共72頁，創作于2023年2月二原子核（了解）原子核的構成

原子核=質子+中子r∝A1/3

核的密度是相同的2原子核的質量*原子核的質量＜＜組成部分的質量和;結合能把原子核中粒子結合在一起的吸引力有關的負電位能的質量當量。第13頁，課件共72頁，創作于2023年2月3核的穩定性核力

斥力

核力核力的性質:．核力與電荷無關，無論中子還是質子都受到核力的作用。

核力是短程力，只在相鄰原子核之間發生作用核力比庫侖力約大100倍，是一種強相互作用力核力能促成粒子的成對結合和對對結合第14頁，課件共72頁，創作于2023年2月核的穩定性取決于質子與中子數量的組合

對于小質量數的核，N/Z=1

對于大質量數的核，N/Z=1.6

不穩定核素放射性衰變4α衰變*放射性原子核釋放出α粒子的過程稱為α衰變。*α衰變后，原子核內核子數的變化：α粒子是氦的原子核（He)核內：2個質子，2個中子

一次α衰變：質子數減少二個，中子數減少二個，原子量減少4。*α粒子所形成的α射線是一種電離輻射。第15頁，課件共72頁，創作于2023年2月5β衰變*放射性原子核釋放出β粒子的過程稱為β衰變。*β衰變后，原子核內核子數的變化：

β粒子是電子,一次β衰變：質子數增加一個，原子量不變。6γ衰變(輻射)*放射性原子核釋放出γ光子的過程稱為γ衰變(輻射)。γ衰變通常是在α衰變和β衰變過程中發生的。并非每一個α衰變和β衰變都釋放γ光子。γ射線的釋放不影響原子核的核子數，僅減少原子核的強度。

第16頁，課件共72頁，創作于2023年2月第17頁，課件共72頁，創作于2023年2月

第二節射線的種類和性質一、X射線和γ射線的本質與性質（理解）1本質：電磁波*X射線、γ射線、可見光、無線電波、紅外線都是電磁波*X射線和γ射線是波長較短的電磁波；區別在于波長不同以及產生方法不同。第18頁，課件共72頁，創作于2023年2月2波動關系：λ=C/υλ（波長A），C（光速），υ（頻率）3波長單位：埃A=10-8cm；納米nm=10-7cm.4X射線和γ射線性質：（1）不可見，在真空中以光速傳播；（2）不帶電，不受電場和磁場的影響；（3）具有某些光學特性：反射，折射（折射系數近似1），干涉和衍射....；（4）具有極大的能量，能穿透物體；（5）能使物質電離，能產生熱效應和光化作用；（6）能殺傷生物細胞，破壞生物組織，具有輻射生物效應。第19頁，課件共72頁，創作于2023年2月X射線的產生產生機理：作加速運動的帶電粒子將產生電磁輻射。X射線管內高速運動的電子與靶原子碰撞時，與原子核外庫侖場作用，而產生電磁輻射，稱為韌致輻射。

連續譜最短波長與外加電壓有關

X射線譜

特征譜波長位置取決于靶材料第20頁，課件共72頁，創作于2023年2月連續X射線（白色X射線，多色X射線）1、軔致輻射：帶電粒子在加速或減速時必然伴隨著電磁輻射，當帶電粒子與原子相碰撞（更確切地說是與原子核的庫倫場相互作用）發生驟然減速時，由此伴隨產生的輻射。X射線產生的波譜呈連續分布。連續譜存在著一個最短波長λmin=12.4/V（?）,連續譜中最大強度對應波長λIM=1.5λmin

連續X射線的總強度IT=KiZiV2i變大電子數增多I變大V變大電子能量變大短波成分射線增大I變大Z越高核庫侖場越強軔致輻射作用越強I變大

第21頁，課件共72頁，創作于2023年2月2、

連續X射線譜及最短波長：1.管電流變；2.管電壓變；3.濾波的影響；4.Z的影響影響強度的因素U、Z、i第22頁，課件共72頁，創作于2023年2月3

、連續X射線的效率（轉換效率）：

連續X射線強度KZiU2*計算公式η=--------------------=KUZ*電功率iU*

K值：K=1.1～1.4×10-9/v；K=1.1--1.4×10-6/Kv*影響轉換效率的因素K、U、Z*例：Z=74；U=200；求ηη=1.4×10-6×74×200=2%

