CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG CHO MỐI HÀN - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.doc) (81 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Cơ khí - Chế tạo máy

CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG CHO MỐI HÀN

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.5 MB, 81 trang )

CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG CHO MỐI HÀN5.1 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẰNG CHỤP ẢNH BỨC XẠPhương pháp chụp ảnh bức xạ được dùng để xác định khuyết tật bên trong của nhiềuloại vật liệu có cấu trúc khác nhau.Phương pháp chụp ảnh bức xạ sử dụng nguyên lý truyền qua và sự hấp thụ khác nhauđối với những năng lượng khác nhau của vật liệu để kiểm tra các khuyết tật bên trong đốitượng. Một chùm tia bức xạ tới sau khi đi qua các bề dày khác nhau của mẫu vật thì sự biếnthiên hay thay đổi cường độ của chùm bức xạ qua vật liệu sẽ được ghi lại trên phim. Sau cácquá trình tráng rửa phim ta nhận được ảnh chụp bức xạ của mẫu vật, từ đó có thể giải đoán đểphân tích các khuyết tật hoặc sự hư hỏng nằm bên trong mẫu hay không.5.2 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỤP ẢNH BỨC XẠI. Các tính chất cơ bản của tia X và tia Gamma1. Sự ra đời, bản chất của bức xạ tia X và tia GammaNăm 1895 Roentgen đã phát hiện ra bức xạ tia X trong lúc ông đang nghiên cứu hiệntượng phóng điện qua không khí. Trong một thời gian thí nghiệm trên những loại tia mới vàbí ẩn này thì Roentgen đã chụp được một bức ảnh bóng của các vật thể khác nhau gồm cóhộp đựng các quả cầu và một khẩu súng ngắn nhìn thấy được r rng. Những bức ảnh bĩngnàyđãđánh dấu sự ra đời của phương pháp chụp ảnh bức xạ. Trong khoảng một năm sau khiRoentgen đã phát hiện ra bức xạ tia X thì phương pháp chụp ảnh bức xạ được áp dụng đểkiểm tra các mối hàn. Năm 1913 Collidge đã thiết kế một ống phát bức xạ tia X mới. Thiết bịnày có khả năng phát bức xạ tia X có năng lượng cao hơn và có khả năng xuyên sâu hơn.Năm 1917 phòng thí nghiệm chụp ảnh bức xạ bằng tia X đã được thiết lập tại Royal Arsenalở Woolwich. Bước phát triển quan trọng kế tiếp là vào năm 1930 khi hải quân Mỹ đồng ýdùng phương pháp chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn của nồi hơi. Trong khoảng mộtvài năm sau đó bước phát triển này đi đến sự chấp nhận rộng rãi là dùng phương pháp chụpảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn trong bình áp lực và bức xạ tia X đã tạo ra một sự pháttriển bền vững như là một công cụ dùng để kiểm tra các mối hàn và vật đúc. Quá trình này đãđặt ra một cơ sở cho sự phát triển liên tục của kỹ thuật kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ.Bản chất của bức xạ tia X: Bức xạ tia X là dạng bức xạ điện từ giống như ánh sáng. Giữabức xạ tia X và ánh sáng bình thường chỉ khác nhau về bước sóng. Bước sóng của bức xạ tiaX nhỏ hơn vài ngàn lần so với bước sóng của ánh sáng bình thường. Trong kiểm tra vật liệubằng chụp ảnh bức xạ thường sử dụng bức xạ tia X có bước sóng nằm trong khoảng 10-40Ađến 100A trong đó 10A = 10-8cm.Bức xạ gamma là một loại bức xạ sóng điện từ giống như bức xạ tia X nhưng chúngthường có bước sóng ngắn hơn và có khả năng xuyên sâu hơn bức xạ tia X được phát ra từcác máy phát bức xạ tia X mà được sử dụng rộng rãi trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp.Một số bức xạ gamma có khả năng xuyên qua một lớp chì có bề dày đến 10cm. Bức xạgamma được phát ra từ bên trong hạt nhân của nguyên tử, khác với bức xạ tia X được phát raở bên ngoài hạt nhân.Bước sóng của bức xạ sóng điện từ được tính theo mét, centimet, millimet, micromet,nanomet và angstron trong đó 10A = 10-8cm. Hình 2.1 biểu diễn vị trí của bức xạ tia X và tiagamma trong phổ bức xạ sóng điện từ.2. Phổ bức xạ tia X và tia GammaMột yếu tố cơ bản là bức xạ tia X được phát ra khi các electron bị hãm lại. Khi cácelectron di chuyển với vận tốc cao đến gần hạt nhân (hạt nhân mang điện tích dương), chúngchịu một lực hút và chuyển động chậm lại. Trong quá trình chuyển động chậm hoặc bị hãmlại này thì các electron này mất đi một phần động năng ban đầu của chúng và động năng mấtđi đó được phát ra dưới dạng bức xạ tia X. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng bức xạ tia X đượcphát ra là một quá trình tiếp theo sau quá trình làm lệch hướng chuyển động của các electronở cathode bởi một trường lực mạnh nằm xung quanh hạt nhân của các phần tử bia. Đôi khicác electron bị hãm lại đột ngột thì toàn bộ động năng của chúng được chuyển thành nănglượng bức xạ tia X lớn nhất cùng với bước sóng nhỏ nhất. Nhưng trong thực tế toàn bộ phổcủa bức xạ có dải bước sóng dài hơn hoặc dải tần số thấp hơn được phát ra bởi các electronmà các electron này chỉ mất đi một phần năng lượng của chúng trong một lần tương tác vớihạt nhân và chịu nhiều va chạm với các nguyên tử bia trước khi chúng dừng lại. Như vậy, phổbức xạ tia X là một dạng phổ liên tục với một bước sóng nhỏ nhất λmin có giá trị xác định. Tacó E = h.f trong đó h là hằng số Plank và f là tần số. Năng lượng của một electron có điện tíchlà (e) đi vào một hiệu điện thế VÀlà e.VÀvà sự hấp thụ hoàn toàn (hoặc dừng lại hoàn toàn)thì năng lượng này xuất hiện như một lượng tử tia X có năng lượng h.f = h.c/λ = e.VÀmà tacó λmin = h.c/e.VÀ= 12.4/V. Trong đó c là vận tốc của ánh sáng và VÀlà hiệu điện thế đượcáp vào ống phát bức xạ tia X.Khác với phổ bức xạ tia X là phổ liên tục thì phổ bức xạ gamma là phổ gián đoạn, ngưỡng giátrị của bước sóng trong thực tế phụ thuộc vào sự phát xạ của hạt nhân nghĩa là nguồn phóngCác đỉnh của bức xạ tia X đặc trưngCöôøng ñoäTần sốxạ. Các đồng vị phóng xạ có thể phát ra bức xạ có một hoặc nhiều bước sóng. Ví dụ Caesium– 137 chỉ phát ra bức xạ gamma có một bước sóng, Cobalt – 60 phát ra bức xạ gamma có haibước sóng và Iridium – 192 phát ra bức xạ gamma có năm bước sóng trội. Tất cả các nguồnphóng xạ phát bức xạ gamma có dạng phổ vạch (phổ gián đoạn) khác với phổ bức xạ tia X làphổ liên tục, hình:Hình 2.4: Phổ vạch của nguồn phóng xạ gamma.3. Tính chất của bức xạ tia X và tia GammaBức xạ tia X và bức xạ tia gamma có cùng một bản chất đó là bức xạ sóng điện từ,những tính chất giống nhau của bức xạ tia X và tia gamma được trình bày tóm tắt dưới đây:(i) Không thể nhìn thấy được chúng.