射線物理基礎復習題.ppt

1、射線檢測物理基礎復習題,是非題 1. 原子序數(shù)Z等于原子核中的質子數(shù)量。 （） 2. 為了使原子呈中性，原子核中的質子數(shù)必須等于核外的電子數(shù)。 （ ） 3. 當原子核內的中子數(shù)改變時，它就會變成另外一種元素。 （ ）,4. 當一個原子增加一個質子的時，仍可以保持元素的種類不變。 （ ） 5. 原子序數(shù)相同而原子量不同的元素，我們稱它為同位素。 （ ）,6. 不穩(wěn)定同位素在衰變過程中，始終要輻射射線。 （ ） 7. 不同種類的同位素，放射性活度大的總是比放射性活度小的具有更高的輻劑量。 （ ） 8. 放射性同位素的半衰期是指放射性元素的能量變?yōu)樵瓉硪话胨枰臅r間。 （ ）,9. 將元素放在核反應堆中受過量中子轟擊，從而變成人造放射性同位素，這一 過程稱為“激活”。 （ ） 10. 與Ir192相比，Se75放射性同位素的半衰期更短，因此其衰變常數(shù)也更小一些。 （ ）,11. 射線能量越高，傳播速度越快，例如射線比X射線傳播快。 （ ） 12. X射線或射線強度越高，其能量越大。 （ ） 13. X射線或射線是以光速傳播的微小的物質粒子。 （ ）,14. 當X射線經過2個半階層后，其能量僅僅剩下最初的1/4。 （ ） 15. 標識X射線具有高能量，那是由于高速電子同靶原子核相碰撞的結果。（ ） 16. 連續(xù)X射線是高速電子同靶原子的軌道電子相碰撞的結果。 （ ）,17. X射線的波長與管電壓有關。 （ ） 18. X射線機產生X射線的效率比較高，大約有95%的電能轉化為X射線的能量。 （ ） 19. 同能量的射線和X射線具有完全相同的性質。 （ ）,20. X射線的強度不僅取決于X射線機的管電流而且還取決于X射線機的管電壓。 （ ） 21. 光電效應中光子被完全吸收，而康普頓效應中光子未被完全吸收。 （ ）,22. 光電效應的發(fā)生幾率隨原子序數(shù)的增大而增加。 （ ） 23. 光電子又稱為反沖電子。 （ ） 24. 當射線能量在1.02MeV區(qū)間，與物質相互作用的主要形式是電子對效應. （ ）,25. 射線通過材料后，其強度的9/10被吸收，該厚度即稱作1/10階層。 （ ） 26. 當射線穿過三個半階層后，其強度僅剩下最初的1/8. （ ）,27. X射線與可見光本質上的區(qū)別僅僅是振動頻率不同。 （ ） 28. 高速電子與靶原子的軌道電子相撞發(fā)出X射線，這一過程稱作韌致輻射。（ ） 29. 連續(xù)X射線的能量與管電壓有關，與管電流無關。 （ ）,30. 連續(xù)X射線的強度與管電流有關，與管電壓無關。 （ ） 31. 標識X射線的能量與管電壓、管電流無關，僅取決于靶材料。 （ ） 32. X射線和射線的基本區(qū)別是后者具有高能量，可以穿透較厚物質。 （ ）,33. 原子核的穩(wěn)定性與核內中子數(shù)有關，核內中子數(shù)越小，核就越穩(wěn)定。 （ ） 34. 放射性同位素衰變常數(shù)越小，意味著該同位素半衰期越長。 （ ）,35. 在工業(yè)射線探傷中，使膠片感光的主要是連續(xù)譜X射線，標識譜X射線不起什么作用。 （ ） 36. Ir192射線與物質相互作用，肯定不會發(fā)生電子對效應。 （ ） 37. 高能X射線與物質相互作用的主要形式之一是瑞利散射。 （ ） 38. 連續(xù)X射線穿透物質后，強度減弱，平均波長變短。 （ ）,選擇題 1. 原子的主要組成部分是（ D ）。 A. 質子、電子、光子 B. 質子、重子、電子 C. 光子、電子、X射線 D. 質子、中子、電子 2. 電磁波的頻率（f），速度（c）和波長（）之間的關系可用（ D ）表示。 A. c B. C. c D. c,3. 原子核的質子數(shù)等于（ B ）。 A. 中子數(shù) B. 原子序數(shù) C. 光子數(shù) D. 原子量 4. 