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第四章 射线透照工艺
前言
（一）X射线能量的选择：
选择的首要条件时应具有足够的穿透力，但过高对射线照相的灵敏度不利。因为随管电压的升高，衰减系数减少对比度降低，固有不清晰度U增大，底片颗粒度增大，其结果是射线照相灵敏度下降。因此原则是：在保证穿透力的前提下选择能量较低的X射线。
所以，标准规定了对不同厚度允许使用的最高管电压并要求有适当的曝光量（如AB级不小于15mA.min；焦距700）
（二）曝光量：
E=I.t (或A. t)
互易律：当采用铅箔增感屏或无增感屏时，遵守互易律，即只要两者乘积E值不变。即射线强度和时间相应变化，底片黑度不变。
平方反比定律：辐射强度与距离平方成反比。
（三）焊缝透照方法要考虑的因素：
1、必须确定的事项：
射线源位置、透照方向、象质计、标记的放置、散射线的屏蔽。
2、必须确定的几何参数：
焦距（L和L）；一次透照长度L；环焊缝100%，透照时的最少曝光次数N。
3、同时需考虑的相关因素：
几何不清晰度U；透照厚度比K；
横向裂纹检出角Q；有效评定长度Leff。
100%透照时，相邻两片的搭接长度L。
一、关于U值的问题：
U：几何不清晰又称半影宽度。
U=
JB928-67标准为一固定值，U=0.2、0.4㎜，要减小U值从公式中可以看出提高焦距可以减少U。但要增加曝光量（t、KV）为了互相的制约，使用德国标准DIN54111规定：A级≥7.5L
B级≥15L
JB4730-94标准采用此标准并增加了AB级即：
AB级：≥10L
A级 L≥7.5df.L
AB级 L≥10df.L
B级 L≥15df.L
如果把：df= 代入以上公式得：
A级：U≤L
AB级：U≤L
B级：U≤L
从公式可以看出U是一个变量，它随工件透照厚度（L）的增加而有所增加。在JB928-67标准中U值是一个定值，一般焦距选择600、700㎜即能满足要求：
T：母材厚度
T′：射线束斜向透照最大厚度
从公式中可以看出求解L仍是一个复杂的计算，为了简便计算而使用工程数学中的三线式诺模图原理，用直尺直接求得L值。使用三线式诺模图是解决U值的问题，提高图象的清晰度最主要是减少U值。新标准对计算f值（L）增加了源在内单壁透照时，中心法f值可减少不超过规定值的50%，偏心法f值可减少不超过规定值的20%。
二、关于K值的问题：
透照厚度比K K=
L1

θ

T′

T
L2

H
JB4730-94(GB3323-87)规定：
环缝：A、AB级≤1.1 θ=24.62°
B级≤1.06 θ=19.37°
cosθ== 　　 θ角：横向裂纹没检出角
限制K值的原因：
1、使射线穿透工件厚度在有效透照区内变化不致太大；
2、使射线透照强度变化不太大（即使黑度均匀，灵敏度均匀）；
3、使横向裂纹的检出能力在有效透照区变化不致太大。
①K值对横向裂纹检出率的影响：
θ
对于深h、宽为W的横向裂纹
w
D=-0.434G.
T
h
为了检出裂纹需使D
T′
又D
=,当W一定时
， ∴D
当=90° =W 此时裂纹检出率最低；
=0° =h 射线束平行裂纹检出率最高；
90
70
30
20
10
+
-10
-20
K D 从而提高了横向裂纹检出率。

实践证明：
θ=15°时检出率为50%
θ=10°时检出率为70%
三、纵缝（直缝）透照方法：
根据K值的要求，计算一次透照长度L
1、L、L的确定
θ=cosK
A、AB级 K=1.03 θ=13.9°
B级 K=1.01 θ=8.07°
L=
K=1.01时 L=3.53L 取整L=3 L （B级）
K=1.03时 L=2.03L 取整L=2 L （A级、AB级）
标准规定了L须同时满足U，K值在纵缝透照时一般按U要求计算的L值较小，满足K值的L值，就会同时满足U值。从AB级L=2 L可以看出至少要使f≥600时即能照300长的底片
L3
L2
L1
2、Leff
θ
Leff：有效评定长度
：搭接长度
θ
L：一次透照长度
ΔC
Leff

