射线检测简答题库
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三、问答题
1.1 什么叫核素,核素分为哪几类,
1.2 什么叫核力,核力具有哪些性质,
1.3 射线可分为哪几类，用于工业探伤的射线有哪几种, 1.4 放射性同位素衰变有哪几种模式,
1.5 X射线和γ 射线具有哪些性质,
1.6 X射线和γ 射线有哪些不同点,
1.7 产生X射线需要哪些条件,
1.8 X射线机发出的X射线为什么具有连续波长, 1.9 连续X射线和标识X射线有哪些不同点,它们在射线探伤中各起什么作用,
1.10 试述光电效应的机理和产生条件。
1.11 试述康普顿效应的机理和特点。
1.12 什么叫电子对效应,电子对效应产生条件是什么, 1.13 什么叫瑞利散射,瑞利散射的特点是什么,
1.14 射线与物质相互作用时导致其强度减弱，试叙述四种效应各起了多少作用,
1.15 试解释“窄束”和“宽束”、“单色”和“多色”的含义。 1.16 窄束单色射线在物质中的衰减规律怎样表示,宽束连续射线在物质中的衰减规律又怎样表
示,
1.17 什么叫射线的线质,连续X射线的线质怎样表示, 1.18 什么叫半价层,它在检测中有哪些应用,
1.19 什么叫放射性同位素的半衰期,它在射线检测中有什么用处, 1.20 试述射线照相法的原理。
问答题答案
1.1答:凡是具有一定质子数、中子数并处于特定能量状态的原子或原子核称为核素。核素可分为稳定和不稳定的两类，不稳定的核素又称放射性核素，它能自发地放出某些射线――α、β或γ射线，而变为另一种元素。
1.2答:在原子核内，带正电的质子间存在着库仑斥力，但质子和中子仍能非常紧密地结合在一起，这说明核内存在着一个非常大的力，即核力。
核力具有以下性质:
(1)核力与电荷无关，无论中子还是质子都受到核力的作用;
(2)核力是短程力，只有在相邻核子之间发生作用;
(3)核力约比库仑力大100倍，是一种强相互作用;
(4)核力能促成粒子的成对结合(例如两个自旋相反的质子或中子)以及对对结合(即总自旋为零的一对质子和一对中子的结合)。
1.3答:(1)X射线和γ射线。它们都是波长很短的电磁波，按波粒二相性观点，也可以看作是能量很高的光子流。X射线是高速运动的电子撞击金属产生
的;γ射线是放射性同位素在γ衰变过程中从原子核内发出的。
(2)电子射线和β射线。它们都是高速电子流。电子射线是通过加速电子得到的;β射线是放射性同位素在β衰变过程中从原子核内发出的。
(3)质子射线、氘核射线和α射线。它们都是带正电的粒子流，质子是普通氢原子核H;氘核是氢同位素氘的原子核，由1个质子和1个中子构成;α粒子是氦原子核，由2个质子与2个中子构成。质子射线与氘核射线可利用回旋加速器或静电加速器得到，α射线是放射性同位素在α衰变过程中从原子核内发出的。
(4)中子射线。它是高速中子流，可从原子反应堆中获得，也可通过加速器获得，或从放射性同位素锎252中获得。
目前用于探伤的主要是X射线、γ射线和中子射线，其中X射线和γ射线广泛用于工业探伤，中子射线用于特种检验。
1.4答:放射性同位素衰变主要有以下模式
(1)α衰变:放出带两个正电荷的氢核。
(2)β衰变，包括:β—衰变:放出电子，同时放出反中微子;
β+ 衰变:放出正电子，同时放出中微子;
电子俘获:原子核俘获一个核外电子。
(3)γ衰变:放出波长很短的电磁波。
内转换:原子核把激发能直接交给核外电子，使电子离开原子。
(4)自发裂变，原子核自发分裂为两个或几个原子核。
1.5答:X射线和γ射线具有以下性质:
(1)在真空中以光速直线传播;
(2)本身不带电，不受电场和磁场的影响;
(3)具有某些光学特性:反射(漫反射)、折射(折射系数近似1，折射的方向改变不明显)、干涉和衍射;
(4)不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质;