在射線探傷中應用最多的三種射線是（ A ）。 A. X射線、射線和中子射線 B. 射線、射線和射線 C. X射線、射線和射線 D. X射線、射線和射線,5. 原子核外電子能量最高的是（ A ）。 A. 外殼層 B. 中間殼層 C. 內殼層 D. 以上均不是 6. 同位素是指（ D ）。 A. 質量數(shù)相同而中子數(shù)不同的元素 B. 質量數(shù)相同而質子數(shù)不同的元素 C. 中子數(shù)相同而質子數(shù)不同的元素 D. 質子數(shù)相同而質量數(shù)不同的元素,7. 在射線檢驗中采用的能量范圍（約100KeV10MeV）射線穿過鋼鐵強度衰減的最主要原因（ C ）。 A. 光電效應 B. 湯姆遜效應 C. 康普頓效應 D. 電子對效應 8. 通常所說的200KV射線指（ A ）。 A. 最大能量為0.2MeV的“白色” X射線 B. 平均能量為0.2 MeV的連續(xù)射線 C. 能量為0.2 MeV的連續(xù)射線 D. 有效能量為0.2 MeV的連續(xù)射線,9. 單色射線是指（ D ）。 A. 標識X射線 B. 工業(yè)探傷源產生的射線 C. 用來產生高對比度的窄束射線 D. 由單一波長的電磁波組成的射線,10. 在一般的工業(yè)探傷中，射線與物質相互作用時，主要產生的二個效應是（ B ）。 A. 光電效應和電子對效應 B. 光電效應和康普頓散射 C. 康普頓散射和電子對效應 D. 康普頓散射和電離,11. 當光子與物質相互作用時，光子將部分能量用于逐出軌道電子，且剩余的能量變?yōu)殡娮拥膭幽?，這就是（ B ）。 A. 康普頓散射 B. 光電效應 C. 電子對效應 D. 電離 12. 當光子與物質相互作用時，光子的波長增加，方向改變，這是由于（ B ）的結果。 A. 光電效應 B. 康普頓散射 C. 湯姆遜散射 D. 電子對產生,13. 康普頓散射的特征是（ C ）。 A. 產生光電子 B. 產生俄歇電子 C. 產生反沖電子 D. 產生正負電子對 14. 光電效應的特征是（ A ）。 A. 產生光電子 B. 發(fā)射標識X射線 C. 發(fā)射二次電子 D. 以上都是,15. 射線通過物質的衰減取決于（ A ）。 A. 物質的原子序數(shù)、密度和厚度 B. 物質的楊氏模量 C. 物質的泊松比 D. 物質的晶粒度,16. 窄束和寬束的區(qū)別是（ B ）。 A. 窄束是指散射和未散射的射線均到達檢測器，而寬束是指只有未散射的射線到達檢測器。 B. 窄束是指只有未散射的射線到達檢測器，而寬束是指散射和未散射的射線均到達檢測器。 C. 窄束和寬束區(qū)別在于源尺寸大小不同。 D. 窄束和寬束的區(qū)別在于照射場大小不同。,17. 散射線的主要成分是低能電磁輻射，它是由光子在那一過程中減弱而產生的。 （ B ） A. 光電過程 B. 康普頓過程 C. 電子對過程 D. 電離過程,18. 從X射線管發(fā)射出的射線包括（ D ）。 A. 連續(xù)X射線 B. 標識X射線 C. 射線 D. A和B 19.當射線波長一定時，下列哪種物質最大？（ D ） AFe B. Al C. Ti D. Cu,20. 產生X射線的一般方法是在高速電子的運動方向上設置一個障礙物，使高速電子在這個障礙物上突然減速，這個障礙物被叫（ C ）。 A. 陽極 B. 陰極 C. 靶 D. 燈絲,21. X射線的穿透能力取決于（ B ）。 A. 毫安 B. 千伏 C. 曝光時間 D. 焦點尺寸 22. 射線的穿透能力取決于（ B ）。 A. 源的尺寸 B. 源的種類 C. 曝光時間 D. 焦點尺寸,23. 當施加于X射線管兩端的管電壓不變，管電流增加時，則（ B ）。 A.產生的X射線波長不變，強度不變 B.產生的X射線波長不變，強度增加 C.產生的X射線波長不變，強度減小 D.產生的X射線波長增加，強度不變,24. X射線管所產生的連續(xù)X射線的強度與管電壓的關系是（ C ）。 A. 強度與管電壓成正比 B. 