底片有效评定长度：是指底片上两搭接标记之间的长度用Leff表示。
一次透照长度：即L是指实物上两搭接标记之间的长度。
纵缝 Leff=L+
= =
对于A、AB级：L=2L ∴==
对于B级 L=3L ∴=
∴Leff= L+ （A、AB级）
Leff= L+ （A级）
3、直缝双壁单影透照
由于搭接标记只能放在胶片侧 即Leff=L所以需在底片两侧各加长度进行评定区的评定，否则则存在盲区。
四、环焊缝透照法：
F＜R
F＞R
环缝
1、环缝单壁外照法：
外照法时形成的K值或θ较大，但不能与纵缝那样定K值，而是要放松些，不然透照的次数太多，那么100%透照时，满足K值要求，整圈的最小曝光次数N？
N==
=
（近似计算）
精确计算： （K=1.1）
（K=1.06）

0
L3
α
η
θ
L1

=sin() (正弦定理)
求出　
求出N再求 L L Leff 等
L= L：外等分长度（射线源侧一次透照长度）
L= L：胶片侧焊缝的等分长度
=2Tlg(近似值)
Leff= L+
K=1.1时，=2Tlg24.62°=0.92T
K=1.06时，=2Tlg19.37°=0.70T
=, N== 当=15°时 N=12
=18°时 N=10
为了减少以上计算新标准在附录D中画有透照次数图，新标准增加了100㎜≤De≤400㎜的环焊缝，A、AB级允许采用K≤1.2以及搭接标记放在源侧的透照次数图。
2、环缝内透法
（1）中心法：F=R
射源在圆心周向曝光，T′=T象质最佳，横向裂纹检出率最高（K=1，=0°）
主要考虑L是否满足U的要求，但新标准又规定f值可以减少最多不应超过规定值的50%，一般来说对于X射线机只要能放进中心处即可满足要求。
此时，搭接标记放在哪面均可。
A
E
θ
（2）偏心法
C
η
α
①F＜R N=
D
B
0

L1

F
） =Leff
L L=
搭接标记放在射线源侧工件表面，才不会漏检，所以画图时，交点在源侧。
η
α
θ
C
②F＞R N=
0

D

） =Leff
L L=
搭接标记放在胶片侧工件表面，才不会漏检。
3、双壁单影法： ＞89㎜
O
O
公式同F＞R N=
O
O

F

）
L==Leff 搭接标记在胶片侧
当F时，若K、不变则L（
当F=D时， =2 N=
=15°时，N=6; =18°时，N=5; =24.6°时，N=4
JB4730新标准规定 Φ100㎜以下为小径管（双壁双影）
100～400㎜时 K≤1.2；400㎜以上时K≤1.1，均按图选择N数。
4、双壁双影Φ≤100㎜ 小径管
满足U的要求：L （AB级）
注意：L=直径+余高
S0
椭圆间距现改为1倍左右焊缝宽度，平行移动距离S？
L1

