【正文】 一黑度，采用不同波長（能量）的光或射線曝光將需要不同的曝光量。（3）寬容度（L） 寬容度定義為特性曲線上直線部分對應(yīng)的曝光量對數(shù)之差，即 在這個范圍內(nèi)，由于黑度與曝光量對數(shù)近似成正比關(guān)系，因此在射線照相檢驗中不同厚度或厚度差將以相應(yīng)的不同黑度記錄在射線照片上。為了表示膠片這方面的特性，引入了特性曲線的平均斜率，記成。（2）梯度（G） 膠片特性曲線上任一點的切線的斜率稱為梯度，以前常稱為反差系數(shù)。通常定義，使底片產(chǎn)生一定黑度所需的曝光量的倒數(shù)為感光度，即 S＝1/ＨS 其中HS為產(chǎn)生一定黑度所需要的曝光量。這個關(guān)系式在討論射線照相檢驗技術(shù)的理論時，經(jīng)常要加以引用。（3）肩部 即曲線的DE部分，也稱為曝光過度區(qū)，在這部分當(dāng)曝光量增加時，黑度的增加很緩慢。（1）趾部 即曲線中的AC部分，也稱為曝光不足區(qū)。但對于同一管電壓下的X射線或同一g射線源的g射線，它們之間存在固定的關(guān)系，即僅相差一個常數(shù)倍數(shù)。底片上各處的金屬銀密度不同，所以各處透光的程度也不同。主要的感光特性包括感光度（S）、梯度（G）、灰霧度（D0）及寬容度等，感光特性曲線集中反應(yīng)了這些感光特性。結(jié)合層是一層膠質(zhì)膜，它將感光乳劑層牢固地粘結(jié)在片基上。片基為透明塑料，它是感光乳劑層的支持體，～。表29 部分牌號加速器的主要性能類 型電子感應(yīng)加速器電子直線加速器電子回旋加速器牌號KBc825ML15RⅡMД10最大能量/MeV2512101m處照射量率/R 這種加速器的主體結(jié)構(gòu)是安放在兩個磁極之間的一個扁圓盒形真空室，圖224是其結(jié)構(gòu)的示意圖。圖223是行波電子直線加速器結(jié)構(gòu)示意圖。但它的電子束流強度小，一般不超過1mA，因此產(chǎn)生的射線強度低。主要勵磁線圈上通常加上幾千伏的低頻交流電，電子在環(huán)形真空室中需運轉(zhuǎn)很多圈才能獲得數(shù)百萬電子伏的能量。適合工業(yè)射線照相探傷的加速器主要是電子感應(yīng)加速器、電子直線加速器、電子回旋加速器。在使用中，應(yīng)特別防范“掉源”事故，防止由此造成的嚴(yán)重危害。需要時，應(yīng)設(shè)專門的監(jiān)督管理人員。輸源導(dǎo)管應(yīng)盡量平直，彎曲半徑應(yīng)不小于500mm。在確認(rèn)g射線機處于完好后方可進行安裝應(yīng)用。 g射線機使用g射線機與X射線機比較具有設(shè)備簡單、便于操作、不用水電等特點，但g射線機操作錯誤所引起的后果將是十分嚴(yán)重，因此，必須注意g射線機的操作和使用。 Ci））]（）（）C 對于工業(yè)射線探傷來說，在選擇g射線源時應(yīng)考慮的g射線源的主要特性是能量、放射性比活度、半衰期、源尺寸。輸源管是一種軟管，它由包塑的不銹鋼管制成，使用時，根據(jù)現(xiàn)場情況，可將一根或多根相連，構(gòu)成一端開口另一端封閉的輸源管。驅(qū)動方式可分為自動（電動）方式和手動方式兩種。對外殼的結(jié)構(gòu)和強度有嚴(yán)格要求，它必須在一定的溫度、壓力、振動、沖擊等的作用下不發(fā)生損壞，不會導(dǎo)致放射性同位素外泄。這些裝置和機構(gòu)用以保證正確和安全操作g射線機，避免意外事故。屏蔽體內(nèi)的設(shè)計主要是兩種形式：“S通道”和“直通道”。