(5)在穿透物质过程中，会与物质发生复杂的物理和化学作用，例如:电离作用、荧光作用、热作用以及光化学作用;
(6)具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。
1.6答:X射线和γ射线都属电磁波范畴，两者最主要的不同点是产生方式不同。X射线是高速电子撞击金属产生的，γ射线是放射性同位素从原子核中发出的。
其他不同点包括:X射线是连续能谱，γ射线是线状能谱;X射线能量取决于加速电子的电压，γ射线能量取决于放射性同位素种类;X射线强度随管电压的平方和管电流而变，γ射线强度随时间的推移按指数规律减弱。
1.7答:产生X射线应具备五个条件:
(1)发射电子。将灯丝通电加热到白炽状态，使其原子外围电子离开原子。在灯丝周围产生小的“电子云”，这种用热电流分离电子的方法叫热电子发射。
(2)电子聚焦。用槽形阴极围绕灯丝，并将其与负电位接通。由于电子带负电，会与它发生相互排斥作用，其结果是电子被聚成一束。
(3)加速电子。在灯丝与阳极间加很高的电压，使电子在从阴极飞向阳极过程中获得很高速度。
(4)高真空度。阴阳极之间必须保持高真空度，使电子不受气体分子阻挡而降低能量，同时保证灯丝不被氧化烧毁。
(5)高速电子被突然遏止。采用金属作阳极靶，使电子与靶碰撞急剧减速，电子动能转换为热能和X射线。
1.8答:施加于X射线管两端的高压是脉动直流电压，由于电压不断变化，到达阳极的电子速度各不相同，只有少数电子经过最高电压的加速。而电子与阳极靶的碰撞情况也各不相同，少数电子经过一次碰撞，运动即被阻止，能量全部转换为X 射线。波长最短的部分射线就属这种情况。大部分电子与靶要进行多次碰撞，速度逐渐降低，直至为0，碰撞过程中转换的X射线能量不同，波长也各不相同，有长有短，所以X射线管发出的X射线束波长呈连续分布。
1.9答:(1)产生机理不同，连续X射线是高速电子与阳极靶原子核的库仑场作用下产生的，标识X射线是高速电子把靶原子的内层轨道电子碰撞出轨道后，外层电子向内层跃迁时发出的。 (2)波长和能量不同，连续X射线具有混合波长，能谱
为连续谱，最短波长取决于管电压;而标识X射线波长为特定值，能谱为线状谱，波长与靶材料元素有关而与管电压无关。
标识X射线波长较长，光子能量小，线质软，例如钨靶所产生的标识射线，能量最大的K系标识射线能量为69.5KV，在探伤中基本上不起作用。在工业探伤中，穿透试件，使胶片感光主要依靠连续X射线。 1.10答:当电子与物质原子中的束缚电子相互作用时，光子把全部能量转移给一个束缚电子，使之脱离轨道，发射出去，而光子本身消失，这一过程称为光电效应。光电效应发射出去的电子叫光电子。发生光电效应的必要条件是光子能量大于电子的结合能。遵照能量守恒定律，光子部分能量消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能(电子在原子中的结合能)，其余能量作为光电子的动能。 1.11答:光子与电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使电子沿与光子入射方向成一定角度飞去，称作反冲电子，光子自身能量减小，波长变长，运动方向改变，这一过程称作康普顿效应。康普顿效应总是发生在自由电子或受原子束缚最松的外层电子上，入射光子的能量由反冲电子和散射光子两者之间进行分配，散射角越大，散射光子的能量越小，当散射角为180?时，散射光子能量最小。 1.12答:当高能光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，光子转化为一个正电和一个负电子，自身消失，这一过程称为电子对效应。
2根据能量守恒定律，只有当入射光子能量hυ大于2mC,即hυ,1.02MeV才能发生电子对效应，入射光子0
的部分能量转变为正负电子对的静止质量(1.02MeV)，其余就作为电子的动能。
