Kiểm tra Chụp ảnh phóng xạ công nghiệp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.64 MB, 262 trang )
Kiểm tra
Chụp ảnh phóng xạ công nghiệp
CƠ SỞ NGUYÊN LÝ
•
Nguyên lý
•
Lịch sử
•
Đặc điểm
•
Cấu trúc nguyên tử hạt
nhân
•
Bản chất tia X và
gamma
•
Qui luật suy giảm bình
phương khoảng cách
•
Qui luật phân rã
•
Tương tác bức xạ với
chất
•
Phát hiện, ghi đo bức
xạ
•
An toàn bức xạ
Nguồn bức xạ
Tia bức xạ
Chỉ thị chất lượng hình ảnh (IQI)
1
0
f
e
1
6
Đối tượng kiểm tra
Phương tiện ghi
Nguyên Lý
Không thấu chân
Undercut tại bề mặt
Nứt dọc mối hàn
Nguyên Lý
Nguyên Lý
LỊCH SỬ
•
Năm 1895, Wilhelm Roentgen phát hiện tia X
•
Năm 1896 tia X được ứng dụng kiểm tra mối hàn.
•
Năm 1896, Henri Becquerel
phát hiện tia Gamma từ
muối uranium
•
Năm 1898, Vợ chồng Pierre
và Marie Curie phám phá chất
phóng xạ Polonium và
Radium
•
Năm 1913 Collidge thiết kế
ống phát tia X, 100 kV.
•
Năm 1922, chế tạo được
máy tia X 200 kV
•
Năm 1930 Hải quân Mỹ
cho phép dung kiểm tra
mối hàn bao hơi.
•
Năm 1931, GE chế tạo máy
phát tia X 1MV
•
Năm 1931, ASME chấp
nhận cho sử dụng tia X
kiểm tra mối hàn nóng
chảy bình áp lực
ĐẶC ĐiỂM
•
Áp dụng cho nhiều loại vật liệu
•
Kiểm tra các sai hỏng bên trong
•
Kết quả lưu giữ dài lâu
•
Thiết bị kiểm tra chất lượng ảnh chụp sẵn có
•
Giải đoán ảnh chụp trong điều kiện tiện nghi
ĐẶC ĐIỂM
•
Tia bức xạ có hại với cơ thể người
•
Khó phát hiện các bất liên tục dạng mặt (nứt,
không ngấu…)
•
Yêu cầu tiếp cận hai phía
•
Bị hạn chế bởi kích thước và cấu hình đối
tượng kiểm tra
•
Độ nhạy giảm theo chiều dày tăng
•
Đắt tiền
•
Khó tự động hóa
•
Yêu cầu kỹ năng và kinh nghiệm giải đoán ảnh
CẤU TRÚC NGUYÊN TỬ
LỚP N
LỚP M
LỚP L
LỚP K
Proton , điiện+
Neutron không điện
Electron điện –
HẠT NHÂN ĐIỆN DƯƠNG
LỚP VỎ ĐIỆN TỬ ĐIỆN ÂM
TRUNG HÒA ĐIỆN
HIỆN TƯỢNG ION HÓA-tạo ion dương
8 + protons
7 - electrons
Nguyên tử mang điện 1 + , gọi là inon dương
Nguyên tử Oxy
8 + protons
8 - electrons
Trung hòa điện
Protons & Neutrons
Electrons
8+
8+
Bức xạ ino hóa
Ion oxy dương
HIỆN TƯỢNG ION HÓA- tạo ion âm
Electron bị bật ra
8 + protons
9 - electrons
Nguyên tử mang
điện âm1 -
Ion oxy âm
8+
Nguyên tử Oxy
8 + protons
8 - electrons
Trung hòa điện
Protons & Neutrons
Electrons
8+
8 + protons
7 - electrons
Nguyên tử
mang điện 1 +
8+
Bức xạ ion hóa
Ion oxy dương
TẠO TIA X
•
Tia X có nguồn gốc từ lớp vỏ điện tử của nguyên tử
•
Hạt mang điện chuyển động có gia tốc qua trường điện từ,
tạo ra sóng điện từ, tia X:
-
Bức xạ Bremsstrahlung: phổ (phân bố năng lượng) liên tục
TẠO TIA X: Bức xạ đặc trưng: phổ gián đoạn
•
Bức xạ tia X đặc trưng được phát ra hoàn toàn theo
một cách khác. Đôi khi có thể có một sự va chạm
trực tiếp của hạt mang điện với một trong những
điện tử ở lớp vỏ bên trong của một nguyên tử bia và
nếu năng lượng của các điện tử đủ lớn thì chúng có
thể bứt các điện tử quỹ đạo ra khỏi nguyên tử.