(ii) Không thể cảm nhận được chúng bằng các giác quan của con người.(iii) Chúng làm cho các chất phát huỳnh quang. Các chất phát huỳnh quang đó là kẽmsulfide, canxi tungstate, kim cương, barium platinocyanide, naphátalene,anthracene, stillbene, thallium được kích hoạt natri iodide.(iv) Chúng truyền với một vận tốc bằng với vận tốc ánh sáng nghĩa là 3 × 1010 cm/s.(v) Chúng gây nguy hại cho tế bào sống.(vi) Chúng gây ra sự ion hoá, chúng có thể tách các electron ra khỏi các nguyên tử khíđể tạo ra các ion dương và ion âm.Cường độ(vii) Chúng truyền theo một đường thẳng, là dạng bức xạ sóng điện từ nên bức xạ tia Xhoặc tia gamma cũng có thể bị phản xạ, khúc xạ và nhiễu xạ.(viii) Chúng tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách mà theo địnhluật này thì cường độ bức xạ tia X hoặc tia gamma tại một điểm bất kỳ nào đó tỷ lệnghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn đến điểm đó.Theo toán học thì I ∼ 1/r2 trong đó I là cường độ bức xạ tại điểm cách nguồn phóng xạ mộtkhoảng cách r.(ix) Chúng có thể đi xuyên qua những vật liệu mà ánh sáng không thể đi xuyên quađược. Độ xuyên sâu phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ, mật độ, bề dày của vậtliệu. Một chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma đơn năng tuân theo định luật hấp thụ,I = I0e(-µ x)Trong đó:I0 = Cường độ của bức xạ tia X hoặc tia gamma tới.I = Cường độ của bức xạ tia X hoặc tia gamma truyền qua vật liệu có bề dày là x và có hệ sốhấp thụ là µ.(x) Chúng tác động lên lớp nhũ tương phim ảnh và làm đen phim ảnh.(xi) Trong khi truyền qua vật liệu chúng bị hấp thụ hoặc bị tán xạ.Những tính chất (vii), (viii), (ix), (x), (xi) là những tính chất thường được sử dụng trong chụpảnh bức xạ công nghiệp.4. Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cáchCường độ bức xạ đi đến một điểm nào đó phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phóng xạđến điểm đó. Cường độ bức xạ biến thiên theo tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cáchnày. Định luật này được minh họa trong hình 2.5. Trong ví dụ này ta giả sử rằng nguồn phátra bức xạ có cường độ không đổi mà khi bức xạ đi qua khe hở B toả ra một diện tích là 4cm2đi đến bề mặt ghi nhận C1 cách nguồn 12cm nếu bề mặt ghi nhận được dịch chuyển đến vị trícách nguồn phóng xạ là 24cm tại C2 thì chùm bức xạ tia X tỏa ra một diện tích bằng 16cm2.Diện tích này lớn bằng bốn lần diện tích tại C1. Do đó, ta có bức xạ trên 1cm2 ở bề mặt ghinhận tại điểm C2 chỉ bằng 1/4 bức xạ trên 1cm2 ở bề mặt ghi nhận tại điểm C1. Quá trình nàyđược biết là định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của bức xạ.Trong thực tế, định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có một tầm quan trọngtrong quá trình thực hiện chụp ảnh bức xa. Phim phải ghi nhận được một suất liều chiếu hoặcliều chiếu nhất định để tạo ra một ảnh chụp bức xạ trên phim có một độ đen mong muốn. Nếudo một số lý do nào đó mà khoảng cách từ nguồn đến phim có một sự thay đổi thì liều chiếucũng bị thay đổi theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.Do vậy, liều chiếu có thể thích hợp tại C1 thì phải tăng lên bốn lần để tạo ra một ảnh chụpbức xạ trên phim tại C2 có độ đen bằng với độ đen bằng với ảnh chụp bức xạ trên phim đượcchụp tại C1.Hình 2.5. Biểu đồ minh họa định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.Trong thực tế điều này có thể thực hiện được bằng cách tăng thời gian chiếu hoặc cường độbức xạ lên vì liều chiếu trong chụp ảnh bức xạ là tích số giữa cường độ bức xạ và thời gianchiếu.ABC1C2r1r2Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có thể biểu diễn bằng công thức toán họcnhư sau :Trong đó : r1 và r2 tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến C1 và C2.Vì I1 ∼ 1/E1 và I2 ∼ 1/E2 nên E2/E1 = (r2)2/(r1)2. Trong đó :E1 là liều chiếu tại C1.E2 là liều chiếu tại C2.Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách cũng có thể được trình bày theocách khác nhằm giúp cho việc an toàn và bảo vệ chống bức xạ khi làm việc trong vùng cóphóng xạ. Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách theo dạng này được biểu diễn theocông thức D1/D2 = (r2)2/(r1)2. Trong đó, D1 và D2 suất liều chiếu tại khoảng cách r1 và r2 tính từnguồn phóng xạ. D1 và D2 có cùng một đơn vị và r1 và r2 cũng có cùng một đơn vị. Điều nàycó nghĩa là sự nguy hiểm của phóng xạ (suất liều chiếu) sẽ giảm xuống rất nhanh khi ta đứngở một khoảng cách xa nguồn phóng xạ. Ví dụ như suất liều chiếu đối với một nguồn phóngxạ ở khoảng cách 10m tính từ nguồn sẽ còn lại bằng (1/100 = 1/102) suất liều chiếu cũng củanguồn phóng xạ đó tại khoảng cách 1m tính từ nguồn. Đây là một cách thực hiện đơn giảnnhất để đảm bảo có thể giữ cho một người làm việc với các nguồn phóng xạ hở nhận một liềuchiếu thấp.II. Hiện tượng bức xạ1. Sự phân rã bức xạHoạt độ phóng xạ của bất kỳ một chất phóng xạ nào phụ thuộc vào độ tập trung củacác nguyên tử phóng xạ có trong chất phóng xạ. Sự phân rã phóng xạ theo quá trình này tuântheo định luật hàm số mũ được gọi là định luật phân rã phóng xạ. Định luật này có thể đượcI1 (cường độ bức xạ tại C1)I2 (cường độ bức xạ tại C2)(r2)2(r1)2biểu diễn theo toán học là : N = N0 × e-µ .t trong đó N0 là số nguyên tử phóng xạ ban đầu (ởthời điểm t = 0), N là số nguyên tử phóng xạ còn lại sau một khoảng thời gian là t và λ đượcgọi là hằng số phân rã phóng xạ và là một đặc trưng của chất phóng xạ. Các chất phóng xạ cógiá trị λ càng lớn thì phân rã càng nhanh và ngược lại. Trong những ứng dụng thực tế thì sựphân rã của một chất phóng xạ thường được phát biểu theo thuật ngữ là chu kỳ bán rã của nóđược ký hiệu là T1/2. Chu kỳ bán rã được định nghĩa là thời gian cần thiết để cho số nguyên tửphóng xạ ban đầu giảm xuống còn một nửa. Theo một cách trình bày đơn giản là sau một chukỳ bán rã thì số nguyên tử phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ ban đầu (lúc t = 0) giảm xuống hailần. Chu kỳ bán rã là một đặc trưng của một đồng vị phóng xạ (nghĩa là sau một chu kỳ bánrã thì số nguyên tử phóng xạ hoặc hoạt độ phóng xạ giảm xuống hai lần so với số nguyên tửphóng xạ hoặc hoạt độ phóng xạ ban đầu (tại thời điểm t = 0). Chu kỳ bán rã là một đặc trưngriêng của một đồng vị phóng xạ, các đồng vị phóng xạ khác nhau có chu kỳ bán rã khác nhau(sự khác nhau chủ yếu của các đồng vị phóng xạ là sự khác nhau về chu kỳ bán rã). Có cácđồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã chỉ một phần nào đó của giây ngược lại có các đồng vịphóng xạ có chu kỳ bán rã lên đến hàng triệu năm (chu kỳ bán rã của các đồng vị phóng xạbiến thiên từ một phần nào đó của giây lên đến hàng triệu năm). Trong chụp ảnh bức xạchúng ta sử dụng những đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã khoảng vài ngày đến vài năm.Những đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã càng ngắn thì số nguyên tử phóng xạ và hoạt độphóng xạ và hoạt độ phóng xạ phân rã càng nhanh. Thay N = N0/2 và t = T/2 vào phươngtrình phân rã thì nó có thể được chuyển đổi thành : 2/1T.00eN2/Nλ−×=với T1/2 = 0.63/λ. Theo lý thuyết thì phương trình phân rã chỉ ra rằng để một chất phóng xạ phân rã hoàntoàn thì cần phải có một thời gian vô hạn. Khi vẽ phương trình phân rã lên một đồ thị thì trênđồ thị sẽ cho ta một đường cong được gọi là đường cong phân rã như được biểu diễn tronghình2. Cường độ bức xạ và hoạt độ bức xạ riêngCường độ bức xạ được định nghĩa là số tia bức xạ đi đến tương tác trên một đơn vịdiện tích vuông góc với hướng truyền của chùm tia trong một giây. Bức xạ phát ra từ mộtnguồn phóng xạ cho trước được đo theo đơn vị Roentgen trên giờ ở một khoảng cách là mộtmét tính từ nguồn. Giá trị này được gọi là giá trị RHM của nguồn (bức xạ phát ra, công suấtphát bức xạ, suất liều chiếu hay suất liều phát). Bản thân Roentgen được định nghĩa là lượngbức xạ tia X hoặc tia gamma đi qua một centimet khối không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn(NTP) (1cm3 không khí khô có khối lượng 0.00129g) tạo ra một lượng ion tương đương vớimột đơn vị điện tích e.s.u mỗi dấu. Roentgen cũng tương đương với một vật liệu bị chiếu xạhấp thụ một năng lượng 87.7 erg/g. Mỗi nguồn phóng xạ có một giá trị RHM trên Curieriêng. Số roentgen trên giờ tại khoảng cách một mét tính từ một nguồn phát bức xạ gamma cóhoạt độ 1mCi được gọi là hệ số K (hằng số gamma) của một quá trình phát bức xạ gammariêng biệt. Cường độ bức xạ tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cáchnghĩa là khi khoảng cách tính từ nguồn phóng xạ được tăng gấp đôi thì cường độ bức xạ tạikhoảng cách đó sẽ bị giảm xuống bốn lần.Hoạt độ phóng xạ riêng của một nguồn phóng xạ thường được đo theo đơn vị là sốCurie trong một gam và hoạt độ phóng xạ riêng đóng một vai trò quan trọng trong chụp ảnhbức xạ. Một nguồn phóng xạ có hoạt động riêng càng cao nghĩa là có thể tạo ra một nguồn cócường độ cho trước theo một kích thước vật lý nhỏ, điều này có một tầm quan trọng lớn đốivới quan điểm về độ xác định ảnh chụp bức xạ. Cũng với một nguồn được chế tạo với kíchthước nhỏ thì có độ tự hấp thụ nhỏ hơn và vì thế có suất liều chiếu hiệu dụng lớn hơn. Hoạtđộ phóng xạ riêng phụ thuộc vào lò phản ứng hạt nhân và thời gian mà chất bị chiếu xạ cũngnhư các đặc tính của chất bị chiếu xạ như là khối lượng nguyên tử (số khối) và tiết diện kíchhoạt. Một số nguyên tố có thể được kích hoạt để cho một hoạt độ riêng rất cao ngược lại cũngcó một số nguyên tố khác không có khả năng đạt đến những giá trị hoạt độ riêng cao với mộtthông lượng neutron thích hợp.Hỡnh 2.6. S phõn gió phúng x ca mt cht phúng x cú chu k bỏn ró 24hng cong phõn ró in hỡnh ca ngun Ir 192 c biu din trong hỡnh 2.7 v 2.8 cũnng cong phõn ró ca ngun Co 60 v cỏc ng v phúng x quan tõm khỏc cú th vc d dng nu bit c chu k bỏn ró ca chỳng (hỡnh 2.9)III. Quỏ trỡnh tng tỏc ca bc x vi vt chtKhi mt chựm bc x tia X hoc tia gamma i qua vt cht thỡ cú mt s tia c truynqua, mt s tia b hp th v mt s tia b tỏn x theo nhiu hng khỏc nhau. S hiu bit vnhng hin tng ny l rt quan trng cho mt nhõn viờn chp nh bc x v nhng khớacnh khỏc nhau ca nú c trỡnh by di õy :1. Hin tng hp thMt chựm bc x tia X hoc tia gamma khi i qua vt cht thỡ cng ca chỳng bsuy gim. Hin tng ny c gi l s hp th bc x tia X hoc tia gamma trong vt cht.Lng bc x b suy gim ph thuc vo cht lng ca chựm bc x, vt liu, mt camu vt v b dy ca mu vt m chựm tia bc