1.13答:瑞利散射是入射光子与原子碰撞时和束缚较牢固的内层轨道电子发生的弹性散射过程(也称为电子的共振散射)。
在瑞利散射过程中，1个束缚电子吸收入射光子能量而跃迁到高能级，随即又释放出1个能量约等于入射光子能量的散射光子。瑞利散射是相干散射的一种。瑞利散射的发生几率和物质的原子序数及入射光子的能量有关，大致与物质原子序数Z的平方成正比，并随入射光子能量的增大而急剧减小。当入射光子能量在200keV 以下时，瑞利散射的影响不可忽略。
1.14答:四种效应(即光电效应、康普顿效应、电子对效应、瑞利散射)的发生几率与入射光子能量及物质原子序数有关。一般说来，对低能量射线和原子序数高的物质，光电效应占优势，对高能量射线和原子序数高的物质，电子对效应占优势，瑞利散射的影响大大低于上述三个效应。
在钢铁中，当光子能量在10KeV时，光电效应占优势，随着光子能量的增大，光电效应比率逐渐减小，康普顿效应比率逐渐增大，在稍过100KeV后两者相等，此时瑞利散射趋于最大，但其发生率也不到10%，1MeV附近射线的衰减基本上都是康普顿效应造成的;电子对效应自1.02MeV以后开始发生，并随能量的增大发生几率逐渐增加，在10MeV附近，电子对效应与康普顿效应作用大致相等;超过10MeV 以后，电子对效应对射线强度衰减起主要作用。
1.15答:射线束通过狭缝后照射到物体上，贯穿物体后又经狭缝准直后到达探测器，这种射线称作窄束射线;由于狭缝的作用，到达探测器的只有一次透射线，各种散射线均被狭缝阻挡，所以把强度不受散射线影响的射线称为窄束射线;而把强度受散射线影响的射线称为“宽束”射线。
X射线的“色”的概念是从可见光中的颜色和波长的关系引伸而来，把单一波长的射线称为“单色射线”，把混合波长的射线称为“多色射线”，把连续波长的射线称为“白色射线”。
1.16答:射线穿透物质时，其强度按指数规律衰减。对窄束单色射线，其强度衰减公式为:
(1) 式中:I:透射线强度;I:入射线强度;μ:线衰减系数;T:穿透厚度 0
对于连续X射线，在穿透物质过程中线质会逐渐硬化，线衰减系数μ是个变量，在此情况下可用平均衰减系数代替。所以，连续射线的强度衰减公式为:
(2) 对宽束射线，必须考虑散射的影响，透过物质的射线强度I包括一次透射线Ip和散射线I两个部分，令散s射比n=I/I，宽束射线强度衰减公式推导如下: sp
(3)
综合(2)(3)式，宽束连续射线的强度衰减公式为
1.17答:线质是对射线穿透物质能力的度量，穿透力较强的射线称其线质较硬，穿透力较弱的射线称其线质较软。
对单色射线，线质可用光子能量或波长定量表示;对连续X射线，因其能量和
波长是连续分布的，一般可用半价层、吸收系数或有效能量来定量表示。
1.18答:使入射射线强度减少一半的吸收物质的厚度称作半价层，用符号T表示。 1/2
射线检测中，通常利用半价层来评价射线的穿透力，表示X射线的有效能量，标定X射线标准源。 1.19答:放射性同位素衰变掉原有核数的一半，也就是说源的放射强度减少到原来一半所需的时间，称为半衰期，用符号T表示。 1/2 射线检测中，通过半衰期，可以了解放射性同位素的稳定性，放射源可使用时间的长短，计算源的剩余强度，确定曝光时间。
1.20答:射线照相的原理为:射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射而使强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。如果被透照物体(试件)的局部存在射线缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑
化程度取决于射线照射量(射线强度×照射时间)，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会出现黑度差异(对比度)，从而构成不同形状的影像，评片人员据此判断缺陷情况并评价试件质量。
三、问答题
