射線檢測復習題第1章含答案

#射線檢測復習題（含參考答案）

第1章是非題TOC\o"1-5"\h\z當原子核內(nèi)的中子數(shù)改變時，它就會變?yōu)榱硪环N元素。（X）當一個原子增加一個質(zhì)子時，仍可保持元素的種類不變。（X）不穩(wěn)定同位素在衰變過程中，始終要輻射Y射線。（X）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。（X）射線能量越高，傳播速度越快，例如Y射線比X射線傳播快。（X）Y射線或X射線強度越高，其能量就越大。（X）當X射線經(jīng)過2個半價層后，其能量僅僅剩下最初的1/4。（X）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(jié)果。（X）射線的波長與管電壓有關。（V）射線機產(chǎn)生X射線的效率比較高，大約有95%的電能轉(zhuǎn)化為X射線的能量。（X）同能量的Y射線和X射線具有完全相同的性質(zhì)。（V）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。（V）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。（V）光電效應的發(fā)生幾率隨原子序數(shù)的增大而增加。（V）連續(xù)X射線穿透物質(zhì)后，強度減弱，線質(zhì)不變。（X）連續(xù)X射線的能量與管電壓有關，與管電流無關。（V）Y射線與X射線的基本區(qū)別是后者具有高能量，可以穿透較厚物質(zhì)。（X）在管電壓、管電流不變的前提下，將X射線的靶材料由鉬改為鎢，所發(fā)生的射線強度會增大。（V）連續(xù)X射線穿透物質(zhì)后，強度減弱，平均波長變短。（V）選擇題質(zhì)子和中子的區(qū)別是中子沒有（A）A.電荷B.質(zhì)量C.自旋D半衰期當幾種粒子和射線通過空氣時，其電離效應最高的是（A）

A.aA.a粒子B.B粒子C.中子和Y粒子在射線探傷中應用最多的二種射線是（A）射線,Y射線和中子射線B.a射線,B射線和丫射線C.X射線,B射線和Y射線D.X射線，Y射線和a射線射線，Y射線和a粒子有一個共同點，即它們都是（D）A.均質(zhì)粒子輻射B.電磁輻射C.微波輻射D.電離輻射5.通常所說的200kVX射線指（A）A.最大能量為的白色X射線B.平均能量為的連續(xù)射線C.能量為的單色射線D.有效能量為的連續(xù)射線在一般的工業(yè)探傷中，射線與物質(zhì)相互作用時，主要產(chǎn)生的二個效應是（B）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；當光子與物質(zhì)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變?yōu)殡娮拥膭幽?，這就是（B康普頓散射電子對效應8.光電效應的特征是（A產(chǎn)生光電子C.發(fā)射二次電子)?射線通過物質(zhì)時的衰減取決于（光電效應D.電離發(fā)射標識x射線以上都是A）A.物質(zhì)的原子序數(shù)、密度和厚度；B.物質(zhì)的揚氏模量物質(zhì)的泊松比D.物質(zhì)的晶粒度10.連續(xù)X射線穿透厚工件時，有何特點?（C）A第二半價層小于第一半價層；B第二半價層等于第一半價層C.第二半價層大于第一半價層；D.第二半價層與第一半價層關系不確定.射線的穿透能力取決于（B）A.毫安B.千伏C.曝光時間C.焦點尺寸當施加于X射線管兩端的電壓不變,管電流增加時，貝"B）A.產(chǎn)生的X射線波長不變，強度不變.B產(chǎn)生的X射線波長不變，強度增加。C產(chǎn)生的X射線波長不變，強度減小。D產(chǎn)生的X射線波長不變，強度不變。射線機的管電流不變，管電壓減少時，則X射線將會（D）A.強度不變，波長減小B.強度不變，波長增大C.波長減小，強度減小D.波長增大，強度減小射線管所產(chǎn)生的連續(xù)X射線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放射性元素Co6o轉(zhuǎn)變?yōu)镹i6o的過程是一次（B）A.a衰變B.B衰變C.Y衰變俘獲以下關于康普頓效應的敘述,哪一條是錯誤的（A）散射光子的波長肯定小于入射光子反沖電子的能量為入射光子與散射光子能量之差散射角a越大，散射光子能量越小康普頓效應發(fā)生幾率隨入射光子能量增大而減小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.分層和折疊問答題試述X射線、y射線、卩射線、質(zhì)子射線、a射線和中子射線的實質(zhì)，目前廣泛用于工業(yè)探傷主要是那些射線？答：（1）X射線和丫射線：它們都是波長很短的電磁波，按波粒二相性觀點，

