γ射线检测中子射线检测.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/3/24,#,射线检测技术,射线产生机理：放射性同位素发生,衰变或,衰变之后，在激发态向稳定态跃迁过程中辐射出的电磁波。,跃迁是核内能级之间的跃迁。,射线检测中采用的,射线源,Co-60,Cs-137,Ir-192,Tm-170,Se-75,射线的特点,1,）一种放射性同位素可能放出多种能量的,射线,2,）,射线的能谱为线状谱,射线的强度,取决于放射性同位素的活度。活度是描述放射性同位素不稳定程度的量，表示单位时间内核发生的衰变数，单位是贝可（,Bq),1Bq,表示,1s,的时间内有,1,个原子核发生衰变。,1Ci=3.7,1010Bq,射线机,射线机用放射性同位素作为,射线源辐射,射线。它与,X,射线机的一个重要区别：,射线源始终都在不断地辐射,射线，而,X,射线机仅仅在开机并加上高压后才产生,X,射线。,射线机的基本结构：源组件（,射线源），源容器（主机体），输源管，驱动机构，附件。,射线机结构示意图,源组件,由,射线源，外壳，原辫子，屏蔽杆构成。,射线源密封在外壳中。外壳由内到外两层构成，内层是铝壳，外层一般由不锈钢制作。将一定形状和尺寸的放射性同位素密封在外壳中，防止放射性同位素散失,输源管,输源管是一种软管，它由金属编织的软管和塑料管构成。在使用时它的一端与源容器连接，另一端与定向架连接，定向架固定在曝光位置，,射线源沿输源管送到预定的曝光位置。,射线源,Co60,Ir192,Se75,Tm170,能量,/MeV,1.17,，,1.33,0.30,，,0.31,，,0.47,，,0.60,0.13,，,0.26,0.052,，,0.084,半衰期,5.3a,74d,120d,128d,等效能量,1.25MeV,400KeV,217KeV,84KeV,适宜厚度,(,钢,)/mm,40200,20100,1040,=5,常用,射线源的特性,射线源的放射性活度随着时间不断地减少，也就是强度在不断变化。这种情况即使使用同一,射线机，透照同一工件，如果相隔了一段时间，也必须重新选取透照所需的时间。,不管是否使用，,射线源的可使用时间一直都在不断减少。,射线机与,X,射线机比较具有设备简单，便于操作，不用水电等特点，因而它便于在高空，水下，野外等场所工作。,中子射线检测,中子穿过物质时主要是与物质的原子核发生作用，与核外电子几乎没有作用。中子的吸收概率主要决定与核的性质。,与,X,射线,射线不同，物质与中子相互作用对其的吸收和衰减不随原子序数的增大而增大。原子序数相邻的两种元素对中子的吸收可能相差殊。衰减 系数大小是由该元素的中子截面决定的。,部分元素对热中子的质量吸收系数,元素,氢,硼,铝,铁,镉,铅,铀,吸收系数,48.5,12.1,0.036,0.141,11.2,81,0.034,0.033,描述中子射线的参数,强度：中子源单位时间内发射出来的中子数目，对于每次核反应释放一个中子的过程，中子强度等于单位时间内靶物质中发生的核反应数。,能量：和中子的速度有关。,0.1MeV,以上称为快中子，,1keV,以下称慢中子，之间的为中能中子。,10-2eV,左右的中子相当于分子原子晶格处于热运动平衡的能量，所以又叫热中子。,不同中子能量范围和特点,中子类型,能量范围,适用范围,冷中子,0.01eV,当能量低于布拉格极限时，材料中的散射减少,热中子,0.010.5eV,对材料具有良好的鉴别能力,超热中子,0.5104e,V,热中子不能充分穿透的工件可采用超热中子,谐振中子,1100e,V,对特定材料有优异的鉴别能力,快中子,10320,106,e,V,对材料无鉴别能力,检测原理：中子源发生的中子束射向被检测的物体，由于物体的吸收和散射，中子的能量被衰减，衰减的程度取决于物体的成分，穿过物体的中子束被影像记录仪所接收而形成物体的射线照片。,中子射线检测设备：中子源，减速器，准直器，记录设备。,中子射线源类型,同位素中子源,加速器中子源,反应堆中子源,中子管式中子源：加速器中子源的另一种形式，体积小，可用作移动式中子检测装置。,产生快中子，通过慢化剂变成热中子,产生热中子直接用于探伤,加速器中子源：带电粒子加速，进行多次核反应，便可以产生中子。,放射性源：其中自发裂变的锎,252,是用于中子射线最具有吸引力的同位素源，它的本底,射线很低，足以允许采用直接射线曝光检测。,核反应堆：实际上中子射线检测所用原主要是核反应堆。,1,）反应堆富产中子源,2,）反应堆射线束包含的热中子很丰富,3,）中子射线是许多反应堆运行的副产品,4,）反应堆中子射线源可长期安全运行,慢化剂,慢化能力：慢化剂的 单位行程内中子能量的对数平均降低量。,减速比：慢化能力与宏观吸收截面之比。,慢化剂特性,慢化剂,慢化能力,/cm-1,减速比,慢化剂,慢化能力,/cm-1,减速比,水与其他含氢物质,1.53,60,铍,0.16,135,重水,0.18,6000-20000,石墨,0.063,175,准直器,用铝或不锈钢等材料制成，是一个双层壁的圆筒，两壁间填充了强烈吸收热中子的物质（硼及硼的化合物或水泥），热中子通过准直器后，其能量减少了,1%,。,记录设备,中子本身几乎不能使胶片感光，采用转换屏，转换屏在中子的照射下可以发射,射线,射线,射线等，利用这些射线使胶片感光，记录透射中子分布图像，完成中子射线检测。,热中子射线检测主要应用于,高密度材料检测，如铅，铋，铀等；,高密度材料中的低原子序数物质检测；,放射性材料检测。,