x i qua. Tớnh cht ny ca bc x tia XPhaõn raừ phoựng xaù, mR/h200mR/h100mR/h50mR/h25mR/h3.12mR/h1.56mR/hTrong 7 chu k bỏn ró thỡ hot ca cht phúng x ó b phõn ró xung cũn nh hn 1%24h 24h 24h 24h24h24h 24h12 3 4 5 67 Ngaứyhoặc tia gamma được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ cơng nghiệp. Nếu có một khuyết tậtnằm bên trong cấu trúc của một mẫu vật nghĩa là có sự thay đổi về bề dày (chẳng hạn như lỗrỗng) hoặc sự thay đổi theo mật độ (chẳng hạn như các tạp chất của các vật liệu khác ở bênngồi). Sự hiện diện của những khuyết tật này sẽ tạo ra những thay đổi tương ứng với cườngđộ của chùm bức xạ truyền qua và chùm bức xạ truyền qua này được ghi nhận trên phim tạora được một ảnh chụp bức xạ trên phim. Hiện tượng này có một tính chất rất quan trọng nênchúng ta cần phải xem xét một cách chi tiếtHình 1.10. Q trình hấp thụ bức xạ.2. Hệ số hấp thụTrong phương trình biểu diễn q trình hấp thụ thì µ được gọi là hệ số hấp thụ tuyếntính. Hệ số hấp thụ tuyến tính là phần cường độ bức xạ bị suy giảm trên một đơn vị bề dàycủa vật hấp thụ. Bề dày vật hấp thụ thường được tính theo centimet (cm) và µx khơng có đơnvị nên µ sẽ có đơn vị là (cm-1). Khoảng cách 1/µ đơi khi được gọi là quảng đường tự do trungbình của bức xạ và để tính tốn độ xun sâu thì độ xun sâu thường được biểu diễn theochiều dài hồi phục và trong đó x = 1/µ ; µx = 1 được gọi là một chiều dài hồi phục.Giá trị của µ = Kλ3Z3 chỉ ra rằng µ phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ sơ cấp và do đónhững bức xạ mềm hay bức xạ có năng lượng thấp sẽ có hệ số hấp thụ lớn hơn. µ cũng phụthuộc vào ngun tử số (Z) của chất hấp thụ và tăng lên theo ngun tử số (Z). Do đó nhữngvật liệu có ngun tử số (Z) cao sẽ hấp thụ bức xạ tia X hoặc tia gamma nhiều hơn so vớinhững chất có ngun tử số (Z) thấp. Trong phương trình của µ thì K là hằng số phụ thuộcvào mật độ vật lý của chất hấp thụ.Chùm tia bức xạ tớiChùm tia bức xạ truyền qua3. Bề dầy làm yếu một nửaBề dày hấp thụ một nửa HVLÀ(Half value layer) là bề dày của một vật liệu cho trướcmà ta sẽ làm cho cường độ của chùm bức xạ phát ra khi đi qua nó giảm xuống còn một nửa.Bề dày hấp thụ một nửa HVLÀđược xác định từ công thức :)exp( xIIµ−=xoIIµ−=⇒lnVới 21=oII ta có : xµ−=21ln⇒ x = HVLÀ= µ693,0Bề dày giảm 10 : TVLÀ(Ten value layer)Là bề dày của vật liệu che chắn mà làm giảm cường độ bức xạ hay liều chiếu đi 10 lần.Tính tương tự như bề dày hấp thụ một nửa ta có :HVLTVL 32,33,2==µIV. Quá trình iôn hóaCác nguyên tử và các phân tử thường là trung hoà về điện. Nếu vì một quá trình nào đómà các electron trong nguyên tử hay phân tử bị tách ra khỏi khối trung hoà điện này thì cácđiện tích dương vẫn còn được giữ lại trong chúng. Những nguyên tử, phân tử và các hạt nằmbên trong nguyên tử mang điện tích dương hoặc điện tích âm được gọi là các ion. Cácelectron tự do không liên kết chặt với bất kỳ một nguyên tử mẹ nào, các electron tự do là cácion mang điện tích âm và các hạt tự do mang điện tích dương là các ion dương. Bất kỳ mộttác động nào mà làm mất đi sự cân bằng về điện của các nguyên tử mà hình thành nên vậtchất được gọi là sự ion hóa. Bức xạ hạt hay bức xạ điện từ đều có khả năng ion hóa. Một hạtcó vận tốc cao hay một bức xạ điện từ có năng lượng cao khi đi qua vật chất sẽ phá vỡ sự sắpxếp nguyên tử trong vật chất.Do quá trình ion hóa nên số lượng các electron qũy đạo có thể bị thay đổi nhưng khônglàm thay đổi hạt nhân. Hạt nhân vẫn là hạt nhân của một nguyên tử của cùng một nguyên tốban đầu. Bức xạ gamma và bức xạ tia X được xem như không có khối lượng và cũng khôngcó kích thước. Chúng di chuyển với một vận tốc bằng với vận tốc của ánh sáng và không gâyra quá trình ion hóa trực tiếp qua quá trình va chạm. Khi đi qua vật chất bức xạ gamma hoặcbức xạ tia X truyền năng lượng của chúng cho các nguyên tử thông qua ba quá trình ion hóađã được trình bày trong phần 2.3 đó là Sự hấp thụ quang điện, quá trình tán xạ Compton vàsự tạo cặp.Liều chiếu bức xạ hay suất liều chiếu là thuật ngữ được dùng để mô tả tổng cường độbức xạ nhận được bởi một khối chất nào đó ở tại một vị trí nào đó. Có một số yếu tố liên quanđến quá trình đánh giá liều chiếu. Cường độ bức xạ được phát ra bởi một nguồn phóng xạ và yếu tố quan trọng đó làcường độ bức xạ thay đổi theo khoảng cách và các vật liệu che chắn chúng. Yếu tố quantrọng thứ hai là thời gian đối với sự tồn tại của cường độ bức xạ nói trên. Liều chiếu hay suấtliều chiếu có thể được định nghĩa theo dạng toán học đó là E = I.t Trong đó E là liều chiếu, Ilà cường độ bức xạ và t là thời gian mà đối với một khối chất nào đó đã bị chiếu xạ. Liềuchiếu được đo bằng Roentgen. Roentgen đã được định nghĩa trong phần trước nhưng để thuận tiện trong việc giảithích thì định nghĩa này được trình bày lại ở đây. Một Roentgen được định nghĩa đó là cườngđộ bức xạ mà tạo ra trong một đơn vị thể tích không khí khô ở nhiệt độ 00C và áp suất760mmHg một điện tích 1e.s.u mỗi dấu. Roentgen có thể áp dụng cho bức xạ tia X hoặc tiagamma và chỉ cho trong môi trường không khí. Liều hấp thụ Roentgen (Rad) được địnhnghĩa là cường độ bức xạ tương đương với một năng lượng hấp thụ là 100erg/g của vật liệu bịchiếu xạ.V. Nguyên lý ghi nhận bức xạ tia X và tia Gamma1. Ghi nhận bức xạ bằng phimBức xạ tia X và γ gây ra những thay đổi quang hoá trong lớp nhũ tương chụp ảnh của filmtạo ra những thay đổi về mật độ quang học (độ đen) của film. Độ đen của film phụ thuộc vàosố lượng và chất lượng của chùm bức xạ đến tương tác với film.Khi bức xạ đến tương tác với lớp nhũ tương của film sẽ hình