دانلود مقاله-تحقیق-پروژه-کارآموزی
مرجع کامل خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیدانلود مقاله-تحقیق-پروژه-کارآموزی
مرجع کامل خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهیمقاله درمورد رادیوگرافی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 42 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 43 |
مقاله کامل درمورد رادیوگرافی در 45 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
فهرست مطالب
پیشگفتار
کاربردهای رادیوگرافی
برخی از محدودیت رادیوگرافی
اصول رادیوگرافی
منابع تشعشع
تولید اشعه X
بیناب اشعة X
چشمه های تشعشع گاما
میراشدن تشعشع
هم ارزی رادیوگرافی
تشکیل سایه ، بزرگ شدن و اعوجاج
فیلم و کاغذ رادیوگرافی
رادیوگرافی خشک
فلورسکپی
پارامترهای پرتودهی
صفحات رادیوگرافی
علامات تشخیص هویت و نشانگرهای کیفیت تصویر
بازرسی قطعات ساده
بازرسی قطعات پیچیده
مشاهده و تفسیر رادیوگرافها
خطرات پرتوگیری
حفاظت در برابر تشعشع
اندازه گیری تشعشع دریافت شده توسط پرسنل رادیوگرافی
پیشگفتار
پرتوهای الکترومغناطیس با طول موجهای بسیار کوتاه ،یعنی پرتوهای X و ، بدرون محیطهای مادی جامد نفوذ کرده ولی تا حدی بوسیلة آنها جذب می شوند. میزان جذب به چگالی و ضخامت ماده ای که موج از آن می گذرد و همچنین ویژگیهای خود پرتوالکترومغناطیس بستگی دارد. تشعشعی را که از ماده عبور می کند می توان روی فیلم و یا کاغذ حساس آشکارسازی و ثبت نموده ، بر روی یک صفحه دارای خاصیت فلورسانس و یا به کمک تجهیزات الکترونیکی مشاهده نمود.
به بیان دقیق ، رادیوگرافی به فرآیندی اطلاق می شود که در آن تصویر بر روی یک فیلم ایجاد شود. هنگامی که تصویری دائمی بر روی یک کاغذ حساس به تابش ثبت گردد،فرآیند به رادیوگرافی کاغذی موسوم می باشد. سیستمی که در آن تصویری نامریی بر یک صفحة باردار الکترواستاتیکی ایجاد شده و از این تصویر برای ایجاد تصویر دائمی بر روی کاغذ استفاده می شود، به رادیوگرافی خشک شهرت داشته و فرآیندی که بر یک صفحه دارای خاصیت فلورسانس تصویر گذار تشکیل می دهد، فلورسکپی نامیده می شود. بالاخره هنگامی که شدت تشعشعی که از ماده گذشته بوسیله تجهیزات الکترونیکی نمایان و مشاده گردد، با فرآیند پرتوسنجی سرو کار خواهیم داشت.
به جای پرتوهای X و می توان از پرتوهای نوترون استفاده نمود ، این روش به رادیوگرافی نوترونی موسوم می باشد (به بخش 2-7 فصل 7 رجوع کنید)
هنگامی که یک فیلم رادیوگرافی تابش دیده ظاهر شود ،با تصویری روبرو خواهیم بود که کدورت نقاط مختلف آن متناسب با تشعشع دریافت شده بوسیلة آنها بوده و مناطقی از فیلم که تابش بیشتری دریافت کرده اند سیاه تر خواهند بود. همانطور که پیش از این اشاره کردیم ،میزان جذب در یک ماده تابعی از چگالی و ضخامت آن می باشد. همچنین وجود پاره ای از عیوب از قبیل تخلخل و حفره نیز بر میزان جذب تأثیر می گذارد. بنابراین ، آزمون رادیوگرافی را می توان برای بازرسی و آشکارسازی برخی از عیوب مواد و قطعات مورد استفاده قرار داد. در بکار بردن سیستم رادیوگرافی و دیگر فرآیندهای مشابه یابد نهایت دقت اعمال شود ،زیرا پرتوگیری بیش از حد مجاز می تواند نسوج بدن را معیوب نماید.
