CC BY
15
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОМЕКА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 87 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА ¡957 1.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ экспозиции
ПРИ ПРОСВЕЧИВАНИИ СТАЛИ РЕНТГЕНОВСКИМИ ЛУЧАМИ БЕТАТРОНА НА 25 МЭВ
Б. И. ГОРБУНОВ (Представлено научным семинаром физико-технического факультета)
Время экспозиции при просвечивании стального поглотителя завиап от интенсивности излучения бетатрона, жесткости генерируемого излучения, фокусного расстояния, качества и сорта рентгеновской пленки и усиливающего экрана, а также толщины испытываемого поглотителя [1,2].
Все нижеописываемые эксперименты по определению продолжительности экспозиции при просвечивании стали проводились с максимальной энергией излучения 25 Мэв при известной интенсивности излучения и заранее выбранном фокусном расстоянии.
Необходимо было сиять зависимость времени экспозиции (суммарно!! дозы) от толщины стального поглотителя для различных сортов рентгеновских пленок и усиливающих экранов.
Экспериментально сняты характеристические кривые светочувствительных слоев различных сортов пленки, засвеченных излучением жесткостью 25 Мэв за стальным поглотителем различной толщины. Снятие кривых позволило установить количественную зависимость сенситометрических параметров фотослоев пленки и от величины падающей на пленку дозы излучения, построить графики экспозиций для различных сортов пленок и экранов, а также позволило сравнить свойства различных пленок и выбрать наилучший сорт пленки для каждого конкретного случая просвечивания.
Характеристические кривые снимались для 5 сортов рентгеновской пленки: „Рентген XX", „Рентген X", „Рентген Х-5" (опытная), „Agía—Duro", „Ilford" за стальным поглотителем толщиной от 50 до 400 мм с усиливающими экранами 2113 и 2ФПФЗ.
С целью облегчения подбора экспозиций нами были определены теоретические экспозиции, необходимые для получения на пленке заданного почернения. Для этого, прежде всего, была снята зависимость коэффициента поглощения для широкого нефильтрованного пучка рентгеновских лучей от толщины поглотителя с помощью ионизационной камеры (рис. 1).
Зная коэффициенты поглощения для стального поглотителя разной толщины, а также определив из характеристических кривых, снятых без поглотителя, дозу излучения, необходимую для получения рентгеновских снимков различной плотности почернения, можно определить теооетнче-
екие дозы для получения того же почернения в случае просвечивания стальных плит [1, 2, 3].
За контрольное почернение нами были приняты почернении с илот-постью О ~ 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0.
Л1 (см1)
Рис. 1
Используя закон ослабления рентгеновских лучей Л = , можно
определить количество энергии, приходящейся на 1 г.ч'2 пленки, помещенной позади поглотителя толщиной (I см.
(1)
где Р0 — доза излучения па поверхности пленки без поглотителя,
Р — доза излучения в той же точке с поглотителем толщиной (I см.
Принимая, что почернение пленки прямо пропорционально количеству энергии, дошедшей до пленки, можно записать для одной я той же плотности почернения следующее условие:
Р . . к = соп8*. (2)
Тогда
Р,е к, (И)
откуда находим
1п(Ро) — !^=1п/г (4)
ил и
1п(Р0) : \bd-\-\nk. (4а)
Пользуясь формулой (4а) и зная к для случая засвечивания пленки без поглотителя, определяем дозы излучения, знание которых позволило построить характеристические кривые для всех сортов пленок за различной толщиной стального поглотителя. После засвечивания пленки фото-метрировались на микрофотометре МФ-4 и по результатам фотометрнро-кания строились экспериментальные характеристические кривые. Дли по-
строения каждой характеристической кривой экспонировалось от 15 до 20 пленок в интервале плотностей почернения от 0 до 3,0 на расстоянии 1 Л£.
Экспериментальные характеристические кривые, снятые для пяти сортов рентгеновской пленки, представлены на рис. 2- -5. По оси абсцисс
Рис. 2
ш?20 60801д2 2 6 8ю* 2 к 6 82 р(р)
Рис. 3
11
2,в
к.