第23頁，課件共72頁，創作于2023年2月（5）X射線管采用金屬鎢作靶的原因：X射線管采用金屬鎢作靶的原因：☆Z=74較大，產生X射線的轉換效率高；☆鎢的熔點高，不易熱損；☆鎢的飽和蒸氣壓低，能夠使射線管保持高的真空度；☆鎢具有良好的導熱性。第24頁，課件共72頁，創作于2023年2月三標識X射線（特征X射線，線狀X射線，單色X射線）標識X射線產生機理

V>VK

標識譜VK激發電壓不同靶材VK各不相同第25頁，課件共72頁，創作于2023年2月能量較大的電子入射到靶材料的原子中，與殼層電子碰撞，擊出內電子，使原子處于激發態（吸收）；激發態原子釋放能量發射光子（輻射）。即發射標識X射線。產生標識X射線的條件：管電壓>某一臨界值時，才能產生標識X射線。標識X射線強度少，能量低，在工業射線檢測中不起作用。2標識譜特征1、每一譜線都有特定的波長，電子撞擊的物質不同，這些特定波長的值也不同。2、特征譜可以分成若干系，每一系的譜線都有自己特定的結構和激發電壓，只有電子的加速電壓超過激發電壓時，才能產生該系的特征譜線。第26頁，課件共72頁，創作于2023年2月四連續X射線與標識X射線的區別（1）產生機理不同.…（2）能量與波譜不同.…（3）強度不同.…X射線管產生的X射線包括：連續X射線和標識X射線五γ射線（理解）1產生原理γ射線是放射性同位素經過α或β衰變后，在激發態向穩定態過渡的過程中從原子核內發出的。*放射性同位素產生α或β衰變之后，若仍處于高能級的激發狀態，必定要釋放多余的能量回到低能級的穩定狀態（基態），這時發射γ射線。第27頁，課件共72頁，創作于2023年2月核內能級之間的躍遷與核外電子躍遷相同點：放出光子，hυ=En-Em不同點：核外電子躍遷hυneV～

核內能級躍遷hυnKeV～n10MeVγ射線能量取決于放射性同位素種類，γ射線能譜為線狀譜，譜線只出現在特定波長的若干點上。一種放射性同位素放出多種能量射線輻射能量的平均值同位素的輻射能量放射性同位素輻射能量不會衰減，不隨時間而改變nKeV第28頁，課件共72頁，創作于2023年2月2衰變規律與半衰期衰變定律：在一定量的放射性元素中，雖然所有的核都有可能發生衰變，但各個核并不是同時衰變的，而是有先有后，在一定的時間內，存在確定的幾率。*衰變規律：N=Noe-λt式中：No--初始狀態的放射性原子核數（或強度）；

N--t時間后的放射性原子核數（或強度）；λ--衰變常數。越大，物質衰變的快*放射性同位素的能量不隨時間改變。

*半衰期的定義：放射性同位素原子核數（或強度）衰變到一半時所需的時間稱為該同位素的半衰期。記以T’。第29頁，課件共72頁，創作于2023年2月*半衰期公式的推導：N1------=----=e-λT’No2二邊取自然對數，Ln(1/2)=-λT’---->Ln2=0.693所以：0.693

T’=--------

λ

例：Co60T’=5.3年λ=0.693/5.3年=0.130/年*半衰期的簡便計算公式N1-------=(---)t/T’（t/T’）即有多少個半衰期No2第30頁，課件共72頁，創作于2023年2月3γ射線的能量能量決定穿透力*穿透力取決于源的種類和性質4γ射線的強度*單位時間落到單位面積上的光子數盧瑟福1898年發現鈾和鈾的化合物所發出的射線有兩種不同類型：一種是帶正電的射線，極易吸收的，他稱之為α射線；另一種帶負電的射線，有較強的穿透能力，他稱之為β射線。1900年由法國科學家P.V.維拉德（PaulUlrichVillard）發現，將含鐳的氯化鋇通過陰極射線，從照片記錄上看到輻射穿過0.2毫米的鉛箔，拉塞福稱這一貫穿力非常強的輻射為γ射線，第31頁，課件共72頁，創作于2023年2月5X射線和γ射線比較（理解）*相同點*（1）都是電磁波，本質相同；*（2）都具有反射，折射等光學性質；*（3）都能使膠片感光；*（4）都是電離輻射能對人和生物造成危害；*（5）穿過物體時具有相同的衰減規律.不同點*（1）產生方式不同；*（2）能量不同：X--可控，可調，取決于管電壓；*γ--不可控，不可調，取決于源的性質；*（3）強度不同：X--可控，可調，取決于U，i,Z；*γ--隨時間變化；*（4）波譜形式不同。第32頁，課件共72頁，創作于2023年2月