表26 GB 18465—2001對g射線機源容器漏泄比釋動能率的規(guī)定源容器類別源容器外表面距外表面50mm處距外表面1m處手提式≤2mGy/h≤≤移動式≤2mGy/h≤1mGy/h≤固定式≤2mGy/h≤1mGy/h≤表27 g射線機的主要技術(shù)參數(shù)g射線機型號CTS—IYTS—ISETS—I外形尺寸/mm530390310421242287240110180主機重量/kg20028屏蔽材料與重量貧化鈾，135kg貧化鈾，19kg貧化鈾，g射線源60Co192Ir75Se額定源活度/ Bq1012（100Ci）1012（100Ci）1012（80Ci）通道型式S通道S通道直通道輸源方式自動/手動自動/手動自動/手動驅(qū)動機構(gòu)長度/m111010輸源管長度333 g射線機的基本構(gòu)成g射線機主要由五部分構(gòu)成：源組件（密封g射線源）、源容器（主機體）、輸源（導(dǎo)）管、驅(qū)動機構(gòu)和附件。移動式和固定式g射線機，體積較大，重量也較大，移動需借助適當(dāng)?shù)难b置。 g射線機g射線機用放射性同位素作為g射線源輻射g射線，它與X射線機的一個重要不同是，g射線源始終都在不斷地輻射g射線，而X射線機僅僅在開機并加上高壓后才產(chǎn)生X射線，這就使g射線機的結(jié)構(gòu)具有了不同于X射線機的特點。高壓發(fā)生器部分的故障主要是高壓電路中局部絕緣降低、高壓變壓器對地?fù)舸?、高壓變壓器層間擊穿、燈絲變壓器對地?fù)舸┑取Ｓ捎谥圃熨|(zhì)量不良、操作不當(dāng)、維護不佳等原因，X射線機可能發(fā)生各種故障。主要的日常維護工作是定期校驗指示儀表和清潔控制系統(tǒng)的元器件，定期檢驗絕緣油、冷卻油的耐壓強度和充氣絕緣X射線機的氣壓，定期檢驗連接部分和緊固部分的狀況，特別是高壓電纜連接處的密封和緊固螺栓，保證它們都處于良好、有效的狀態(tài)，防止泄漏、滲入。為了達(dá)到充分冷卻，除了保證冷卻系統(tǒng)正常工作外，還必須遵守X射線機的工作方式規(guī)定，在高壓加載一定時間后必須按照規(guī)定間歇一定的時間，防止X射線機因冷卻不足造成事實上的工作，形成了超負(fù)載的過度使用，這將很快損壞X射線管或嚴(yán)重?fù)p傷X射線管。因此，在使用X射線機時，除了限定在額定工作電壓和工作電流外，還必須注意預(yù)熱和冷卻。在老化訓(xùn)練中應(yīng)注意觀察管電流，如果在某一管電壓下管電流不穩(wěn)定，則應(yīng)降回原管電壓，重新在原管電壓下工作一段時間，再升高管電壓。X射線管在制造過程中，管殼、電極都經(jīng)過嚴(yán)格的排氣處理，但X射線管內(nèi)的材料析出氣體和X射線管本身的漏泄等，都會導(dǎo)致真空度降低。以上所說的“膠片”，均是指裝入暗袋后的膠片。簡單的測定輻射角時，可把膠片垂直于窗口平面放置，用很短的時間曝光，從得到的底片影像測量。360176。360176。177。圖219是采用針孔法測得的一般定向X射線機焦點的實際形貌。幾何不清晰度法是利用計算的方法，從測量得到的幾何不清晰度計算焦點的尺寸。 a） b）圖217 X射線機的焦點a）有效焦點與實際焦點的關(guān)系 b）焦點形狀焦點的形狀取決于燈絲繞制的形狀，如果燈絲為圓形焦點也為圓形，如果燈絲為長條螺旋管形，則焦點將為長方形。在射線照相中通常所說的焦點并不是實際焦點，而是所謂的“有效焦點”。在距離X射線管焦點F處空間一點的X射線強度可按下式計算 （23）X射線管的焦點也就是X射線機的焦點，焦點是陽極靶上產(chǎn)生X射線的區(qū)域。輸入X射線管的功率為，所以X射線管的轉(zhuǎn)換效率為 （22）從此式可以看到，對低壓X射線機，輸入X射線管的能量只有很少部分轉(zhuǎn)換為X射線，大部分轉(zhuǎn)換成熱。Ⅲ區(qū)是額定功率限制區(qū)，在Ⅲ區(qū)已經(jīng)達(dá)到了額定的管功率，若再提高管電壓，則必須相應(yīng)降低管電流；管電壓的極限只能到D點，這是X射線管的額定管電壓，如果超過這個數(shù)值，X射線管就有被擊穿的危險。Ⅰ區(qū)為燈絲加熱電流限制區(qū)，此時管電壓低，管電流趨于飽和。這些限制作用共同決定了X射線機的工作負(fù)載特性。