АО tfi
t¿ 0}8 OJt о
I t J¿ 1 ? /
1 1 i 1 / /
. «Рентген X» § / Au Li i /
. «Рентген Х-fr
4 \Aafa -Duro» ПГ 0
«Hffítrí» i *
-N s /
Л : Q У • "7
• - a
0/ X i ) r • 1r*
* i #
< y л ; d^ 30 Ом м
" i i ni t Ч500мм
Г '
¿ОчО sûêOfQt 2 4 6 в/0з 2 к 6 6/04 £ pfpj
Рис. 4
/02 2 к б в/дз 2 4 6 8 fQü 2 4 6 S fQs г Pfp)
Рис. 5
отложе-ш суммарные дозы в рентгенах, по оси ординат—плотность почернения.
Полученные экспериментальные характеристические кривые позволили построить графики экспозиций.
Полученные сравнительные графики экспозиций для различных сортов пленок позволяют сравнить чувствительность различных пленок за стальным поглотителем толщиной до 500 мм (рис. 6,7). Все кривые справедливы для фокусыою расстояния, равного } м (1 = 1 .>?). По о о?
Рис. 6
Рис. 7
абсцисс отложена толщина стального поглотителя в см., по осш. ординал суммарная доза излучения в рентгенах, а также время облучения в минутах, считая интенсивность излучения, равную 60 р\мин на расстоянии одного метра. Графики экспозиций для всех сортов пленок, кроме „Рентген XXй, справедливы с применением составных усиливающих экранов типа (2ФПФЗ). Для пленки „Рентген XXй применялся экран (2ПЗ).
В практической дефектоскопии приходится встречаться с просвечиванием различных деталей, которые в значительной степени отличаются по габаритам. Кроме того, иногда требуется произвести просвечивание отдельных деталей с большой поверхностью в один приём, а также получить увеличенные снимки особо ответственных узлов. Все эти требования могут быть выполнены, если правильно выбрать фокусное расстояние для каждого конкретного случая просвечивания. Отсюда возникает необходимость знания доз излучения, а также продолжительности экспозиций при просвечивании стальных плнт различной толщины для разных фокусных расстояний.
Так как все графики экспозиций были получены при просвечивании стального поглотителя широким расходящимся пучком рентгеновских лучей, воспользовавшись законом убывания излучения распространяющегося от точечного источника [1], можно построить графика экспозиций для различных фокусных расстояний.
На рис. 8—12 приведены графики экспозиций, построенные для различных сортов рентгеновских пленок и экранов для шести значений фокусных расстояний от 75 до 300 см. Графики строились для клотногп-. почернения 0 — 2,0.
Рис. 8
При опытном просвечивании различных стальных и чугунных деталей: экспозиции определялись по приведенным выше графикам, Как показали результаты фотометрирования полученных снимков, отличие в плотностях почернения, взятых из графиков экспозиций от плотностей почернения, полученных путем фотометрирования, не составляет больше что
практически вполне допустимо.
Рис. 9
О Ю 20 30 hû Ci (смj Рис Ю
f [muh] ô:
hO Л<*М
Рь * 3
3- 2
2-
,Cs Ь
6- 3
k-3- г
6 - К j
^ -3- 2
2 -
p -6-
W cí{c«j
Выводы
1. Б результате проведенной экспериментальной работы были получены рабочие графики экспозиций для просвечивания стального поглотителя толщиной до 500 мм с помощью жесткого рентгеновского излучения с максимальной энергией ускоренных электронов на 25 Мэв.
2. Графики экспозиций построены для 5 сортов рентгеновской пленки: пЛютё.\ ^А^а-Виго", .Рентген Х-5" (опытная), „Рентген X" и „Рентген XX* о применением двух комбинаций усиливающих экранов (2ФПФЗ)
(2ПЗ).
3. Графики экспозиций построены для плотности почернения (О = 2,0) и
6 значений фокусных расстояний (от 75 до 300 см).
4. Иа графиков следует, что наибольшей чувствительностью, для случая применения экранов 2ФПФЗ* обладает пленка „ШогсГ', затем следует пленка „Ад[а-Оиго*\ „Рентген Х-5* и, наконец, „Рентген Xй. Пленку „Рентген XXм с усиливающими экранами 2ПЗ, которые дают повышенную четкость изображения дефектов, из-за малой чувствительности лучше всего применять для просвечивания стали толщиной не выше 200 мм.
ЛИТЕРАТУРА
I. Р у м г. к цен С. И.. Григ о р о в и ч 10. А. Контроль качества металлов ^-лу-чами. Металлургиздат, 1954.
2.. Таточенко Л. К., Медведев С. В. Промышленная у-дефектоскоппя. .Метэллурги;дат, 1955.
3. Трапезников А. К. Рентгенодефектосконня. Машгиз, 1948.