b
b
L2

公称外径 D≤80㎜ T≤6㎜，可一次成像。
五、散射线的控制：
由于散射线对底片质量影响很大，受照射的一切物体都是散射源，所以散射线是无法消除的，只能尽量减少，措施有：
1、选择合适的射线能量：
厚度差较大的工件（如小径管）散射比随能量的增加而增加，但只能适当提高，以免对主因对比度和固有不清晰度的不利影响。
2、使用铅箔增感屏后屏较厚
3、还有一些有效措施减少散射线
1) 背防护铅板：背后近距离有金属、水泥等；
2) 铅罩和光阑：减少照射场范围；
3) 采用厚度补偿物。
4) 滤板：将波长较长的软射线吸收掉，提高有效能量；
5) 遮蔽物：如对小径管照相时，把不必要部分遮蔽，以减少不必要的散射；
6) 修磨试件：减少厚度差，也可以减少散射线，如将焊缝余高磨平后照相（B级）减少散射比。
六、大厚度比试件的透照技术
1、适当提高管电压：
提高管电压可以获得更大的透照厚度的宽容度，还可以减少散射比，降低边蚀效应，但导致衰减减少对比度减小（），对照相灵敏度不利，因此管电压只能适当提高。
边蚀现象：试件周围的射线向试件背后的胶片散射，或试件中的较薄部位的射线向较厚部位的散射，这种散射会导致影像边界模糊，产生低黑度区域的周边被侵蚀，面积缩小的所谓边蚀现象。
2、双胶片技术：
使用不同感光度的胶片，快的适用较厚部分。
3、补偿技术

第五章 暗室处理技术
一、显影液：

对苯二酚在PH9-11的碱性中才有较好的显影能力。
二、定影液

在暗室中可用闻酸性来判断是否是定影剂。
三、停影液（酸碱中和作用）
2-3%乙酸溶液，用来中和显影剂中的碱性，防止污染定影剂，防止产生不均匀条纹斑痕和两色性雾翳（酒石酸、柠檬酸、亚硫酸氢钠）
四、显影时间的影响
时间过长使灰雾增大。
五、显影温度的影响：
20℃左右最好，太高时，使反差增大；太低使对比度降低，因为高时对对苯二酚的显影能力增强。
六、减薄剂：

第六章 辐射防护
§6-1 剂量
一、照射量 P
1、定义：照射量是用来表征X射线或射线对空气电离本领的物理量。
2、单位：S1单位：库仑.千克-1（C.Kg-1）
老单位：伦琴：1R=2.58×10库仑-4/千克
3、伦琴R：在标准状态下，电离1cm3的干燥空气产生一个静电单位电量的射线照射量叫1R。
1R=103mR=106R
1伦琴=103毫伦=106微伦
1、 照射量率：单位时间的照射量
如：
照射量是指X、射线对空气的效应，我们可以用仪器测得的物理量，而人体组织吸收射线的能量比空气吸收的能量要多，因此引入吸收剂量这一概念。
二、吸收剂量：
1、定义：是用来表征受照物体吸收电离辐射能量程度的物理量。
受照射物体将吸收电离辐射的全部或部分能量，引起生物效应，吸收的剂量越多，生物效应越厉害。非生命体也有一个吸收剂量。
2、吸收剂量：电离辐射传给单位质量的被照射物质的能量。
3、单位：SI单位： 1戈瑞=1 ；老单位 1拉德
1戈瑞（GY）=100拉德（ad）
1戈瑞（GY）等于1千克受照射的物质吸收 1焦尔的辐射能量。
4、吸收剂量率：
单位时间内的吸收剂量
三、吸收剂量与照射量的关系
要计算辐射场中某点被照射物质的吸收剂量只能用该点的照射量来换算（共两种换算关系）。
1、将空气中某点的照射量换算成该点的空气吸收剂量。
计算公式： （拉德）
（戈瑞）
D：空气的吸收剂量；：空气中的照射量（R）
2、将空气中某点的照射量换算成该点被照射物质的吸收剂量。
D=f•P D:受照物体的吸收剂量
P：照射量（伦）
f：换算因子
换算因子即能反映入射光子的能量，又能反映被照射物质性质。因为吸收剂量的大小即取决于光子的能量，又取决于受照物质的性质。f值可查表。（P198.7.1表）表中可知射线比X对人体危害更大。
四、剂量当量：H
用不同类型的电离辐射，即使吸收剂量相同，所产生的生物损伤程度也不同 如：1拉德（0.01戈瑞）快中子的吸收剂量所产生的生物损伤与10拉德的射线辐射吸收剂量所产生的生物损伤相同。为了统一衡量和评价不同类型的电离辐射，以及在不同照射条件下，对生物的照射所引起的危害不同，引入了“剂量当量”这一物理概念。
1、定义：剂量当量 H：是吸收剂量D与品质因素Q及其他修正因素N的乘积。
H=D.Q.N
①Q：品质因素Q与线能量转移有关，不同类型和能量的射线，有不同的线能量转移，也就是Q值不同，但对于工业用的X、射线而言Q=1。
②N、N的影响因素很多，但对于X、射线而言，针对X、射线的防护而言，N=1。
Q=1
N=1
因此可以认为对X、射线的吸收剂量与剂量当量在数值上相等，量刚相同。
即：吸收剂量 1拉德=1雷姆（剂量当量）
2、单位
S1单位： 赋予专用名词“希沃特”SV
老单位：雷姆 em
1希沃特（SV）=1=1戈瑞
1SV=10mSV=10 1SV=100雷姆
JB4730-94标准规定：检测人员每年允许接受的最大射线照射剂量当量为5×10SV（50mSV），非专业人员为5×10SV（5mSV）
重要修改（ICRP第60号建议书）
职业人员照射随机效应的剂量限值。
a、年剂量当量≤50mSV
b、连续5年的平均计量当量≤20mSV,公众照射随机效应的剂量限值
公众照射随机效应的剂量限值：
a、年剂量当量≤1mSV
b、连续5年平均每年≤1mSV（即某年可为≤5mSV）
总结：