圖213 高壓電纜結(jié)構(gòu)示意圖1—保護層 2—金屬網(wǎng) 3—半導(dǎo)體層 6—絕緣層 5—同軸芯線* X射線機的技術(shù)性能、使用與維護從射線檢驗工作角度，X射線機的主要技術(shù)性能可歸納為五個：工作負(fù)載特性、輻射強度、焦點尺寸、輻射角、漏泄輻射劑量，此外還有其他一些重要指標(biāo)，如工作方式、重量等，這些性能都直接相關(guān)于射線照相工作，在選取X射線機時應(yīng)考慮上述性能是否適應(yīng)所進行的工作。此外還有零位接觸器、水壓開關(guān)、氣壓開關(guān)、油壓開關(guān)、時鐘零位開關(guān)等，一旦X射線機中出現(xiàn)異常情況或出現(xiàn)工作條件不符合要求，這些保護裝置也將動作，這時X射線機將不能加上高壓或高壓將被切斷。采用過壓繼電器實現(xiàn)保護，即當(dāng)高壓變壓器一次電壓超過規(guī)定的限值后，過壓繼電器將切斷它的常閉觸點，從而切斷保護電路，切斷高壓。為了保證X射線機安全工作，在X射線機的電路中還設(shè)置了一系列的保護電路和裝置，其中最主要是下面這些。在實際的X射線機電路中，還必須包括一系列其他電路，其中至少包括高壓調(diào)整電路、燈絲加熱調(diào)整電路、曝光時間控制電路和保護電路與裝置。* 控制和保護系統(tǒng)圖212 X射線機的基本控制電路原理圖1—高壓變壓器 2—燈絲變壓器4—高壓發(fā)生通斷按鈕6—燈絲加熱通斷按鈕K—高壓發(fā)生繼電器 H—燈絲加熱繼電器X射線機的控制和保護系統(tǒng)主要包括基本電路、電壓和電流調(diào)整部分、冷卻和時間等的控制部分、保護裝置等。這種方式主要應(yīng)用在便攜式X射線機。這種方式采用循環(huán)水直接進入射線發(fā)生器中X射線管的陽極空腔，水流出時帶走熱量。這種方式采用油循環(huán)系統(tǒng)，冷卻油從油箱泵進入射線發(fā)生器（X射線管的陽極端），從射線發(fā)生器的另一端（X射線管的陰極端）離開，帶走熱量，返回油箱。 圖210 全波恒壓整流電路 圖211 全波恒壓整流電路波形全波恒壓整流電路，不僅減少了X射線管輸出X射線強度的波動，而且具有倍壓作用，因此，這種電路受到了廣泛的重視。正半周時電流的路徑是高壓變壓器→整流二極管D1→X射線管→電容器C2→高壓變壓器。電路存在的主要缺點是，輸出的電壓波形不穩(wěn)定，也即輸出的X射線不穩(wěn)定。為避免這一問題，電路中長采用逆電壓降低電路，這樣一來，在負(fù)半周僅有較低的電壓加在X射線管上。在陽極電位為負(fù)半周時電流不能通過，X射線管不工作，不發(fā)射X射線。高壓整流電路有多種形式，一些典型電路是半波自整流電路、全波整流電路、恒壓整流電路。為保證高壓變壓器具有足夠的絕緣強度，在制造過程中應(yīng)進行嚴(yán)格絕緣處理，以防止以后發(fā)生擊穿。 高壓發(fā)生器高壓發(fā)生器由高壓變壓器、高壓整流管、燈絲變壓器和高壓整流電路組成，它們共同裝在一個機殼中，里面充滿了耐高壓的絕緣介質(zhì)。外殼由具有一定強度的金屬制做，外殼上有一系列的插座，包括可能有的高壓電纜插座和冷卻循環(huán)用的接管等。由于氣體分子在電子的撞擊下可以發(fā)生電離，產(chǎn)生附加的電流，真空度同時還將影響X射線管管電流的穩(wěn)定性，這也直接關(guān)系到X射線管的正常工作和壽命。通過軔致輻射，電子的一部分動能轉(zhuǎn)化為X射線，從X射線管窗口輻射出來。這種X射線管的工作電壓較低，一般不超過160kV，管電流也遠(yuǎn)小于普通X射線管，一般不超過數(shù)百微安。普通玻璃X射線管的壽命一般為400～500h，陶瓷X射線管的壽命一般在1000h以上。采用陶瓷與金屬制做管殼的X射線管分為兩類，一類是金屬陶瓷X射線管，另一類是波紋陶瓷X射線管。（103～105）Pa。燈絲溫度通過調(diào)節(jié)燈絲變壓器的電壓改變燈絲電流進行調(diào)節(jié)，過高的燈絲電流將會燒毀燈絲。燈絲發(fā)射電子的能力隨燈絲溫度，也就是燈絲的加熱電流而改變。