2.1简述X射线管结构和各部分作用。
2.2 金属陶瓷X射线管有哪些优点。
2.3 X射线管的阳极冷却方式有几种,冷却有什么重要性,
2.4 X射线机高压发生线路有几类,它们在X射线输出上有何区别,
2.5 简述影响X射线管使用寿命的因素,
2.6 试述X射线机训练的目的和原理。
2.7 简述X射线机维护、保养的注意事项。
2.8 对探伤用的γ 射线源有哪些要求,
2.9 何谓放射性活度,它与γ 射线源的强度有何联系,
2.10与X射线探伤相比，γ 射线探伤有哪些优点和缺点,
2.11硒75放射性同位素与铱192相比，具有哪些特点,
2.12试述工业X射线胶片的特点和结构。
2.13增感型胶片和非增感型胶片的特性曲线有何区别,两种胶片的黑度与G值关系有何不同, D
2.14射线胶片有哪些特性参数,哪几项可在特性曲线上表示出来,如何表示,
2.15何谓胶片系统,胶片分类所依据的特性参数有哪些,
2.16胶片的选用一般应考虑哪些因素,
2.17工业射线胶片系统分类规定要考虑冲洗条件的影响，那么对冲洗条件应如何控制,
2.18金属增感屏有哪些作用，哪些金属材料可用作增感屏,
2.19像质计有哪几种类型,中国和美国各采用哪种像质计,
, 像质计如何使用和放置,
问答题答案
2.1答:X射线管构成:
阴极:灯丝，发射电子;
阴极头:灯丝支座，聚焦电子;
阳极:靶，遏制电子，发出X射线;
阳极体:支承靶，传递靶热量;
阳极罩:吸收二次电子，减少管壁电荷，提高工作稳定性;
管壳:连接两极，保持真空度。
2.2答:(1)用钢壳取代玻璃壳，因此抗震性强，不易破碎;
(2)金属外壳接地，管壁不会聚集电荷，工作稳定;
(3)真空度高，用金属和陶瓷取代玻璃后，排气温度可从400?提高到800?，真空度大大提高，从而电
性能好，使用寿命长;
(4)体积小，重量轻。由于陶瓷电绝缘强度比玻璃高得多，用陶瓷代替玻璃作阴极和阳极的绝缘体后，体
积和重量均大幅度减小。
2.3答:X射线管冷却方式有辐射散热，充油(水)冷却以及旋转阳极自然冷却三种。
X射线管如不及时冷却，阳极过热会排出气体，降低管子的真空度，严重时可将靶面熔化，龟裂脱落，使整个管子丧失工作能力。
2.4答:按输出的高压波型，高压发生线路可分为四类:
(1)半波整流线路;(2)全波整流线路;(3)倍压整流线路;(4)全波倍压恒直流线路。在相同电压下，不同线路的X射线输出是不同的，全波倍压恒直流线路输出的射线强度最大，有效能量最高，倍压整流线路和全波整流线路次之，半波整流线路输出的射线强度最低。
2.5答:影响X射线管使用寿命的因素包括:灯丝老化、发射电子能力下降;阳极靶烧坏，X射线转换效率降低;真空度下降，使X射线管不能正常工作。
为延长X射线管使用寿命，应做到:
(1)在送高压前提前通电预热灯丝，使其活化;
(2)使用负荷一般控制在最高管电压的90%以内;
(3)使用过程中要保证阳极不过热、冷却系统应正常有效，要按照规定保证工作和间歇时间; (4)严格按照说明书要求训机;
(5)X射线机应轻搬轻放，防止受震。
2.6答:新的或长期不用的X射线机使用前必须进行训练，其目的是为了提高X 射线管真空度，保证仪器工作稳定。
X射线管工作时，阳极受到电子撞击温度升高，会排出气体，降低管内真空度;同时管内残余气体电离，其质量较大的正离子会高速冲向阴极，使阴极金属和钨丝溅散，这些溅散金属能吸收气体，提高管内真空度。训练时管电压和管电流逐渐增加，可保证吸收气体过程始终占优势，吸收气体量大于排出气体量，从而提高X射线管的真空度。
2.7答:X射线机维护、保养的注意事项:
(1)X射线机应摆放在通风干燥处，切忌潮湿、高温、腐蚀等环境，以免降低绝缘性能;
(2)运输时要采取防震措施，避免因剧烈震动而造成接头松动、高压包移位、X 射线管破损等;
(3)保持清洁，防止尘土、污物造成短路和接触不良;
(4)保持电缆头接触良好，如因使用时间过长，磨损松动，接触不良，则应及时更换;