符号
老单位
SI

照射量
P
伦琴R

1R=2.58×10
吸收剂量
D
拉德ad
戈瑞GY

1戈瑞=100拉德
剂量当量
H
雷姆em
希沃特SV

1希沃特=100雷姆

§6-2 剂量测定方法和仪器
一、辐射监测主要分：
1、场地辐射监测：
测定剂量场的分布情况，发现潜在的高剂量区。
2、个人剂量监测
个人受到的总照射量或组织的吸收剂量。
①场地检测：确定工作场所和环境的辐射水平，从而预先估计出在该场所的人员在特定时间内将要受到的照射量或吸收剂量，这是一种预防性的测量。
GB18871-2002《电离辐射防护与辐射安全基本标准》代替原标准在新JB4730中执行。
控制区≤40 （就源而言），专业人员至少在此以外区进行工作。
监督区≤2.5 （就源而言）（公众）就X射线机控制区≤4。
射线按GB18465划定控制区和监督区
X射线按GB16357划定控制区和管理区
二、一般剂量仪原理：
基本原理：根据电离辐射的物理和化学反应制成的各种剂量仪。
1、射线通过气体时的电离效应；
2、射线通过某些固体时的电离和激发；
3、射线能量在物质中产生的热效应等6种效应。如：电离室，正比计数器，盖革一弥勒计数管。电离室在辐射的电离作用下，产生微弱的静电电流，经放大后通过电流计可显示出来。袖珍式电离室俗称剂量笔，有直读式也有非直读式。工作人员可以随时检查自己积累剂量。

§6-3 防护方法和计算
一、影响辐射损伤的因素：
1、辐射性质：
不同质的辐射在介质中的线能量转移不同，因而引起的生物效应不同，X、 的生物效应基本相同，而中子比要大得多，即X、的=1而中子=10。
2、剂量：吸收剂量越大，生物效应越大。
例：全身吸收25拉德无明显病变，100拉德引起急性放射病，1000拉德100%死亡。
3、剂量率：
由于人体对生物损伤有恢复作用，小剂量分散比大剂量一次引起的生物损伤要小得多（在总剂量相同时）。
4、照射方式：
一次照射与多次；内照与外照；单方向与多方向
5、照射部位：不同部位的辐射，敏感程度不同。四肢最差。
6、照射面积
在相同剂量照射下，受照面积愈大，产生的生物效应也愈大。
二、辐射剂量的控制方法：
外照射防护的基本依据，即三大防护原则：
1、时间——要控制射线对人体的曝光时间；
2、距离——要控制射线源到人体间的距离；
3、屏蔽——在人体和射线源之间间隔一层吸收物质。
（一）时间防护
剂量=剂量率×时间
例：某辐射场某点的剂量率为50，问在不超过剂量限值的情况下，每周可从事的工作时间？
以50周为1年则每周50=1
1=1000 时间=20小时
（二）距离防护：
在射源一定时，照射剂量或剂量率与距离的平方成反比
D1：距射线源R1处的剂量（率）
D2：距射线源R2处的剂量（率）
R1：源到1点处的距离
R2：源到2点处的距离