第三節射線與物質的相互作用射線強度減弱散射吸收射線與物質的主要作用形式光電效應瑞利散射康普頓效應電子對效應第33頁，課件共72頁，創作于2023年2月一瑞利散射和湯姆森散射（了解）

*入射光子與原子碰撞,碰撞類型與能量的關系:當入射光子的能量較小時光子不能碰出軌道電子只能產生散射現象。

*瑞利散射：光子與內層電子作用時，電子吸收光子能量從低能級躍遷到高能級，同時釋放出一個散射光子，其能量與入射光子的能量相同。

*湯姆森散射：光子與自由電子碰撞，使電子作同頻率振動并釋放出與入射光子能量相同的散射線。外層電子通常認為是自由電子。

第34頁，課件共72頁，創作于2023年2月瑞利散射效應示意圖瑞利散射特點散射過程中束縛電子未脫離原子瑞利散射是相干散射的一種（散射線與入射線波長相同）瑞利散射的概率與物質的原子序數和入射光子能量有關σ∝Z2σ隨能量增大急劇減小第35頁，課件共72頁，創作于2023年2月第36頁，課件共72頁，創作于2023年2月二光電效應（了解）*入射到物體內的光子與原子中的軌道電子發生碰撞，光子的全部能量傳遞給軌道電子使電子脫離軌道成為光電子，這一現象稱為光電效應。*光電效應的特征：1光子的全部能量被原子吸收；*hυ=Ee+Ei*入射光子能量=電子動能+電子結合能*產生光電效應的條件是hυ>Ei入射光子能量>電子結合能第37頁，課件共72頁，創作于2023年2月海因里希·魯道夫·赫茲（HeinrichRudolfHertz，1857年（丁巳年）2月22日－1894年（甲午年）1月1日），德國物理學家，于1888年首先證實了電磁波的存在。并對電磁學有很大的貢獻，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。赫茲在1887年發現了光電效應。愛因斯坦發現光電效應定律Ek=hv-wEk是吸收光子而出射的電子的動能v是光波的頻率h是普朗克常數W是被光照射的金屬的逸出功。阿爾伯特·愛因斯坦（1879.3.14-1955.4.18）猶太裔物理學家。他于1879年出生于德國烏爾姆市的一個猶太人家庭（父母均為猶太人)，1900年畢業于蘇黎世聯邦理工學院，入瑞士國籍。1905年，獲蘇黎世大學哲學博士學位，愛因斯坦提出光子假設，成功解釋了光電效應，因此獲得1921年諾貝爾物理獎，同年，創立狹義相對論。1915年創立廣義相對論。[1]第38頁，課件共72頁，創作于2023年2月光電效應示意圖自由電子：

稱為光電子入射光子第39頁，課件共72頁，創作于2023年2月2光子不能與自由電子相互作用，不能保持動量守衡；3光電效應伴隨二次標識X射線和俄歇電子的發生；*二次標識X射線：俄歇電子：二次標識X射線俄歇電子：二次光電子第40頁，課件共72頁，創作于2023年2月第41頁，課件共72頁，創作于2023年2月第42頁，課件共72頁，創作于2023年2月第43頁，課件共72頁，創作于2023年2月4光電效應發生的幾率σ*σ∝Z5σ∝1/hυ’即：與原子序數的5次方成正比，與入射光子能量hυ’成反比。5光電效應可以在原子的任何一個殼層發生。第44頁，課件共72頁，創作于2023年2月三康普頓效應（散射）（了解）*康普頓發現波長增長、運動方向改變現象*入射光子與軌道電子碰撞，軌道電子脫離軌道成為反沖電子，入射光子能量降低（波長變長）并改變運動方向成為散射線，這一現象稱為康普頓效應（散射）。*波長變長：Δλ=λ'-λ。*康普頓效應（散射）的特征1產生康普頓效應的入射光子能量較大，其能量一部分克服軌道電子的結合能，另一部分作為反沖電子的動能，剩下的是散射光子的能量。2Δλ=0.0242(1-COSΦ)Δλ與入射光子能量無關與Φ有關第45頁，課件共72頁，創作于2023年2月3Δλ與散射角關系：Φ=0Δλ=0無散射線Φ=180Δλ=2×0.0242背散射！Φ=90Δλ=0.02424Z越大，康普頓效應（散射）的幾率越大；入射光子的能量越大，幾率越小。入射光子散射光子反沖電子φθ外層電子或自由電子康普頓效應示意圖第46頁，課件共72頁，創作于2023年2月吳有訓（1897.4.26-1977.11.30），字正之，江西高安人，聞名世界的物理學家中國近代物理學奠基人，科學家，教育家。中國科協副主席、中國科學院副院長、研究員。吳有訓在物理學領域中的重要成就是：在參與康普頓的X射線散射研究的開創工作時，他以精湛的實驗技術和卓越的理論分析，驗證了康普頓效應。第47頁，課件共72頁，創作于2023年2月四電子對效應當入射光子的能量>1.022Mev時，在原子核附近由于核庫侖場的作用將產生一對正、負電子，這種現象稱為電子對效應。入射光子能量=電子對靜止質量+動能*電子質能0.511Mev*特征：1電子對的壽命很短，它們很快湮滅生成二個能量分別為0.511Mev的新的光子；2能量越大，產生電子對的可能性越大。e+e－θKLM電子對效應示意圖φ第48頁，課件共72頁，創作于2023年2月