(5)经常检查机头是否漏油(窗口处有气泡)、漏气(压力表示值低于0.34Mpa)，应注意及时予以补充，确保绝缘性能满足要求。
2.8答:(1)能辐射出能量符合需要的γ 射线;
(2)有足够长的半衰期，能保证一定的使用时间;
(3)有足够大的放射强度，以保证实际使用曝光时间不致过长;
(4)比活度高，射源尺寸小;
(5)易于制造，成本低;
(6)容易贮藏、安装，不易造成污染。
2.9答:放射性活度是指射线源在单位时间内发生的衰变数;单位是贝可(贝可勒尔)，符号是Bq，lBq表示在1s的时间内有1个原子核发生衰变。
对同一种γ射线源，放射性活度大的源在单位时间内将辐射更多的γ射线;不同的γ射线源，即使放射性活度相同，也并不表示它们在单位时间内辐射的γ射线光量子数目相同，这是因为不同的放射性同位素在一个核的衰变中放出的γ射线光量子数目可以不同。例如，钴-60γ射源的每一个核衰变放出2个能量不同的光子，而铥-170衰变时，却不是每个核的衰变都放出γ射线光子。只有总衰变数的8,产生γ射线。所以，放射性活度并不等于γ射线源的强度，但两者存在一定的关系。因此同一种放射性同位素源，放射性活度大的源其辐射的γ射线强度也大;但对非同种放射性同位素的源则不一定。
2.10答:主要优点为:
(1)探测厚度大、穿透能力强;对钢工件而言，400kV X光机最大穿透厚度为100mm左右，而Co60γ射线可达200mm;
(2)体积小，重量轻，不用电，不用水，特别适用于野外作业和在用设备的检测; (3)效率高，对环缝和球罐可进行周向曝光和全景曝光;
(4)可以连续运行，且不受温度、压力、磁场等外界条件的影响。
(5)设备故障率低，无易损部件;
(6)与同等穿透力的X射线机相比，价格低。
主要缺点:
(1)γ射线源都有一定的半衰期，有些半衰期较短的射源，给使用带来不便;
(2)射源能量固定，无法根据试样壁厚进行调节，当穿透厚度与能量不适配
时，灵敏度下降较严重; (3)放射强度随时间减弱，无法进行调节，当源强度较小时，曝光时间过长会不方便; (4)固有不清晰度一般比X射线机大，用同样的器材及透照技术条件，其灵敏度低于X射线机;
(5)对安全防护要求高，管理严格。
2.11答:与Ir192相比，Se75的半衰期较长(120天)，能量较低(平均能量
0.22MeV)，适用的透照厚度较小(钢5-30mm)，源的价格较贵。
2.12答:与其他胶片相比，工业射线胶片的特点是双面涂膜、乳剂层厚、梯度高、黑度大;其乳剂层厚度可达数十微米，反差系数高达
3.5以上，最大黑度一般超过4。
工业射线胶片面一般采用聚脂纤维做片基，双面涂有药膜，药膜共有三层，即:结合层、感光乳剂层、保护层。
2.13答:增感型胶片的特性曲线可分五个区段，即:迟钝区、曝光不足区、曝光正常区、曝光过度区、反转区。非增感型胶片特性曲线上没有曝光过度区和反转区。
增感型胶片的G值与黑度的关系是:在较低黑度范围，G随黑度的增加而增大;
但当黑度超过一定数值后，黑度再增大，G值反而减小。非增感型胶片G值与黑度
成正比。黑度越大，G值越大。 2.14答:射线胶片的特性参数主要有:感光度(S)、灰雾度(D)、梯度(G)、宽容度(L)、颗粒度o
(σ)，其中前四项可以特性曲线上定量表示出来。 0
感光度 S=1/E
梯度G=tgα(平均梯度)
灰雾度 Do:曲线与纵坐标交点值
宽容度 L=lgE,lgE 21
2.15答:射线胶片系统包括射线胶片、增感屏(材质、厚度)和冲洗条件(方式、配方、温度、时间)的组合，这是工业射线照相除射线源以外的第二大要素，其性能、质量极大地影响射线检测结果的有效性和可靠性。胶片分类所依据的胶片四个特性参数为:
D=2.0和D=4.0时的最小梯度Gmin，D=2.0时的最大颗粒度(σ)max及D,2.0
时的最大梯度噪声比(G0
,σ)max(以上黑度均指净黑度，即在本底灰雾度Do以上的光学密度)。 0
2.16答:胶片的选用应根据射线照相技术要求及射线的质、工件厚度、材料种