也可以看作是能量很高的光子流。X射線是高速運動的電子撞擊金屬產(chǎn)生

的；Y射線是放射性同位素在Y衰變過程中從原子核內(nèi)發(fā)出的。（2）卩射

線是放射性同位素在卩衰變過程中從原子核內(nèi)發(fā)出的。（3）質(zhì)子射線和a

射線。它們都是帶正電的粒子流。（4）中子射線。它是高速中子流。目前用于探傷的主要是X射線、丫射線和中子射線，其中X射線、丫射線廣泛用于工業(yè)探傷，中子射線用于特種檢驗。X射線和Y射線有何異同？答：X射線、丫射線都是電磁輻射，中性不帶電。兩者最主要的不同點是:產(chǎn)生方式不同：X射線是高速電子撞擊金屬產(chǎn)生的，丫射線是放射性同位素從原子核中發(fā)出的。線質(zhì)不同：x射線是連續(xù)能譜，丫射線是線狀能譜；X射線能量取決于加速電子的電壓，丫射線能量取決于放射性同位素種類。輻射強度的變化不同：x射線強度隨管電壓的平方和管電流而變，丫射線強度隨時間的推移按指數(shù)規(guī)律減弱。射線管產(chǎn)生x射線的條件是什么？答：x射線管產(chǎn)生X射線應具備五個條件：（1）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(chǎn)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。（2）電子聚焦。用鉬圈中罩形陰極圍繞燈絲，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(jié)果是電子被聚成一束。（3）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整流速度。（4）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，同時保證燈絲不被氧化燒毀。（5）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(zhuǎn)換為熱能和X射線。射線管產(chǎn)生的軔致輻射為什么是連續(xù)譜？答：高速電子與陽極靶的碰撞情況各不相同，極少數(shù)電子經(jīng)過一次碰撞，運動即被阻止，能量全部轉(zhuǎn)換為X射線。波長最短的部分射線就屬這種情況。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(zhuǎn)換的X射線波長各不相同，有長有短。整個過程是隨機的，所以X射線管發(fā)出X射線束波長呈連續(xù)分布。試述連續(xù)X射線和標識X射線的不同點。答：（1）產(chǎn)生機理不同，連續(xù)X射線是高速電子與靶原子核的庫侖場作用產(chǎn)生的，標識X射線是高速電子把靶原子的內(nèi)層軌道電子碰撞出軌道后，外層電子向內(nèi)層躍遷時發(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。何謂光電效應？其發(fā)生條件是什么？答：當光子與物質(zhì)原子中的束縛電子相互作用時，光子把全部能量轉(zhuǎn)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，這一過程稱為光電效應。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結(jié)合能。遵照能量守恒定律，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(jié)合能），其余能量作為光電子的的動能。試述康普頓效應及其發(fā)生情況。答：光子與電子發(fā)生非彈性碰撞，光子的一部分能量轉(zhuǎn)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，光子自身能量減少，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束縛最松的外層電子上，入射光子的能量由反沖電子和散射光子兩者之間分配，電子反沖角0在0°?90°之間變化，光子散射角在0?180°之間變化，散射角e越大，光子的能量損失也就越大。試述電子對效應及其產(chǎn)生條件。答：當高能光子從原子核旁經(jīng)過時，在核庫侖場的作用下，光子轉(zhuǎn)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hv上才能發(fā)生電子對效應，入射光子的部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)檎撾娮訉Φ撵o止質(zhì)量（），其余就作為電子的動能。光電效應、康譜頓效應、電子對效應和瑞利散射的發(fā)生率與哪些因素有關？并敘述發(fā)生率與射線能量的關系。答：四種效應的發(fā)生幾率與入射光子能量及物質(zhì)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(zhì)，光電效應占優(yōu)勢，對高能量射線和原子序數(shù)高的物質(zhì)，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100keV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%，1MeV附近射線的衰減基本上都是康普頓效應造成的；電子對效應自以后開始發(fā)生，并隨能量的增大發(fā)生幾率逐漸增加，在10MeV附近，電子對效應與康普頓效應作用大致相等；超過10MeV以后，電子對效應對射線強度衰減起主要作用。何謂窄束射線和寬束射線？并敘述射線“色”的概念。答：讓射線束通過狹縫準直后，貫穿物體，又經(jīng)狹縫準直后到達探測器，由于狹縫的作用，到達探測器的只有一次透射線，各種散射線均被狹縫阻擋，其輻射強度不受散射線影響，稱之為窄束射線。射線為受準直，貫穿物體后的射線強度受散射線影響，稱之為寬束射線。射線的“色”的概念是從可見光中的顏色和波長的關系引伸而來，把單一波長的射線稱為“單色射線“，把多個線譜混合的射線稱為“多色射線”把連續(xù)波長的射線稱為“白色射線”。試分別敘述窄束單色X射線、窄束連續(xù)X射線和寬束連續(xù)X射線的衰減規(guī)律。答：射線穿透物質(zhì)時，其強度按指數(shù)規(guī)律衰減。對窄束單色射線，其強度衰公式為：I=I0e-^T式中：I—透射線強度；I0—入射線強度;〃一線衰減系數(shù)；T—穿透厚度。對于連續(xù)X射線，在穿透物質(zhì)過程中線質(zhì)會逐漸硬化，線衰減系數(shù)卩是個變量，在此情況下可用平均衰減代替。所以，連續(xù)射線的強度衰減公式為：1=10p“T對寬束射線，必須考慮散射的影響，透過物質(zhì)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〃p寬束射線強度衰減公式如下:I=Ip+ls=I0e"T(1+n)'試述射線線質(zhì)的概念，線質(zhì)一般如何表示？答：線質(zhì)是對射線穿透物質(zhì)能力的變量，穿透力較強的射線稱其線質(zhì)較硬，穿透力較弱的射線稱其線質(zhì)較軟.對單色射線,線質(zhì)可用光子能量或波長定量表示，對X射線,因其能量和波長是連續(xù)分布的，一般可用半價層、吸收系數(shù)或有效能量來定量表示。何謂X射線的有效能量？連續(xù)X射線穿透物質(zhì)后，有效能量有何變化？答:如果某一單能射線的吸收系數(shù)與X射線在特定厚度范圍內(nèi)平均吸收系數(shù)相等，便可用此單能射線的能量來表示連續(xù)X射線的平均能量，稱作有效能量。