thành 1 ảnh ẩn. Lớp nhũtương chụp ảnh của film có chứa những tinh thể AgBr nhỏ li ti. Dưới tác động của bức xạ cónăng lượng hν xảy ra quá trình sau :AgBr + hν → Ag + BrCác nguyên tử AgBr kết hợp lại với nhau hình thành các hạt Br và thoát ra khỏi tinh thểAgBr, còn các nguyên tử Ag sẽ lắng xuống, hình thành ảnh có thể nhìn thấy được.2. Ghi nhận bức xạ bằng các chất phát huỳnh quangMột số chất có khả năng phát ra ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng tử ngoại khi chúng bịchiếu xạ bởi bức xạ tia X và γ như Cadmium, Sulphate, Barium platinocyamide, calúciumsulphate Quá trình đó gọi là quá trình phát huỳnh quang. Người ta đã lợi dụng tính chấttrên để chụp ảnh bức xạ và soi ảnh trên màn huỳnh quang.Các màn tăng cường bằng huỳnhquang cũng được sử dụng để làm tăng hiệu ứng quang hoá trên film mà được tạo ra bởi bứcxạ.3. Ghi nhận bức xạ bằng các đầu dòCác detector được sử dụng để xác địng số đếm, năng lượng, loại bức xạ. Các detector đượcsử dụng để ghi nhận bức xạ như detector bán dẫn, detector nhấp nháy, detector khí.Thông thường các detector được sử dụng để ghi nhận bức xạ là các detector nhấp nháy, hoạtđộng dựa trên nguyên lý : khi bức xạ đến tương tác với tinh thể nhấp nháy sẽ làm phát ra ánhsáng. ánh sáng thu được sẽ đưa vào ống nhân quang điện rồi chuyển thành tín hiệu điện để xửlý.5.3 THIẾT BỊ DÙNG TRONG CHỤP ẢNH BỨC XẠĐể tạo ra tia X cần có các bộ phận chính như sau : nguồn phát e, định hướng và gia tốc e, bia.Hình 3.1. Một ống phát bức xạ tia X điển hình.I. Thiết bị phát bức xạ tia X1. Nguồn phát electronNguồn phát e là một cuộn dây được đốt nóng. Khi một điện thế được đặt vào 2 đầu cuộn dâysẽ sinh ra một dòng điện đốt nóng cuộn dây đến dải nhiệt độ phát ra các e. Trong ống phát tiaX thì nguồn phát e được gọi là Cathode.2. Quá trình gia tốc electronCác e sau khi được tạo ra từ Cathode sẽ được định hướng bằng cách đặt vào Cathode điệntích âm và Anode điện tích dương.Để tạo ra bức xạ cần thiết cho chụp ảnh phóng xạ thì điện thế đặt vào anode và cathode phảinằm trong khoảng từ 30KVÀ÷30MV. Năng lượng của các e nhận được tương đương với dảiđiện thế này.3. BiaBức xạ tia X được phát ra khi các điện tử được gia tốc có năng lượng cao va đập vàobất kỳ một dạng vật chất nào. Vật liệu dùng để làm bia cần phải có các tính chất cần thiếtnhư : nguyên tử số Z cao, điểm nóng chảy cao, độ dẫn nhiệt cao. Tungsten là kim loại duynhất có tất cả các tính chất trên. Bia được gắn với một cốc được làm bằng đồng có chứcnăng như anode.Vỏ bọc bóng thủy tinhAnode làm bằng đồngBia làm bằng TungstenSợi dây đốt nóngCathodeDây dẫn điện đến sợi dây đốt nóngChùm búc xạ tia X hữu íchHình 3.2. Kích thước tiêu điểm phát bức xạ hiệu dụng so với tiêu điểm phát bức xạ thực tế.II. Thiết bị và các nguồn phát bức xạ tia GammaCác nguồn γ phát bức xạ mọi lúc mọi nơi, theo mọi phương nên không an toàn khi sử dụngchúng. Vì vậy, các nguồn phát bức xạ γ cần được đặt trong các thiết bị chứa nguồn nhằm đảmbảo an toàn khi sử dụng. Thiết bị chứa nguồn γ còn gọi là Container hay buồng chứa, thườngđược chế tạo bằng các kim loại có khả năng hấp thụ bức xạ tốt như chì, Tungsten, Uraniumnghèo.Những yêu cầu cơ bản cho một buồng chứa :- Thuận thiện cho việc nạp nguồn và thay đổi vỏ bọc.- Buồng chứa phải bền chắc, an toàn khi bị hỏng hóc.- Cần phải có biển báo vị trí của nguồn.- Buồng chứa phải được thiết kế sao cho có thể điều chỉnh được hướng phát chùm tia.Có thể điều chỉnh được độ rộng chùm tia sao cho phù hợp với kích thước mẫu vật và film.1. Các đồng vị bức xạ có trong tự nhiênTrước khi xuất hiện các loại nguồn phóng xạ được chế tạo bằng phương pháp nhân tạo, thìradium là loại nguồn phóng xạ tự nhiên được sử dụng phổ biến nhất để chụp ảnh bức xạgamma. Nó có chu kỳ bán rã rất dài : 1590 năm và có hiệu suất phát bức xạ tương đối lớn.Ngày nay nó đã được thay thế hoàn toàn bởi các đồng vị phóng xạ nhân tạo rẽ tiền hơn nhiềuvà việc sử dụng nó trong công nghiệp chỉ còn mang ý nghĩa lịch sử. Tuy nhiên, một nguồnChuøm electron710radium chứa khoảng 200 đến 250mg một nguyên tố có dạng muối kim loại, được hàn kíntrong một vỏ bọc làm bằng bạch kim. Phát ra bức xạ ưu tiên có năng lượng là 0.6, 1.12 và1.76MeVÀcó khả năng chụp ảnh bức xạ tương đương với các máy tia X hoạt động trong dảiđiện thế 1000 – 2000KV. Chu kỳ bán rã là 1590 năm và nguồn này có thể sử dụng để chụpảnh bức xạ cho các mẫu vật bằng thép dày từ 5 đến 15cm. Một Curie của nguồn phát ra mộtliều chiếu 0.83 roentgen trên 1 giờ tại một mét.2. Các đồng vị bức xạ được tạo ra bằng phương pháp nhân tạoCác đồng vị phóng xạ sử dụng trong chụp ảnh bức xạ là những đồng vị phóng xạ được tạo rabằng phương pháp nhân tạo. Một số trong những đồng vị phóng xạ này được tạo ra bằng cáchdùng neutron ở trong lò phản ứng hạt nhân kích hoạt vào nó. Hầu hết các nguồn phóng xạgamma được tạo ra theo phản ứng (n,γ). Phản ứng (n,γ) này chủ yếu là phản ứng neutronnhiệt.Hạt nhân của nguyên tố bị kích hoạt sẽ bắt neutron và chất được tạo ra là một đồng vị phóngxạ của nguyên tố ban đầu. Ví dụ :27Co59 + 0n1 → 27Co60 + γIridium – 192, Thulium – 170 và Ytterbium – 169 cũng được tạo ra theo phương pháp này.Hoạt độ riêng của các đồng vị phóng xạ được tạo ra bằng phương pháp kích hoạt neutronđược tính theo công thức : ( )A107.3e16.0a10T/t693.02/1××−×σ×Φ×=−Trong đó :a là hoạt độ riêng (Ci/g).Φ là thông lượng neutron của lò phản ứng (n/cm2).