类等条件综合考虑，一般来说:
(1)可按像质要求高低选用，如需要较高的射线照相质量，则需使用号数较小
的胶片;
(2)在能满足像质要求的前提下，如需缩短曝光时间，可使用号数较大的胶片;
(3)工件厚度较小、工件材料等效系数较低或射源线质较硬时，可选用号数较
小的胶片;
(4)在工件环境温度较高时，宜选用抗潮性能较好的胶片;在工件环境比较干燥时，宜选用抗静电感光性能较好的胶片。
2.17答:新的分类方法提出了冲洗条件的控制方法:由胶片制造商提供预先曝光胶片测试片，用户以本单位的处理设备、化学处理剂和方法冲洗测试片，测出3个特性数据:灰雾限值D、速度系数S、对比度0X系数C，与胶片制造商提供的鉴定证书的数据指标进行比较，据此判断冲洗条件是否符合要求。 X
2.18答:金属增感屏除了具有增加感光的作用外，还具有减小散射线的作用。
金属增感屏最常用的材料是铅，在高能射线照相中还采用铅、钽、钨等材料制作的增感屏。 2.19答:像质计的主要类型有:丝型、平板孔型、阶梯孔型，其中丝型使用最广泛，平板孔型主要在美国应用，阶梯孔型主要在欧洲地区应用。中国使用的像质计是丝型像质计，美国则同时使用丝型像质计和平板孔型像质计。
2.20答:像质计一般应放置在工件源侧表面焊接接头的一端(在被检区长度的
1/4左右位置),金属丝应横跨焊缝，细丝置于外侧。当一张胶片上同时透照多条焊接接头时,像质计应放置在透照区最边缘的焊缝处。像质计放置原则:
(1) 单壁透照规定像质计放置在源侧。双壁单影透照规定像质计放置在胶片侧。双壁双影透照像质计可放置在源侧，也可放置在胶片侧。
(2) 单壁透照中，如果像质计无法放置在源侧，允许放置在胶片侧。
(3) 单壁透照中像质计放置在胶片侧时，应进行对比试验。对比试验方法是在射源侧和胶片侧各放一个像质计，用与工件相同的条件透照，测定出像质计放置在源侧和胶片侧的灵敏度差异，以此修正像质指数规定，以保证实际透照的底片灵敏度符合要求。
(4) 当像质计放置在胶片侧时，应在像质计上适当位置放置铅字“F”作为标记，F标记的影像应与像质计的标记同时出现在底片上，且应在检测报告中注明。
原则上每张底片上都应有像质计的影像。当一次曝光完成多张胶片照相时，使用的像质计数量允许减少但应符合以下要求:
(1) 环形对接焊接接头采用源置于中心周向曝光时，至少在圆周上等间隔地放
置3个像质计; (2) 球罐对接焊接接头采用源置于球心的全景曝光时，至少在北极区、赤道区、南极区附近的焊缝上沿纬度等间隔地各放置3个像质计，在南、北极
的极板拼缝上各放置1个像质计;
(3) 一次曝光连续排列的多张胶片时，至少在第一张、中间一张和最后一张胶
片处各放置一个像质计。三、问答题
3.1 什么是射线照相灵敏度,绝对灵敏度和相对灵敏度的概念又是什么,
3.2 简述像质计灵敏度和自然缺陷灵敏度的区别和联系,
3.3 什么是影响射线照相影像质量的三要素,
3.4 什么叫主因对比度,什么叫胶片对比度,它们与射线照相对比度的关系如何,
3.5 写出透照厚度差为?X的平板底片对比度公式和像质计金属丝底片对比度公式，说明公式中各
符号的含义，并指出两个公式的差异,
3.6 就像质计金属丝的底片对比度公式讨论提高对比度的主要途径，并说明通
过这些途径提高对
比度可能会带来什么缺点,
3.7 何谓固有不清晰度,
3.8 固有不清晰度大小与哪些因素有关,
3.9 何谓几何不清晰度,其主要影响因素有哪些,
3.10实际照相中，底片上各点的U值是否变化,有何规律, g
3.11试述U和U关系以及对照相质量的影响。 gi
3.12试述底片影像颗粒度及影响因素。
3.13什么叫最小可见对比度,影响最小可见对比度的因素有哪些,
3.14为什么射线探伤标准要规定底片黑度的上、下限,
3.15采用源在外的透照方式比源在内透照方式更有利于内壁表面裂纹的检出，这一说法是否正确，
为什么,
3.16在底片黑度，像质计灵敏度符合要求的情况下，哪些缺陷仍会漏检,
