X射线 穿透
2011-10-07 15:28阅读：
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.
型号
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输出电压(kv)
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输入(kw)
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焦点尺寸(mm)
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辐射角度
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最大穿透（A3mm）
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透照时间（s）
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XXH-3506
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180～350
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3.4
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1.0×5.0
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25+5°
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55mm
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5
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XXH-3506
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180～350
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3.4
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1.0×5.0
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25+5°
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65mm
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10
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XXHZ-3506
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180～350
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3.4
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1.0×5.0
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30+5°
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50mm
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5
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XXHZ-3506
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180～350
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3.4
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1.0×5.0
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30+5°
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60mm
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10
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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.
型号
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输出电压(kv)
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输入（kw）
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焦点尺寸（mm）
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辐射角度
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最大穿透(A3mm）
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透照时间（s）
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XXQ-3506
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180～350
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3.4
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2.8×3.0
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40+5°
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60mm
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5分钟
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XXQ-3506
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180～350
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3.4
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2.8×3.0
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40+5°
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70mm
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10分钟
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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)
(HA,HB--A,B的半价层，GAB--胶片在DA和DB之间的平均梯度,又假定是单一波长Χ射线,且为薄板，散射线影响可忽略不计) |
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)
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| 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 |
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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% |
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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？ |
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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 |
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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 |
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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） |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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% |
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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 |
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
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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) I2/I1= N/N0--(4),由(1)～(4)式得:
e-14λ= N/N0 =I2/I1=I2/I3=(192/200)2 e -7λ=0.96
(-7λ)=ln0.96
λ=0.00583 ∴T1/2=0.693/λ=0.693/0.00583≈119d
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
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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0.045
 ，求在极限波长下的管电压为多少？X射线的转换效率是多少？（计算精确到小数点后两位）解：比例系数α=1.2*10-6/千伏，由λ=12.4/V(千伏)得到V=12.4/λ=12.4/0.045
=276(KV)
由η=VZα=276(千伏)*74*(1.2*10-6/千伏)=0.0245=2.45% |
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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) L1/L2≈6.3
L2/L1≈0.16--(3)
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=C·D2/[1+(Ls/L2)]--(7), (7)÷(6),得:
△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)
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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 |
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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 |
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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 |