趙忠堯，男，（1902年6月27日－1998年5月28日），浙江諸暨人。中科院院士、核物理學家，中國核物理研究的開拓者，中國核事業的先驅之一，南京大學杰出校友。1930年最先觀察到γ射線通過重物質時的反常吸收和特殊輻射，這是正負電子對的產生和湮滅過程的最早實驗證據。1936年，為了表彰正電子的發現這一重要成就，瑞典皇家科學院把諾貝爾物理學獎授予了1932年在云霧室中觀測到正電子徑跡的安德遜，而不是1930年首先發現了正負電子湮滅的趙忠堯。第49頁，課件共72頁，創作于2023年2月五、各種相互作用發生的相對幾率各種效應幾率低能量和原子序數高的物質，光電效應占優勢中等能量和原子序數低的物質，康普頓效應占優勢高能量和原子序數高的物質，電子對效應占優勢第50頁，課件共72頁，創作于2023年2月五、各種效應相互作用發生的相對幾率常見材料鐵的各種效應發生幾率10KeV：光電效應占絕對優勢100KeV：光電效應和康普頓效應各占50%1MeV：康普頓效應發生幾率最大10MeV：康普頓效應和電子對效應各占50%10K100K1M第51頁，課件共72頁，創作于2023年2月各種效應的發生對射線檢測照相底片質量的影響提高照相對比降低照相對比度：康普頓效應光電效應電子對效應1MeV左右能量射線照相，其對比度往往不如較低能量或較高能量的射線照相，這些都是康普頓效應的影響造成的。這是一種成像質量較差的放射源第52頁，課件共72頁，創作于2023年2月射線的衰減：由于物質對光子的吸收和散射，使得穿過物質的射線強度低于入射線強度，這種現象稱為射線衰減。初始X射線強度Io熱能熒光X射線穿透X射線強度I＝Ioe-μT電子散射X射線相干的不相干的光電子反沖電子俄歇電子X射線與物質相互作用示意圖T一次射線第53頁，課件共72頁，創作于2023年2月六窄束、單色射線的強度衰減規律（理解）透射射線和散射線：

穿過物質后射線通常由兩部分組成:一部份是未與物質發生相互作用的光子,其能量和方向均未發生變化,稱為透射射線(又稱一次射線);另一部份是發生過一次或多次康普頓效應的光子,其能量和方向都發生了改變,稱為散射線。射線分類(按能量)單色射線：指由單一波長的電磁波組成的射線，即只含有一種能量的光子，又稱單能輻射。是線狀譜。如CO60放射的γ射線就是線狀光譜。連續譜射線：指包含連續分布能量的射線，即含有不同能量的光子，或者說，包含一段波長范圍。是一個連續譜。例如；通常的X射線就是連續譜射線。1、單色射線和連續譜射線第54頁，課件共72頁，創作于2023年2月2、窄束射線和寬束射線窄束射線：不包括散射線成分在內的射線束，又稱透射射線。即通過物質后的射線束，僅由未與物質發生相互作用的光子組成。寬束射線：是包含了散射線成分在內的射線束，它既含有未與物質發生相互作用的一次透射線，又含有與物質發生相互作用而產生的散射線。吸收體源鉛準直器鉛準直器探測器△T獲得窄束輻射的裝置示意圖射線分類(考慮散射線)第55頁，課件共72頁，創作于2023年2月六、單色窄束射線衰減規律衰減公式：線衰變系數μ：是一個重要的系數，其表示入射光子通過單位厚度的物質時，與物質平均發生各種相互作用的可能性。