σ là tiết diện kích hoạt (barn) (1barn = 10-24cm2).A là số khối của nguyên tố bị chiếu xạ.t là thời gian chiếu xạ.T1/2 là chu kỳ bán rã.Caesium – 137 được chiết tách từ các sản phẩm phân hạch nhiên liệu uranium trong lò phảnứng hạt nhân3. Đầu bọc đồng vị bức xạNguồn phóng xạ được dùng trong chụp ảnh bức xạ rất nhỏ và thường được bọc trong một lớpvỏ kim loại bảo vệ kín. Hình 3.9 biểu diễn một nguồn điển hình. Hầu hết các đồng vị được sửdụng trong chụp ảnh bức xạ có dạng hình trụ vuông với đường kính và chiều cao gần bằngnhau. Dạng nguồn này cho phép sử dụng bất cứ bề mặt nào của nó làm tiêu điểm phát bức xạ,do tất cả các bề mặt khi hướng đến mẫu vật có diện tích gần bằng nhau.Hình 3.9: Mô hình cấu trúc bên trong của một đầu chụp ảnh phóng xạ điển hìnhĐường kính của các nguồn hình trụ khác nhau thay đổi trong khoảng từ 0.5 đến 20mm trongkhi đó chiều dài của chúng thay đổi trong khoảng từ 0.5 đến 8mm. Đôi khi các nguồn cũngđược chế tạo theo dạng hình cầu. Đường kính của phần có phóng xạ nằm trong khoảng 6 đến20mm.Các nguồn được cung cấp có thể kèm theo thẻ (nhãn) hoặc không có. Các nguồn Cs137 có hoạtđộ lên đến 3Ci chứa đồng vị phóng xạ giống như là một hạt thủy tinh caesium. Những nguồnvỏ bọc bên ngoàiNguồn phóng xạ dạng viênvỏ bọc bên trongTấm nêmMối hànlớn hơn chứa các viên caesium chlorride nhỏ được nén lại. Chúng có thể đặt trong các vỏ baohình trụ trơn hoặc trong các vỏ bao có nhãn dạng phẳng.4. Các đầu chiếuCác nguồn γ luôn phát bức xạ mọi lúc, mọi nơi, theo mọi phương, nên không an toàn khi sửdụng chúng cho công việc chụp ảnh bức xạ, ngay cả khi chúng ở dạng vỏ bọc như trên . Cácnguồn được đặt trong các container (buồng chứa) được thiết kế đặc biệt gọi là các đầu chiếubức xạ gamma hoặc các máy chiếu bức xạ gamma. Các container (buồng chứa) này nóichung thường được chế tạo từ các kim loại có khả năng hấp thụ bức xạ tốt như chì, tungsten,hoặc uranium nghèo để làm giảm cường độ bức xạ phát ra xuống đến mức cho phép. Việcthiết kế những container này cần có bề dày phù hợp để bảo đảm an toàn khi nguồn không sửdụng và cũng tạo ra chùm bức xạ mong muốn khi cần thiết. Các đầu chiếu bức xạ gamma cósẵn trên thị trường theo một vài dạng thiết kế thích hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Ta cóthể lựa chọn một hoặc nhiều thiết bị khác nhau thích hợp nhất cho những yêu cầu của ta.5. Lựa chọn nguồn phát bức xạ GammaĐể đánh giá khả năng sử dụng của các nguồn phát bức xạ gamma khác nhau cho một côngviệc nào đó, một số tính chất của nó cần phải được xem xét. Những chỉ dẫn tóm tắt được trìnhbày dưới đây :(i) Chu kỳ bán rãNguồn phải có chu kỳ bán rã đủ dài để có thể thực hiện hoàn tất công việc. Tuy nhiên, nếulựa chọn một nguồn có thời gian sống ngắn thì cần phải xem xét những tính chất cần thiếtkhác như hoạt độ khi xuất xưởng phải cao. Ví dụ như nguồn Radon có chu kỳ bán rã là 3,825ngày và phân rã nhanh nhưng một nguồn như vậy mà có hoạt độ ban đầu khoảng chừng150mCi sẽ có khả năng sử dụng để trong chụp ảnh bức xạ lên đến hai tuần lễ.(ii) Năng lượng của bức xạ GammaNăng lượng của bức xạ gamma phát ra từ nguồn phải đủ lớn để xuyên qua được bề dày mẫukiểm tra. Dải bề dày kim loại thông dụng tương ứng với các loại nguồn gamma khác nhauđều có ở trong các tài liệu kỹ thuật. Thực tế thường giới hạn bề dày trong một dải chỉ định đểgiảm thiểu khả năng làm mất chất lượng ảnh chụp bức xạ.Năng lượng bức xạ phát ra từ một nguồn phóng xạ gamma không thể thay đổi được, để cócác năng lượng bức xạ phát ra khác nhau thì chỉ có cách sử dụng các nguồn phóng xạ gammakhác nhau.(iii) Kích thước nguồnKích thước nguồn cần phải nhỏ để làm giảm bóng mờ (Unsharápness – Ug) của ảnh chụp bứcxạ trên phim đến mức nhỏ nhất, do đó sẽ làm tăng chất lượng ảnh chụp bức xạ. Trong kỹthuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn ống, ví dụ như ở đó nguồn được đặt ở bên trongống và phim được đặt ở bên ngoài ống, ống có đường kính trong là 30cm và bề dày thành là1.2cm có thể kiểm tra được bằng cách sử dụng một nguồn phóng xạ gamma có kích thước là2mm × 2mm được đặt ngay tại tâm của ống còn trong khi đó đối với một ống có đường kínhtrong là 5cm và có bề dày thành là 0.5cm được kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ bằng cách sửdụng một nguồn phóng xạ gamma có kích thước là 1mm × 1mm thì cần phải giữ Ug của ảnhchụp bức xạ trong một giới hạn cho phép (< [Ug]).(iv) Hoạt độ riêng caoĐể giữ thời gian chiếu chụp ngắn thì cần phải có một lượng bức xạ phát ra thích hợp (nghĩa làhoạt độ cao). Để có độ xác định ảnh (image definition) tối ưu thì nguồn phải có hoạt độ caovà được ép thành một khối nhỏ nhất. Hoạt độ riêng của một nguồn phóng xạ gamma đượcđịnh nghĩa là hoạt độ trên một đơn vị khối lượng (Ci/g; Bq/g).(v) Tính thích hợpNguồn phải tìm kiếm được dễ dàng trên thị trường, giá rẻ nhất và chế tạo được dể dàng. Cuốicùng cần lưu ý rằng Co-60, Ir-192 có thể chế tạo dễ dàng bằng cách kích hoạt chúng vớineutron trong lò phản ứng hạt nhân còn Cs-137 thì không.5.4 KỸ THUẬT GHI NHẬN ẢNHI. Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ1 – Lớp nền2 – Lớp nhũ tương3 – Lớp bảo vệ4 – Lớp kết dính Lớp nền được được làm bằng Polyeste, dày 0,175÷0,2 mm, dẻo dễ uốn, trong suốt, nhẹbền và trơ với các chất hoá học.Lớp nhũ tương là các hạt tinh thể muối AgBr rất mịn có kích thước 0,22÷1,7µm phânbố đều trong lớp Gelatin dày 0,01÷0,015 mm. Mỗi hạt tinh thể gồm 2÷100 phân tử AgBr.Lớp nhũ tương này rất nhạy với bức xạ tia X, tia gamma, ánh sáng, nhiệt độ … đây chính làlớp tạo ảnh khi chụp nên nó là lớp quan trọng nhất của phim.Lớp bảo vệ là lớp Gelatin mỏng, dày 1µm, được làm cứng để bảo vệ lớp nhũ tương bên trong.II. Các đặc trưng của phim chụp ảnh bức xạPhim chụp ảnh bức xạ được sản xuất bởi rất nhiều công ty khác nhau nhằm đáp ứngđược những yêu cầu rất đa dạng. Mỗi loại phim được thiết kế để đáp ứng được những yêu cầukỹ thuật nhất định và chúng được chỉ định bởi các tình huống kiểm tra như : (a) Mẫu vậtkiểm tra, (b) loại bức xạ được sử dụng, (c) năng lượng của bức xạ, (d) cường độ của bức xạvà (e) mức độ kiểm tra yêu cầu. Không một loại phim nào có khả năng đáp ứng được tất cảnhững yêu cầu đặt ra cùng một lúc. Do đó, các công ty sản xuất ra những loại phim khác nhauvà tất cả các loại phim này đều có những đặc trưng khác nhau, việc lựa chọn phim là quátrình kết hợp giữa kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và phim để đạt được kết quả mong muốn.1 43322Những hệ số phim phải xét đến khi lựa chọn phim đó là : tốc độ, độ tương phản, dải bề dàythay đổi rộng (lattitude) và độ hạt. Bốn hệ số này có quan hệ mật thiết với nhau; bất kỳ mộthệ số nào cũng là một hàm gần đúng của ba hệ số kia. Những loại phim có kích thước hạt lớnthì có tốc độ cao hơn so với phim có kích thước hạt mịn hơn. Cũng như vậy, những loại phimcó độ tương phản cao thường có kích thước hạt mịn hơn và có tốc độ chậm hơn so với nhữngloại phim có độ tương phản thấp. Ta cần phải lưu ý, độ hạt có ảnh hưởng tới độ xác định chitiết hình ảnh. Đối với các loại phim có cùng độ tương phản thì phim có kích thước hạt nhỏhơn sẽ có khả năng phân giải chi tiết hơn loại phim có kích thước hạt lớn hơn.III. Độ đen của phim chụp ảnh bức xạMột cách định lượng, mật độ quang học của ảnh chụp bức xạ được định nghĩa như là mức độlàm đen một ảnh chụp bức xạ sau khi xử lý tráng rửa phim. Ảnh chụp bức xạ càng đen thì tanói rằng độ đen của ảnh chụp bức xạ càng lớn.xTheo một cách định lượng thì độ đen được xác định theo mối quan hệ sau : Độ đen = D = log10(I0/It) Trong đó :I0 = cường độ ánh sáng tới phim.It = cường độ ánh sáng truyền qua phim.Tỷ số I0/It được gọi là độ cản sáng của ảnh chụp bức xạ trong khi đó ngược lại : It/I0 được gọilà độ truyền ánh sáng qua ảnh chụp bức xạ.IV. Phân loại phim1. Loại phim sử dụng với màn tăng cường bằng muốiLoại phim này được sử dụng với màn tăng cường bằng muối (Các loại màn tăng cường xemtrong phần 4.13) và có khả năng ghi nhận được ảnh chụp bức xạ với liều chiếu nhỏ nhất.Chúng ít khi được sử dụng trong công nghiệp nhưng có những ưu điểm về giảm thời gianchiếu một cách đáng kể nhất.2. Loại phim trực tiếpĐây là loại phim được dùng cho quá trình chiếu chụp trực tiếp bằng bức xạ tia X hoặc tiagamma hoặc các quá trình chiếu chụp có sử dụng màn tăng cường bằng chì. Một số trongnhững loại phim này cũng có thể sử dụng được cùng với màn tăng cường bằng kim loạihuỳnh quang.3. Loại phim sử dụng với màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quangLoại phim này được thiết kế đặc biệt để sử dụng với màn tăng cường bằng kim loại huỳnhquang. Các loại phim dùng màn tăng cường thông thường có thể sử dụng được với màn tăngcường bằng lá kim loại thay vì dùng các màn tăng cường bằng muối, nhưng nó thường chođộ tương phản thấp hơn loại phim không dùng màn tăng cường có cùng tốc độ.V. Màn tăng cườngKhi bức xạ tia X hoặc tia gamma tác động lên phim thì mức độ ghi nhận ảnh chụp trên phimphụ thuộc vào độ lớn của năng lượng bức xạ bị hấp thụ bởi lớp nhũ tương nhạy sáng trênphim. Quá trình này chỉ cần khoảng 1% lượng bức xạ xuyên qua vật kiểm tra để tạo ảnh. Cònlại 99% lượng bức xạ sẽ xuyên qua phim mà không dùng để làm gì cả. Để tránh sự phí phạmnày thì phim phải được kẹp giữa hai màn tăng cường. Trong quá trình chiếu bức xạ tia Xhoặc tia gamma, những màn tăng cường này có chức năng là phát ra các chùm electron (màntăng cường bằng chì) hoặc phát huỳnh quang (màn tăng cường huỳnh quang), sẽ tạo ra mộtquá trình chụp ảnh phụ tác động lên các lớp nhũ tương của phim. Để nhận được những hìnhảnh rõ nét thì phim và màn tăng cường cần phải có sự tiếp xúc tốt. Có ba loại màn tăng cườngchính được sử dụng phổ biến : Màn tăng cường bằng lá chì, màn tăng cường bằng muối hoặchuỳnh quang, màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quang.1. Màn tăng cường bằng lá chìĐối với các thiết bị phát bức xạ tia X thì mn tăng cường bằng lá chì hấp thụ bức xạ tn xạnhiều hơn bức xạ sơ cấp vàtăng cường bức xạ sơ cấp nhiều hơn bức xạ tn xạ. Ưu diểm chínhcủa mn tăng cường bằng lá chì làlm giảm được thời gian chiếu đối với những thiết bị phátbức xạ tia X có điện thế lớn hơn 120KVÀvàlm giảm được bức xạ tán xạ vàtạo ra ảnh chụpbức xạ có độ tương phản cao hơn. Những mn tăng cường bằng lá chì được chế tạo từ nhữngtấm chì mỏng vàcó cấu trc đặc biệt đồng nhất, được dán dính trên một lớp nền mỏng làmột tờgiấy cứng hoặc một bìa cứng.Thông thường người ta sử dụng hai loại mn tăng cường bằng lá chì : Bề dày của mn chì đặttrước phim phải ph hợp với việc sử dụng các bức xạ cứng. Mn tăng cường phía trước này chopháp bức xạ sơ cấp đi qua, trong khi đó lại ngăn cản được một lượng lớn bức xạ thứ cấplàbức xạ tn xạ có bước sĩng di vàđộ xuyn thấu thấp. Mn tăng cường bằng làchì phía trướcthường có bề dày 0.1mm (0.004inch) vàmn tăng cường bằng lá chì đặt ở phía sau phim có bềdày bằng khoảng 0.15mm (0.006inch). Tuy nhin, ta cũng có thể sử dụng cả hai mn tăngcường bằng lá chì có cng bề dày. Những khuyết tật trên mn tăng cường như làcác vết xước,các vết rch trong kim loại có thể nhìn thấy trong ảnh chụp bức xạ trên phim. Do đó, khôngđược sử dụng mn tăng cường bị hỏng. Tuy nhin mn tăng cường bằng chì không có hiệu quảđối với thiết bị phát bức xạ tia X có điện thế nhỏ hơn 120KV.2. Màn tăng cường bằng muốiNhững loại màn này gồm có một lớp nền mỏng được làm bằng một chất dẻo dễ uốn và đượcphủ lên trên một lớp chất phát huỳnh quang được chế tạo từ những tinh thể mịn là những loạimuối kim loại thích hợp thường là muối calúcium tungsten. Màn tăng cường bằng muối cóhai loại chính thường được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp.(1)Màn tăng cường có độ xác định cao (kích thước hạt mịn) được chế tạo từ những tinhthể muối có kích thước hạt nhỏ.(2)Màn tăng cường cho khả năng tăng cường cao (nhanh hoặc màn có tốc độ cao) đượcchế tạo từ những tinh thể muối có kích thước hạt lớn.Việc chiếu bức xạ tia X sẽ làm cho những tinh thể muối phát quang có ánh sáng màu xanh.Ánh sáng này tác động lên phim và tạo ra một phần chính của ảnh ẩn trên phim. Sử dụngnhững màn tăng cường bằng muối làm giảm được thời gian chiếu và cho phép sử dụng đượcnhững máy phát tia X có điện thế thấp. Tuy nhiên, độ xác định của ảnh chụp bức xạ sử dụngmàn tăng cường bằng muối phụ thuộc vào kích thước của tinh thể muối. Màn tăng cườngbằng muối nhanh (kích thước hạt lớn) cho hiệu quả kém. Phim chụp ảnh bức xạ được đặtgiữa hai màn tăng cường bằng muối sao cho lớp muối của màn tăng cường phải tiếp xúc vớiphim. Hai màn tăng cường và phim kẹp ở giữa chúng sau đó được đặt trong một cassette hayhộp giữ phim làm bằng kim loại hoặc plastic sao cho chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau.Những màn tăng cường bằng muối phải được kiểm tra thường xuyên để đảm bảo không cóbụi bẩn bám vào và các vết dơ. Chúng được làm sạch bằng một miếng bọt biển xốp thấm mộtít xà bông hoặc một miếng vải len mềm chùi nhẹ nhàng cho đến khi tất cả các vết bẩn đãđược chùi sạch hoàn toàn. Miếng bọt xốp và vải len mềm chỉ thấm đủ ướt, nhưng không chobất cứ giọt nước nào rơi vào màn tăng cường. Mỗi lần lau sẽ tạo ra một vệt ướt. Lau khô lạivới vải mềm không có sợi.3. Màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quangLoại màn tăng cường này là sự kết hợp giữa màn tăng cường bằng chì và màn tăng cườngbằng muối, tạo ra cả hiệu ứng phát xạ electron và hiệu ứng phát huỳnh quang.Chúng gồm có một cặp và có một lớp nền được làm bằng bìa cứng hoặc chất dẻo dễ uốnđược phủ lên một lớp chì mỏng và một lớp muối huỳnh quang hạt mịn.Chúng thường được sử dụng với loại phim trực tiếp có độ tương phản cao và kích thước hạtmịn tạo ra quá trình tăng cường có thể làm giảm được liều chiếu xuống đến chín lần, nhưngkhông làm giảm nhiều độ nhạy phát hiện khuyết tật. Màn tăng cường bằng kim loại huỳnhquang được chế tạo theo nhiều loại khác nhau phù hợp với những dải năng lượng bức xạ tiaX và tia gamma khác nhau. Khả năng sử dụng của những màn tăng cường loại này có mộthạn chế lớn đối với việc kiểm tra thường xuyên khi cần chụp với tốc độ nhanh nhưng trongđó các màn tăng cường bằng muối thường cho sự mất mát những chi tiết kiểm tra rất lớn.VI. Chụp ảnh phóng xạ không dùng phim1. Phương pháp soi ảnh trên màn huỳnh quanga) Quá trình tạo ảnhỐng phát bức xạ tia X, mẫu vật và màn huỳnh quang được đặt trong một buồng che chắn bảovệ và mẫu vật được đặt giữa ống phát bức xạ tia X và màn huỳnh quang. Bức xạ tia X truyềnqua mẫu vật sẽ kích thích chất huỳnh quang phát ra các vệt sáng trong vùng bị chiếu xạ mạnhhơn. Vì vậy, hình ảnh huỳnh quang là dương bản, trong khi ảnh đã hiện là ảnh âm bản. Ảnh

Trích đoạn

• Chụp ảnh phĩng xạ khơng dùng phim
• Cách đặt IQ
• Kỹ thuật chụp ảnh phĩng xạ kiểm tra các mối hàn chữ T
• Khoảng thời gian chuẩn bị trước khi bắt đầu thực hiện cơng việc

Tài liệu liên quan

• Nghiên cứu phản ứng tạo phức của sắt (III) với axit salixilic trong môi trường axit yếu bằng phương pháp trắc quang ứng dụng để xác định hàm lượng sắt trong xi măng luận văn tốt nghiệp đại học
  • 85
  • 3
  • 9
• Ứng dụng kĩ thuật chiết pha rắn và phương pháp phân tích hóa lý hiện đại để xác định và đánh giá hàm lượng một số ion kim loại nặng trong mẫu nước
  • 41
  • 1
  • 3
• Báo cáo " Dùng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) để xác định độ axit, phân bố nhôm trong vật liệu ZSM-5 và ZSM-5/MCM-41 " pdf
  • 4
  • 913
  • 8
• So sánh, tìm giải pháp nâng cao chất lượng ảnh kỹ thuật số với ảnh phim Rơnghen dùng để xác định khuyết tật mối hàn tàu biển và mối hàn chịu áp lực
  • 50
  • 385
  • 0
• Ứng dụng kỹ thuật chiết pha rắn và phương pháp phân tích hóa lý hiện đại để xác định và đánh giá hàm lượng một số Ion kim loại nặng trong mẫu nước
  • 212
  • 2
  • 5
• luận văn công nghệ thực phẩm Khảo sát một số phương pháp dùng để xác định chỉ tiêu chất lượng của bia được sử dụng ở công ty bia An thịnh
  • 49
  • 1
  • 2
• nghiên cứu một số phương pháp ly trích và xử lý mẫu để xác định hàm lượng nitrat trong một số loại rau ở các khu vực chợ trên địa bàn quận ninh kiều
  • 51
  • 606
  • 0
• Ứng dụng kĩ thuật chiết điểm mù và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng dạng crom hữu cơ và crom vô cơ trong dịch chiết của chè trồng tại xã tà xùa, huyện bắc yên, tỉnh sơn la
  • 74
  • 870
  • 3
• Ứng dụng kĩ thuật chiết điểm mù và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử để xác định hàm lượng dạng mangan hữu cơ và mangan vô cơ trong dịch chiết của chè trồng tại xã tà xùa, huyện bắc yên, tỉnh sơn la
  • 65
  • 718
  • 2
• Nghiên cứu giải thuật meta – heuristic và ứng dụng để xác định thông số động học của enzyme FTS
  • 99
  • 437
  • 0

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(7.89 MB - 81 trang) - CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG CHO MỐI HÀN Tải bản đầy đủ ngay ×