Nguyên tử sau đó trở nên không bền vững và các
điện tử khác trong cùng một nguyên tử ở mức cao
sẽ nhảy vào lấp lỗ trống và giải phóng năng lượng
chênh lệch, hay phát ra một lượng tử bức xạ.
Tạo tia gamma - CẤU TRÚC HẠT NHÂN
ELECTRONS: điện âm -
NEUTRONS: không điện
PROTONS: điện dương +
Nguyên tử Helium
Số nguyên tử Z: 2
Số khói lượng: 4
Số lượng proton Z:
sô nguyên tử
Số lượng proton +
neutron: số khối
lượng
HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
•
Các nguyên tử có cùng số proton, đồng vị
•
Đồng vị bền và không bền
•
Đồng vị không bền trở về trạng thái bền bằng cách phát ra
bức xạ
HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
•
Hiện tượng phóng xạ: Có một số đồng vị của một nguyên
tố là bền vững, có một số đồng vị của một nguyên tố khác
là không bền vững. Những nguyên tử của các đồng vị
không bền vững có thể trở về trạng thái bền vững bằng
cách phát bức xạ. Quá trình dịch chuyển về trạng thái bền
vững của các đồng vị không bền vững đi kèm với quá
trình phát bức xạ thường được gọi là quá trình phân rã
(sự phân rã phóng xạ) và hiện tượng phân rã này của
những nguyên tử của các đồng vị (có trong tự nhiên hay
được tạo ra bằng những phương pháp nhân tạo) của
những nguyên tố được gọi là hiện tượng phóng xạ.
Hiện tượng phóng xạ
•
Có các loại bức xạ: hạt, năng lượng
Hạt: alpha, beta, …
Sóng điện từ : TIA GAMMA
Đồng vị phóng xạ
Tự nhiên
Nhân tạo
Bản chất tia X và gamma
•
Sóng điện từ
•
Dải bước sóng: nhỏ hơn vài
nghìn lần so với ánh sáng,
•
λ = c/f= h.c/E, (E = h.f)
23 Sep 02
Phổ sóng điện từ
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
-2
1cm 10
2
10
4
10
6
10
8
Chiều dài sóng
Sóng
điện từ
TV
Vi sóng
hồng ngoại
Tia cực tím
Chụp ảnh phóng
xạ công nghiệp
Tính chất tia X
•
Không thể cảm nhận được bằng các giác quan của con
người.
•
Làm các chất phát huỳnh quang. Ví dụ, kẽm sulfide, canxi
tungstate, kim cương, barium platinocyanide,
•
Truyền với một vận tốc ánh sáng, 3
×
10
10
cm/s.
•
Gây hại cho tế bào sống.
•
Tạo ion hoá: tách các electron ra khỏi các nguyên tử, tạo ra
các ion dương và ion âm.
•
Truyền theo một đường thẳng, cũng có thể bị phản xạ, khúc
xạ và nhiễu xạ.
•
Tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng
cách: cường độ bức xạ tia X hoặc tia gamma tại một điểm
bất kỳ nào đó tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ
nguồn đến điểm đó.
Qui luật tỷ lệ nghịch
bình phương khoảng cách
D
1
D
2
I
2
I
1
I
1
D
2
2
I
2
D
1
2
=
Qui luật bình phương khoảng cách
•
Trong thực tế chụp ảnh bức xa, qui luật tỷ lệ nghịch
với bình phương khoảng cách có một tầm quan
trọng đặc biệt:
Phim phải tiếp nhận được một lượng bức xạ (liều
chiếu) nhất định để có một hiệu ứng đủ để cảm
nhận được (độ đen). Nếu khoảng cách từ nguồn đến
phim thay đổi thì liều chiếu cũng bị thay đổi theo
định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.
Nếu muốn tiếp nhận liều chiếu không đổi, phải
điều chỉnh thời gian chiếu chụp