I=Ioe-μTμ第56頁，課件共72頁，創作于2023年2月線衰減系數μ：

線衰減系數μ與射線光子的能量，物質的原子序數和密度有關。大致存在以下關系：質量衰減系數μm：

對于同一種物質，射線能量不同時衰減系數不同。對于同一能量的射線，通過不同物質時，其線衰減系數也不同。μ=μ光電+μ康普頓+μ電子對

μm=μ/ρ

μ/ρ=KZ3λ3

第57頁，課件共72頁，創作于2023年2月半價層(半值層)：指入射射線的強度減少一半時穿過的吸收物質厚度。（或指使入射射線的強度減弱到其值的二分之一時，穿過的物質厚度），記為Th。I=Ioe-μd

1/2=I/Io=e-μTh

Th=Ln2/μ=0.693/μ第58頁，課件共72頁，創作于2023年2月【例】1

已知某窄束單能射線穿過20mm的鋼后，強度減弱到原來的20％，求該射線在鋼中的線衰減系數。解1：已知：I/I0=0.20，T=2cm，

線衰減系數表示入射光子在物體中，穿透單位距離時(例如1cm)，平均發生各種相互作用的可能性。

由公式：

I＝I0e－μTI/I0＝e－μT

e－μ·2＝0.2

兩邊取自然對數:lne－μ·2＝ln

0.2

－μ·2＝ln

0.2

故：

μ＝－1/2·ln0.2＝0.80(cm－1)答：-----。第59頁，課件共72頁，創作于2023年2月【例】2

已知某窄束單能射線穿過20mm的鋼后，強度減弱到原來的20％，求該射線在鋼中的線衰減系數。解2：設射線穿過n個半價層后，強度衰減到原來的20%，則有：

即20mm（2cm）鋼，相當于2.32個半價層，

則：半價層Th厚度為0.86cm。

由公式：Th=0.693/μ，得

μ＝0.693/Th＝0.80(cm－1)答：-----

第60頁，課件共72頁，創作于2023年2月七寬束多色射線的強度衰變規律（了解）

工業射線檢驗中應用的不可能是單色窄束射線,而是包含著散射線成分在內的多色寬束射線。

具有連續波長射線(如X射線)也稱為白色射線。

多色寬束射線通過物質時，不同能量的射線衰減程度各不相同，因此，窄束單色射線衰減規律公式將不適應。1、散射線和散射比散射線成分熒光X射線能量很低，容易被吸收光電子反沖電子俄歇電子散射光子(散射X射線)很易被物質本身或空氣吸收，一般不會對照相的質量構成影響。照相的質量主要影響源第61頁，課件共72頁，創作于2023年2月1、散射線和散射比寬束射線的強度：散射比：

散射比n的大小與射線能量，穿透物質種類，穿透厚度等諸多因素有關。2、平均衰減系數：n=Is/Ip第62頁，課件共72頁，創作于2023年2月3、寬束多色射線強度衰減規律

：

I（寬束）=Is（散射線）+Ip（窄束）=nIp+Ip=（1+n）Ip=（1+n）Ioe-μT第63頁，課件共72頁，創作于2023年2月工件源探測器△TnIp+Ip=（1+n）Ip=（1+n）Ioe-μT

第64頁，課件共72頁，創作于2023年2月

第四節射線照相法的原理與特點

射線照相法原理

（掌握）*底片圖像構成的二個基本因數：黑度與形狀

*決定黑度的是射線的強度變化*決定形狀的是射線的幾何投影

一

強度衰減原理

I0入射強度I0入射強度Ip’缺陷部位一次透射強度Ip完好部位一次透射強度TΔTI

總透射強度第65頁，課件共72頁，創作于2023年2月射線照相的對比度根據寬束多色射線衰減公式：I=（1+n)I0e-μtIP=I0e-μtIP1

=I0e-μ（T-△T）-μ1△T△I=

IP1-IP=I0e-μ（T-△T）-μ1△T-I0e-μt=I0e-μT(e（μ-μ1）△T-1)△I/

I=（μ-μ1）△T

/(1+n)如果缺陷中的介質μ1值與μ值相比非常小,則μ1可以忽略,則上式可以寫為△I/