距离增加一倍，则剂量（率）减少到原来的，所以应尽量增大距离。
（三）屏蔽防护
根据辐射通过物质时被削弱的原理。在人和源之间加一层足够厚的屏蔽物，把外照射线剂量减少到允许剂量水平以下。
屏蔽方式：铅、混凝土、重晶石等。
可利用半价层去简单计算屏蔽层的厚度。半价层也可以指X、射线的照射率、剂量率，减弱一半时需屏蔽层的厚度（对于屏蔽防护而言）。
当需要计算防护层厚度而没有必要图表时，则可根据半价层的个数来确定防护层的厚度。对于多色射线而言，半价层的厚度时随防护层厚度增加而增加的，但当厚度很大时，又随防护层的增加而减少，因此以半价层个数计算的不够精确。

代入

I0
令
T1/2
1/2I0
如果求价层
T1/2
T1/2
1/4I0
则
1/8T0

已知的厚度就可以求出减弱射线强度多少时的防护层厚度。
同样对于射线的半衰期而言：

半衰期的个数
即可计算射线经过n个半衰期，衰减到原来的几分之一。

取数时：

第二个半价层厚度大于第一个半价层的原因是：
经过第一个半价层后连接X射线的较软部分被吸收所剩部分的平均波长变短，即线质变硬，这里没有指强度。
X射线的曝光因子=
射线的曝光因子
当采用铅箔增感屏或无增感屏时，曝光因子遵守互易定律。
设产生一定黑度的所需曝光量E=I.t。当射线强度I和时间相应变化时，只要两者积乘不变，则底片黑度不变。
对于X射线则为管电流X时间 （E= I.t）
对于射线则为源强度X时间 （E= A.t）
曝光量不只影响黑度，也影响影象的对比度和颗粒度及仪噪比，从而影响底片上可记录的最小细节尺寸，为保证射线照相质量，曝光量应不低于某一最小数值。
补充：
一、JB4730-94标准质中透照厚度TA及“母材厚度T”。
“母材厚度T”：现称为公称厚度。
透照厚度TA：现称为W—也称射线透照方向上公称厚度。
原透照厚度TA=母材厚度+焊缝余高
现行要执行的4730标准中将此进行了统一，均为公称厚度（多层透照时为公称厚度之和）。评定区的选择；不计点数的缺陷尺寸的厚度划分；圆形缺陷的分级；条状缺陷的分级均使用公称厚度的概念。即标准中不将加强高计入标准。只是在透照工艺的选择（KV 时间）时要考虑加强高。
在表5、6、7中
在5、单壁透照时，用公称厚度T
6、双壁双影时，象质计置于源侧，用透照厚度W
7、双壁双影时，象质计置于胶片侧，用透照厚度W
避免从前双壁双影和双壁单影时象质计的选择上、理解上的不同。
二、射线透照技术等级分为三级：A级—低灵敏度技术；
AB级—中灵敏度技术； B级—高灵敏度技术。
一张底片是否达到要求的技术等级需要考虑哪几方面或者说达到AB级的要求，需要满足哪些指标：
1、象质计的选择指数
2、K值的选择（可确定 Leff一次透照长度）
3、Ug值的选择（确定L1的诺膜图）
4、底片黑度范围的规定
2、 不同源的胶片类型的选择
3、 不同源适用的透照厚度范围的不同
4、 增感屏前、后屏厚度的选择（源而言）
5、 曝光量的推荐值不同

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