但實際上燈絲電流也只能在一定范圍內(nèi)調(diào)整，這也就限定了低管電壓下可使用的最大管電流。圖23是X射線管的陽極特性曲線。例如，常用錐形靶和平面形靶產(chǎn)生周向輻射X射線，也有的X射線機采用特殊的旋轉(zhuǎn)陽極靶，它不僅可以改善散熱狀況，而且可以獲得更高的管電流。此外，陽極靶應(yīng)具有高原子序數(shù)，才能具有較高的X射線轉(zhuǎn)換效率。其作用是支承陽極靶，并將陽極靶上產(chǎn)生的熱量傳送出去，避免靶面燒毀。圖21 X射線管結(jié)構(gòu)示意圖圖22 陽極的基本結(jié)構(gòu)示意圖1—陽極罩 2—陽極體 3—放射窗口 4—陽極靶陽極是產(chǎn)生X射線的部位。這類X射線機已形成150kV、250kV（225kV）、320kV、450kV（420kV）等系列，其管電流可用到30mA甚至更大的值，系統(tǒng)完善，工作效率高，它是檢驗實驗室應(yīng)優(yōu)先選用的X射線機。冷卻系統(tǒng)為良好的水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。（），但也不能過高，以防機殼爆裂，（）。便攜式X射線機采用組合式射線發(fā)生器，其X射線管、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)共同安裝在一個機殼中，也簡單地稱為射線發(fā)生器，在射線發(fā)生器中充滿絕緣介質(zhì)。第2章 射線照相檢驗設(shè)備與器材 X射線機 X射線機的基本結(jié)構(gòu)與類型工業(yè)射線照相探傷中使用的低能X射線機，簡單地說是由四部分組成：射線發(fā)生器（X射線管）、高壓發(fā)生器、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。按照X射線機的結(jié)構(gòu)，X射線機通常分為三類，便攜式X射線機、移動式X射線機、固定式X射線機?，F(xiàn)在多數(shù)充填的絕緣介質(zhì)是六氟化硫（SF6），以減輕射線發(fā)生器的重量。移動式X射線機具有分立的各個組成部分，但它們共同安裝在一個小車上，可以方便地移動到現(xiàn)場、車間，進行射線檢驗。其體積大、重量也大，不便移動，因此固定安裝在X射線機房內(nèi)。它主要由陽極、陰極和管殼構(gòu)成。陽極體為具有高熱傳導(dǎo)性的金屬電極，典型的陽極體由無氧銅制做。由于工作時陽極靶直接承受高速電子的撞擊，電子大部分動能在它上面轉(zhuǎn)換為熱，因此陽極靶必須耐高溫。陽極靶可以采用不同的結(jié)構(gòu)，以產(chǎn)生不同的輻射。圖23 X射線管的陽極特性曲線X射線管的陽極特性是指，在一定的陰極燈絲電流下，管電流與管電壓的關(guān)系。當(dāng)X射線管施加的管電壓較低時，為了得到較大的管電流，只能采用更大的燈絲電流。燈絲在燈絲電流加熱下可發(fā)射熱電子，這些電子在X射線管的管電壓作用下，高速飛向陽極靶，最終通過軔致輻射在陽極靶產(chǎn)生X射線。燈絲的主要形狀有圓形、線形、矩形等，燈絲的形狀、尺寸及聚焦杯的形狀、尺寸、與燈絲的相對位置等，都直接影響X射線管的焦點。X射線管的管殼封出一個高真空腔體，并在腔內(nèi)封裝陽極和陰極。采用玻璃與金屬制做管殼的X射線管稱為玻璃X射線管。波紋陶瓷X射線管是廣泛應(yīng)用在的另一類X射線管，它與金屬陶瓷X射線管具有類似的特點。這是一類特殊結(jié)構(gòu)的X射線管，管的焦點尺寸現(xiàn)在可小到幾微米，它采用了一套電子聚焦系統(tǒng)，以便形成很細(xì)的電子束。當(dāng)X射線管的陽極和陰極間施加上高壓后，電子在這個高壓作用下被加速，高速飛向陽極靶，穿過陽極和陰極之間的空間后撞擊到陽極靶上。X射線管的結(jié)構(gòu)、所達(dá)到的絕緣強度和真空度，限定了在陽極和陰極間所能施加的最高高壓。對便攜式X射線機，射線發(fā)