3.17为什么裂纹的检出率与像质计灵敏度对应关系不好,
问答题答案
3.1答:射线照相灵敏度是评价射线照相影像质量的最重要的指标，从定量方面来说，是指在射线底片上可以观察到的最小缺陷尺寸或最小细节尺寸;从定性方面来说，是指发现和识别细小影像的难易程度。绝对灵敏度是指在射线照相底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小缺陷尺寸。相对灵敏度是指该最小缺陷尺寸与射线透照厚度的百分比。
3.2答:为便于定量评价射线照相灵敏度，常用与被检工件或焊缝的厚度有一定百分比关系的人工结构，如金属丝、孔、槽等组成所谓透度计，又称为像质计，作为底片影像质量的监测工具，由此得到的灵敏度称为像质计灵敏度。
自然缺陷灵敏度是指在射线照相底片上所能发现的工件中的最小缺陷尺寸。
像质计灵敏度不等于自然缺陷灵敏度，因为自然缺陷灵敏度是缺陷的形状系数、吸收系数和三维位置的函数;但像质计灵敏度的提高，表示底片像质水平也相应提高，因而也能间接地反映出射线照相相对最小自然缺陷检出能力的提高。
3.3答:影响射线照相影像质量的三个要素是:对比度、清晰度、颗粒度。
射线照相对比度定义为射线照相底片上某一小区域和相邻区域的黑度差。
射线照相清晰度定义为射线照相底片上的黑度变化过渡区域的宽度。用来定量描述清晰度的是“不清晰度”。射线照相颗粒度是根据测微光密度计测出的数据、按一定方法求出的所谓底片黑度涨落的客观量值。 3.4答:由于不同区域射线强度存在差异所产生的对比度称为主因对比度，其数学表达式为:
ΔI/I=(μΔT)/(1+n)
式中:I:透过试件到达胶片的射线强度;ΔI:局部区域射线强度增量;
μ:射线的吸收系数;ΔT:局部区域透射厚度差;n:散射比。
由上式可以看出，主因对比度取决于透照厚度差、射线的质以及散射比。
胶片对比度就是胶片梯度，用胶片平均反差系数定量表示，数学式为:
=ΔD/ΔlgE
式中::胶片平均反差系数;ΔD:底片黑度差;ΔlgE:曝光量对数值的增量。影响胶片对比度的因素有:胶片类型、底片黑度、显影条件。
射线照相底片对比度是主因对比度和胶片对比度的综合结果，主因对比度是构成底片对比度的根本因素，胶片对比度可以看作是主因对比度的放大系数。
3.5答:厚度为ΔX的平板底片对比度公式
ΔD=-0.434μGΔX(1+n) (1)
像质计金属丝底片对比度公式
ΔD=-0.434μGσ?d/(1+n) (2)
式中:μ:射线吸收系数;G:胶片反差系数;σ:几何修正系数;ΔX:平板透照厚度差;d:像质计金属丝直径;n:散射比。
两个公式的差别在于几何修正系数σ，由于像质计金属丝直径d远小于焦点尺寸，在一定透照条件下，几何因素会影响金属丝影像对比度，所以公式(2)引入σ对底片对比度进行修正。当缺陷尺寸大于焦点尺寸时，焦点尺寸对底片对比度的影响可忽略不计，所以公式(1)中没有几何修正系数σ。 3.6答:像质计金属丝底片对比度公式
ΔD=-0.434μGσ?d/(1+n)
提高对比度主要途径和由此带来的缺点:
(1)增大μ值。在保证穿透力的前提下，尽量采用能量较低的射线，但这样会使曝光时间增加。 (2)增大G值。可选用G值更高的微粒胶片;由于非增感型胶片G值和黑度成正比，也可通过提高底片黑度增大G值。但高G值的微粒胶片感光速度往往较慢，需要增大曝光时间，提高黑度也需要增加曝光时间，此外，黑度的提高会增大最小可见对比度ΔD min，对灵敏度产生不利影响。
(3)提高σ值。可选择焦点尺寸小的射源，或增大焦距，这样做也会使曝光时间延长。 (4)减小n值。要减小散射线，就要使用铅窗口与铅屏蔽，这些也将降低工作效率，使曝光时间延长。 3.7答:当射线穿过胶片时，会在乳剂层中激发出电子，这些电子具有一定动能，会向各个方向飞散，并能使途经的卤化银晶体感光，其结果使得试件轮廓或缺陷在底片上的影像产生一个黑度过渡区，造成影像模糊，这个过渡区称为固有不清晰度Ui。