強度與管電壓成反比 C. 強度與管電壓平方成正比 D. 強度與管電壓平方成反比,25. 活度為80Ci、平均能量為1.66MeV的同位素源，經過三個半衰期后，其平均能量為（D ）. A. 0.008MeV B. 0.22MeV C. 0.33MeV D.1.66MeV,26. 韌致輻射是指高速運動的電子同靶相碰撞時，與靶的什么相互作用而放出電子的能量，產生連續(xù)X射線的？（D ） A. 自由電子 B. 原子核的質子或中子 C. 殼層電子 D. 原子核外庫侖場,27. 放射性元素Co60轉變?yōu)镹i60的過程是一次（ B ）。 A. 衰變 B. 衰變 C. 衰變 D. K俘獲,28. 以下關于光電效應的敘述，那一條是錯誤的（ C ） A. 光電效應發(fā)生幾率隨光子能量的增大而減小 B. 光電效應發(fā)生幾率隨材料的原子序數(shù)增大而增大 C. 在光電效應過程中除產生電子外，有時還會產生反沖電子 D. 光電效應發(fā)射出的電子能量肯定小于入射光子的能量,29. 以下關于康普頓效應的敘述，那一條是錯誤的（ A ） A. 散射光子的波長肯定小于入射光子 B. 反光子與散射光子的能量為入射量之差 C. 散射角越大，散射光子能量越小 D. 康普頓效應發(fā)生幾率隨入射光子能量增大而減小,30. 某放射性同位素的衰變常數(shù)為0.005371天-1，則其半衰期為（ B ） A. 186天 B. 129天 C. 53天 D. 537天 31. 下列幾種材料中，射線衰減系數(shù)較大的是（ A ） A. 銅 B. 鋁 C. 鐵 D. 碳,32. 以下關于瑞利散射的敘述，那一條是錯誤的（ C ） A. 瑞利散射是相干散射的一種 B. 瑞利散射不改變光子能量，只改變光子的運動方向 C. 瑞利散射的發(fā)生幾率隨原子序數(shù)的增大而減小 D. 瑞利散射的發(fā)生幾率隨光子能量的增大而急劇減小,33. 射線照相難以檢出的缺陷是（ D ） A. 未焊透和裂紋 B. 氣孔和未熔合 C. 夾渣和咬邊 D. 分層和折疊,34. 射線照相法對那一種焊接方法不適用（ D ） A. 氣焊、電渣焊 B. 氣體保護焊、增弧自動焊 C. 手工電弧焊、等離子弧焊 D. 摩擦焊、釬焊,35. 以下哪些材料的熔化焊對接焊縫適宜使用射線照相法檢測（ D ） A. 鋼和不銹鋼 B. 鈦和鈦合金 C. 鋁及鋁合金 D. 以上都適宜,36. 以下關于射線照相特點的敘述，哪些是錯誤的（ B ） A. 判定缺陷性質、數(shù)量、尺寸比較準確 B. 檢測靈敏度受材料晶粒度的影響較大 C. 成本較高，檢測速度不快 D. 射線對人體有傷害,問答題 1、什么叫核素？核素分為哪幾類？ 答：凡是具有一定質子數(shù)、中子數(shù)并處于特定能量狀態(tài)的原子或原子核稱為核素。 核素可分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定的兩類，不穩(wěn)定的核素又稱放射性核素，它能自發(fā)地放出某些射線、或射線，而變?yōu)榱硪环N元素。,2、什么叫核力？核力具有哪些性質？ 答：在原子核內，帶正電的質子間存在著庫侖斥力，但質子和中子仍能非常緊密地結 合在一起，這說明核內存在著一個非常大的力，即核力。 核力具有以下性質： 、核力與電荷無關，無論中子還是質子都受到核力的作用； 、核力是短程力，只是在相鄰核子之間發(fā)生作用；,、核力約比庫侖大100倍，是一種強相互作用； 、核力能促成粒子的成對結合（例如兩個自旋相反的質子或中子）以及對對結合（即總自旋為零的一對質子和一對中子的結合）。,3、放射性同位素衰變有哪幾種模式？ 答：放射性同位素衰變主要有以下模式 衰變：放出帶兩個正電荷的氫核； 衰變： 包括：-衰變：放出電子，同時放出反中微子； + 衰變：放出正電子，同時放出中微子； 電子俘獲：原子核俘獲一個核外電子。 衰變：放出波長很短的電磁波。,4、X射線和射線具有哪些性質？ 