連續(xù)X射線包含有能量不同的光子,在穿透物質(zhì)過程中,能量較低的光子較容易被物質(zhì)吸收，從而使透過物質(zhì)后，不同能量射線所占的強度幾率發(fā)生變化，低能量射線所占幾率減少，使透過射線的有效能量增大。放射性同位素衰變有那些模式？答：放射性同位素衰變主要有以下模式：a衰變：放出帶兩個正電荷的氫核卩衰變，包括：卩-衰變，放出電子,同時放出反中微子；卩+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。y衰變：放出波長很短的電磁波，內(nèi)轉(zhuǎn)換：原子核把激發(fā)能直接交給核外電子，使電子離開原子.自發(fā)裂變，原子核自發(fā)分裂為兩個或幾個原子核.何謂放射性同位素的半衰期？在射線檢測中，半衰期有何用途？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，為半衰期，用符號T1/2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，計算源的剩余強度，確定曝光時間。何謂半價層？射線檢測中，如何運用半價層？答：使入射線強度減少一半的吸收物質(zhì)的厚度稱作半價層，用符號d1/2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。計算題的衰變常數(shù)為年，求它的半衰期。解：t1/2=入=年2.已知Ir192半衰期為75天，計算它的衰變常數(shù)為多少？解：兒/2=入A=Ti/2=75=天(半衰期為33年)Y線源用了16年以后，射性強度還剩原來的百分之幾?解：A=解：A=T1/2-0.693x16=e33=0.715答：射性強度還剩原來的75%。4.求管電壓為250KV的X射線機和能量為4MeV的直線加速器輻射連續(xù)X射線

的效率(設靶材均為鎢z=74,比例系數(shù)ki=x10-6)解：n=KZV250kVn=KZV=xl0-6x74x250(kV)=%4MeV(4000(kv)n=KZV=x10-6x74x4000(kV)=%已知CO6oy源輻射兩種能量的光子,一種是，另一種是，求它的波長分別為多少(nm)?nm;nm解：入=V(keV)=1170(keV)=入=V(keV)=1330(keV)=當X射線管的管電壓為150KV時,產(chǎn)生的X射線的最短波長為多少?假如連續(xù)X射線最大強度所對應的波長為最短的波長的倍,求最大強度處的光子能量為多少？nm；100keV)解：入?二V(kV)=150(kV)=minE=X)=x=100keVmin能量為250KV的單色射線在鋼中的線衰減系數(shù)為，該射線鋼中的半價層是多少？解Tl/2="==用光子能量為的平行窄束Y射線，垂直貫穿鋁板,要使貫穿后射線強度為入射線強度的1/20,求鋁板的厚度為多少?@鋁=)解：1/20=(1/2)nn=T1/2="==所求的厚度T1/2xn=x=用光子能量為100MeV的平行窄束丫射線，垂直貫穿30mm厚鋁板，已知該射線在鋁中的半價層為，求穿透射線強度與入射線強度之比？解:30/12