کاربردهای رادیوگرافی
ویژگیهایی از قطعات و سازه ها را که منشأ تغییر کافی ضخامت یا چگالی باشند، می توان به کمک رادیوگرافی آشکارسازی و تعیین نمود. هر چه این تغییرات بیشتر باشد آشکارسازی آ“ها ساده تر خواهد بود ،تخلخل و دیگر حفره ها و همچنین ناخالصیها – به شرط آنکه چگالیشان متفاوت با مادة اصلی باشد . از جمله اصلی ترین عیوب قابل تشخیص با رادیوگرافی به شمار می روند. عموماً بهترین نتایج بازرسی هنگامی حاصل خواهد شد که ضخامت عیب موجود در قطعه ، در امتداد پرتوها ، قابل ملاحظه باشد. عیوب مسطح از قبیل ترکها ،به سادگی قابل تشخیص نبوده و امکان آشکارسازی آنها بستگی به امتدادشان نسبت به امتداد تابش پرتوها خواهد داشت. هر چند که حساسیت قابل حصول در رادیوگرافی به عوامل گوناگونی بستگی پیدا می کند ؛ ولی در حالت کلی اگر ویژگی مورد نظر تفاوت میزان جذب 2درصد یا بیشتر ،نسبت به محیط مجاور ،را به همراه داشته قابل تشخیص خواهد بود.
رادیوگرافی و بازرسی فراصوتی (به فصل 5 رجوع کنید ) روشهایی هستند که معمولاً برای آشکارسازی موفقیت آمیز عیوب درونی و کاملاً زیر سطحی مورد استفاده قرار می گیرند. البته باید توجه دشات که کاربرد آنها به همین مورد محدود نمی کگدرد. این دو روش را می توان مکمل همدیگر دانست ، زیرا در حالیکه رادیوگرافی برای عیوب غیر مسطح مؤثرتر می باشد، روش فراصوتی نقایص مسحط را راحت تر تشخیص می دهد.
تکنیکهای رادیوگرافی غالباً برای آزمایش جوش و قطعات ریختگی مورد استفاده قرار می گیرد و در بسیاری از موارد ، از جمله مقاطع جوش و ریختگی های ضخیم سیستم های فشار بالا (مخازن تحت فشار ) ،بازرسی با رادیوگرافی توصیه می شود. همچنین می توان وضعیت استقرار و جاگذاری صحیح قطعات مونتاژ شدة سازه ها را به کمک رادیوگرافی مشخص نمود. یکی از کاربردهای بسیار مناسب به جای این روش ، بازرسی مجموعه های الکتریکی و الکترونیکی برای پیدا کردن ترک ، سیمهای پاره شده ، قطعات اشتباه جاگذاری شده یا گم شده و اتصالات لحیم نشده است. ارتفاع مایعات در سیستم های آب بندی شدة حاوی مایع را نیز می توان با روش رادیوگرافی تعیین نمود.
هر چند روش رادیورگرافی را می توان برای بازرسی اغلب مواد جامد بکار برد، ولی آزمایش مواد کم چگالی و یا بسیار چگال می تواند با مشکلاتی همراه باشد. مواد غیر فلزی و همچنین فلزات آهنی و غیر آهنی ،در محدودة وسیعی از ضخامت ، را می توان با این تکنیک بازرسی کرد. حساسیت روشهای رادیوگرافی به پارامترهای چندی از جمله نوع و شکل قطعه و نوع عیوب آن بستگی دارد. این عوامل در بخشهای زیرین مورد توجه قرار خواهد گرفت.
مقاله بررسی جامع رادیوگرافی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 3 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 34 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 43 |
مقاله بررسی جامع رادیوگرافی در 43 صفحه ورد قابل ویرایش
پیشگفتار
پرتوهای الکترومغناطیس با طول موجهای بسیار کوتاه ،یعنی پرتوهای X و ، بدرون محیطهای مادی جامد نفوذ کرده ولی تا حدی بوسیلة آنها جذب می شوند. میزان جذب به چگالی و ضخامت ماده ای که موج از آن می گذرد و همچنین ویژگیهای خود پرتوالکترومغناطیس بستگی دارد. تشعشعی را که از ماده عبور می کند می توان روی فیلم و یا کاغذ حساس آشکارسازی و ثبت نموده ، بر روی یک صفحه دارای خاصیت فلورسانس و یا به کمک تجهیزات الکترونیکی مشاهده نمود.