答：X射線和射線具有以下性質： 在真空中以光速直線傳播； 本身不帶電，不受電場和磁場的影響； 具有某些光學特性：反射（漫反射）、折射（折射系數(shù)近似1，折射的方向改變不明顯）、干涉和衍射；,不可見，能夠穿透可見光不能穿透的物質； 在穿透物質過程中，回與物質發(fā)生復雜的物理和化學作用，例如：電離作用、熒光作用、熱作用以及光化學作用； 具有輻射生物效應，能夠殺傷生物細胞，破壞生物組織。,5、X射線和射線有哪些不同點？ 答：X射線和射線都屬電磁波范疇，兩者最主要的不同點是產生方式不同。X射線是高速電子撞擊金屬產生的，射線是放射性同位素從原子核中發(fā)出的。其他不同點包括：X射線是連續(xù)能譜，射線是線狀能譜；X射線能量取決于加速電子的電壓，射線能量取決于放射性同位素種類；X射線強度隨管電壓的平方和管電流而變，射線強度隨時間的推移按指數(shù)規(guī)律減弱。,6、產生X射線需要哪些條件？ 答：產生X射線應具備五個條件： 發(fā)射電子。將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)，使其原子外圍電子離開原子。在燈絲周圍產生小的“電子云”，這種用熱電流分離電子的方法叫熱電子發(fā)射。 電子聚集。用槽型陰極圍繞燈絲，并將其與負電位接通。由于電子帶負電，會與它發(fā)生相互排斥作用，其結果是電子被聚成一束。,加速電子。在燈絲與陽極間加很高的電壓，使電子在從陰極飛向陽極過程中獲得很高速度。 高真空度。陰陽極之間必須保持高真空度，使電子不受氣體分子阻擋而降低能量，同事保證燈絲不被氧化燒毀。 高速電子被突然遏止。采用金屬作陽極靶，使電子與靶碰撞急劇減速，電子動能轉換為熱能和X射線。 7、X射線機發(fā)出的X射線為什么具有連續(xù)波長？,答：施加于X射線管兩端的高壓是脈動直流電壓，由于電壓不斷變化，到達陽極的電子速度各部相同，只有少數(shù)電子經過最高電壓的加速。而電子與陽極靶的碰撞情況也各不相同，少數(shù)電子經過一次碰撞，運動即被停止，能量全部轉換為X射線。波長最短的部分射線就屬于這種情況。大部分電子與靶要進行多次碰撞，速度逐漸降低，直至為0，碰撞過程中轉換的X射線能量不同，波長也各不相同，有長有短，所以X射線管發(fā)出的X射線束波長呈連續(xù)分布。,8、連續(xù)X射線和標識X射線有哪些不同點？它們在射線探傷中各起什么作用？ 答：（1）產生機理不同，連續(xù)X射線是高速電子與陽極靶原子核的庫侖場作用下產生的，標識X射線是高速電子把靶原子的內層軌道電子碰撞出軌道后，外層電子向內層躍遷發(fā)出的。 （2）波長和能量不同，連續(xù)X射線具有混合波長，能譜為連續(xù)譜，最短波長取決于管電壓；而標識X射線波長為特定值，能譜為線狀譜，波長與靶材料元素有關而與管電壓無關。 9、試述光電效應的機理和產生條件。,答：當電子與物質原子鐘的束縛電子相互作用時，光子把全部能量轉移給一個束縛 電子，使之脫離軌道，發(fā)射出去，而光子本身消失，這一過程為光電效應。光電效應發(fā)射出去的電子叫光電子。 發(fā)生光電效應的必要條件是光子能量大于電子的結合能。遵守能量守恒定律，光子部分能量消耗于光電子脫離原子束縛所需的電離能（電子在原子中的結合能），其余能量作為光電子的動能。,10、試述康普頓效應的機理和特點。 答：光子與電子發(fā)生非彈性碰撞，光子的一部分能量轉移給電子，使電子沿與光子入射方向成一定角度飛去，稱作反沖電子，光子自身能量減小，波長變長，運動方向改變，這一過程稱作康普頓效應。 康普頓效應總是發(fā)生在自由電子或受原子最松的外層電子上，入射光子的能量由反沖電子和散射光子兩者之間進行分配，散射光子的能量越小，當散射角為180。 時，散射光子能量最小。,11、什么叫電子對效應？電子對效應產生條件是什么？ 答：當高能光子從原子核旁經過時，在原子核的庫侖場作用下，光子轉化為一個正電和一個負電子，自身消失，這一過程稱為電子對效應。 