3.8答:固有不清晰度Ui值受以下因素影响:
(1)射线的质。透照射线的光子能量越高，激发的电子在乳剂层中的行程就越长，固有不清晰度也就越大。 (2)增感屏。据文献报道:在中低能量射线照相中，使用铅增感屏的底片的固有不清晰度大于不使用铅增感屏的底片;增感屏厚度增加也会引起固有不清晰度增大;在γ射线和高能量X射线照相中，使用铜屏、钽屏、钨屏、钢屏的固有不清晰度均小于铅屏。
(3)屏—片贴紧程度。透照时，如暗盒内增感屏和胶片贴合不紧，留有间隙，会使固有不清晰度增大。固有不清晰度与胶片的类型和粒度无关，与暗室处理条件无关。
3.9答:由于射线源具有一定尺寸，所以照相时工件表面轮廓或工件中的缺陷在底片上的影像边缘会产生一定宽度的半影，此半影宽度就是几何不清晰度U，U的最大值Umax发生在远离胶片的工件表面。 ggg
U的计算式: U=db/(F,b);Ugmax=dL/L ggff21
式中:d:射源尺寸;F:焦距;b:缺陷至胶片距离; f
L:焦点至工件表面距离;L:工件表面至胶片距离。 12
由以上公式可知，U值与射源尺寸和缺陷位置或工件表面至胶片距离成正比，与射源至工件表面距离成反g
比。
3.10答:实际照相中，底片上不同部位影像的U值是不同的，但为了简化计算，便于应用，有关技术标g
准仅以透照中心部位的最大U值作为控制指标。对不同部位U值的变化忽略不计。底片上不同部位的Uggg
值变化规律如下:
(1)焦点尺寸变化引起U值变化:由于X射线管的结构原因，沿射线管轴向不同位置焦点投影尺寸是变g
化的。阳极侧焦点小，阴极侧焦点大。因此底片上偏向阳极一侧的U值小，偏向阴要一侧的U值大。 gg(2)L/L变化引起U值变化:透照纵缝时，被检区域各部位L/L不变，U值不变，而透照环缝时，被21g21g
检区域各部位的L/L值都比中心部位要大，因此端部的U值也会增大。 21g
3.11答:可简要归纳为以下几点:
(1)射线照相中，通常主要考虑的是几何不清晰度U和固有不清晰度U，两者共同作用形成总的不清晰gi
度U，比较广泛应用的表达U、U、U的关系式是: gi
(2)由于U是U和U的综合结果，提高清晰度效果显著的方法是设法减小U和U 中较大的一个，而不iggi是较小的一个。例如，当U值远小于U值时，再进一步减小U值，以期望减小U，其效果是不显著的。 igi
(3)在X射线照相中，U值很小，影响照相清晰度的决定因素是U值。 ig
(4)在Co60，Cs137及Ir192γ射线照相中，U值较大，对照相清晰度有显著影响，为提高清晰度，宜i
尽量减小U，使之不超过U值。考虑提高对细小裂纹的检出率宜选择U=U的条件，必要时可取U=U/2gigigi的透照几何条件。
3.12答:底片影像是由许多形状大小不一的颗粒组成的，人们观察影像时在感觉上产生的不均一或不均匀的印象称为颗粒性，用仪器测定由各影像不均匀引起的透射光强变化，其测定结果称为颗粒度。由于颗粒大小是随机分布的，所以颗粒度一般是采用均方根离差σ来变量。目前较通用的方法是用直径24微米的扫描孔测定颗粒度。
肉眼所观察到的颗粒团实际上是许多颗粒交互重迭生成的影像。影像颗粒与胶片卤化银颗粒是不同的概念，影像颗粒大小取决于以下因素:胶片卤化银粒度、曝光光子能量和显影条件。
3.13答:在射线底片上能够辨认某一尺寸缺陷的最小黑度差称为最小可见对比度，又称识别界限对比度。当射线底片对比度ΔD大于识别界限对比度ΔD时，缺陷就能识别，反之则不能识别。最小可见对比度min
ΔD与影像大小和黑度分布、底片颗粒度、黑度、观片条件以及人为差异等因素有关。 min
3.14答:探伤标准中规定底片黑度上、下限是为了保证底片具有较高的对比度ΔD和较小的识别界限对比度ΔD，从而得到较高的灵敏度。 min 题3.14图
非增感型胶片G值随黑度的增加而增大，G值增大，ΔD也会增大，因此，底片取较大的黑度可获得较高的对比度ΔD，另一方面，ΔD在低黑度范围内大致不变，在高黑度范围内随黑度的增加而增大，为得到min