根據(jù)能量守恒定律，只有當入射光子能量hv大于2m0C2,即hv1.02MeV才能發(fā)生電子對效應，入射光子的部分能量轉變?yōu)檎撾娮訉Φ撵o止質量（1.02MeV），其余就作為電子的動能。,12、什么叫瑞利散射？瑞利散射的特點是什么？ 、 答：瑞利散射是入射光子與原子碰撞時和束縛較牢固的內層軌道電子發(fā)生的彈性散射過程。 在瑞利散射過程中，1個束縛電子吸收入射光子能量而躍遷到高能級，隨即又釋放出1個能量約等于入射光子能量的散射光子。瑞利散射的發(fā)生幾率和物質的原子序數(shù)及入射光子的能量有關，大致與物質原子序數(shù)Z的平方成正比，并隨入射光子能量的增大而急劇減小。當入射光子能量在200KeV以下時，瑞利散射的影響不可忽略。,13、射線與物質相互作用時導致其強度減弱，試敘述四種效應各起了多少作用？ 答：四種效應（即光電效應、康普頓效應、電子對效應、瑞利散射）的發(fā)生幾率與入射光子能量及物質原子序數(shù)有關。一般說來，對低能量射線和原子序數(shù)高的物質，光電效應占優(yōu)勢，對高能量射線和原子序數(shù)高的物質，電子對效應占優(yōu)勢，瑞利散射的影響大大低于上述三個效應。,在鋼鐵中，當光子能量在10KeV時，光電效應占優(yōu)勢，隨著光子能量的增大，光電效應比率逐漸減小，康普頓效應比率逐漸增大，在稍過10KeV后兩者相等，此時瑞利散射趨于最大，但其發(fā)生率也不到10%，1KeV附件射線的衰減基本上都是康普頓效應造成的；電子對效應自1.02MeV以后開始發(fā)生，并隨能量的增大發(fā)生幾率逐漸增加，在10KeV附近，電子對效應與康普頓效應作用大致相等；超過10KeV以后，電子對效應對射線強度衰減起主要作用。 14、試解釋“窄束射線”和“寬束射線”、“單色射線”和“多色射線”的含義。,14、試解釋“窄束射線”和“寬束射線”、“單色射線”和“多色射線”的含義。 答：窄束射線是指不包括散射成分的射線束，通過物質后的射線束，僅由未與物質發(fā)生相互作用的光子組成。 寬束射線是指包括散射成分的射線束。 單色射線是指由單一波長電磁波組成的射線?；蛘哒f，有相同能量光子組成的輻射流，又稱為單能輻射。 多色射線是指由混合波長組成的射線，束流中的光子往往具有不同的能量。,15、窄束單色射線在物質中的衰減規(guī)律怎樣表示？寬束連續(xù)射線在物質中的衰減規(guī)律又怎樣表示？ 答：射線穿透物質時，其強度按指數(shù)規(guī)律衰減。對窄束單色射線，其強度衰減公式為：I=I0e-T (1)式中：I：透射線強度；I0：入射線強度；：線衰減系數(shù)；T：穿透厚度 對于連續(xù)X射線，在穿透物質過程中線質會逐漸硬化，線衰減系數(shù)是個變量，在此情況下可用平均衰減系數(shù)代替，所以，連續(xù)射線的強度衰減公式為： I=I0e-T,(2) 對寬束射線，必須考慮散射的影響，透過物質的射線強度I包括一次透射線Ip和散射線Is兩個部分，令散射比n=Is/Ip,寬束射線強度衰減公式推導如下： I= Ip+ Is（1+n）=I0e-T(1+n) (3) 綜合（2）（3）式，寬束連續(xù)射線的強度衰減公式為： I= I0e-T（1+n）,16、什么叫半價層？它在檢測中有哪些應用？ 答：使入射射線強度減少一半的吸收物質的厚度稱作半價層，用符號表示。射線檢測中，通常利用半價層來評價射線的穿透力，表示X射線的有效能量，標定X射線標準源。,17、什么叫放射性同位素的半衰期？它在射線檢測中有什么用處？ 答：放射性同位素衰變掉原有核數(shù)的一半，也就是說源的放射強度減少到原來一半所需的時間，稱為半衰期，用T1/2符號表示。 射線檢測中，通過半衰期，可以了解放射性同位素的穩(wěn)定性，放射源可使用時間的長短，計算源的強度，確定曝光時間。,18、試述射線照相法的原理。 答：射線照相的原理為：射線在穿透物體過程中會與物質相互作用，因吸收和散射而 使強度減弱。強度衰減程度取決于物質的衰減系數(shù)和射線在物質中穿越的厚度。如果被照物體內存在缺陷，且構成,缺