به بیان دقیق ، رادیوگرافی به فرآیندی اطلاق می شود که در آن تصویر بر روی یک فیلم ایجاد شود. هنگامی که تصویری دائمی بر روی یک کاغذ حساس به تابش ثبت گردد،فرآیند به رادیوگرافی کاغذی موسوم می باشد. سیستمی که در آن تصویری نامریی بر یک صفحة باردار الکترواستاتیکی ایجاد شده و از این تصویر برای ایجاد تصویر دائمی بر روی کاغذ استفاده می شود، به رادیوگرافی خشک شهرت داشته و فرآیندی که بر یک صفحه دارای خاصیت فلورسانس تصویر گذار تشکیل می دهد، فلورسکپی نامیده می شود. بالاخره هنگامی که شدت تشعشعی که از ماده گذشته بوسیله تجهیزات الکترونیکی نمایان و مشاده گردد، با فرآیند پرتوسنجی سرو کار خواهیم داشت.
به جای پرتوهای X و می توان از پرتوهای نوترون استفاده نمود ، این روش به رادیوگرافی نوترونی موسوم می باشد (به بخش 2-7 فصل 7 رجوع کنید)
هنگامی که یک فیلم رادیوگرافی تابش دیده ظاهر شود ،با تصویری روبرو خواهیم بود که کدورت نقاط مختلف آن متناسب با تشعشع دریافت شده بوسیلة آنها بوده و مناطقی از فیلم که تابش بیشتری دریافت کرده اند سیاه تر خواهند بود. همانطور که پیش از این اشاره کردیم ،میزان جذب در یک ماده تابعی از چگالی و ضخامت آن می باشد. همچنین وجود پاره ای از عیوب از قبیل تخلخل و حفره نیز بر میزان جذب تأثیر می گذارد. بنابراین ، آزمون رادیوگرافی را می توان برای بازرسی و آشکارسازی برخی از عیوب مواد و قطعات مورد استفاده قرار داد. در بکار بردن سیستم رادیوگرافی و دیگر فرآیندهای مشابه یابد نهایت دقت اعمال شود ،زیرا پرتوگیری بیش از حد مجاز می تواند نسوج بدن را معیوب نماید.
کاربردهای رادیوگرافی
ویژگیهایی از قطعات و سازه ها را که منشأ تغییر کافی ضخامت یا چگالی باشند، می توان به کمک رادیوگرافی آشکارسازی و تعیین نمود. هر چه این تغییرات بیشتر باشد آشکارسازی آ“ها ساده تر خواهد بود ،تخلخل و دیگر حفره ها و همچنین ناخالصیها – به شرط آنکه چگالیشان متفاوت با مادة اصلی باشد . از جمله اصلی ترین عیوب قابل تشخیص با رادیوگرافی به شمار می روند. عموماً بهترین نتایج بازرسی هنگامی حاصل خواهد شد که ضخامت عیب موجود در قطعه ، در امتداد پرتوها ، قابل ملاحظه باشد. عیوب مسطح از قبیل ترکها ،به سادگی قابل تشخیص نبوده و امکان آشکارسازی آنها بستگی به امتدادشان نسبت به امتداد تابش پرتوها خواهد داشت. هر چند که حساسیت قابل حصول در رادیوگرافی به عوامل گوناگونی بستگی پیدا می کند ؛ ولی در حالت کلی اگر ویژگی مورد نظر تفاوت میزان جذب 2درصد یا بیشتر ،نسبت به محیط مجاور ،را به همراه داشته قابل تشخیص خواهد بود.
رادیوگرافی و بازرسی فراصوتی (به فصل 5 رجوع کنید ) روشهایی هستند که معمولاً برای آشکارسازی موفقیت آمیز عیوب درونی و کاملاً زیر سطحی مورد استفاده قرار می گیرند. البته باید توجه دشات که کاربرد آنها به همین مورد محدود نمی کگدرد. این دو روش را می توان مکمل همدیگر دانست ، زیرا در حالیکه رادیوگرافی برای عیوب غیر مسطح مؤثرتر می باشد، روش فراصوتی نقایص مسحط را راحت تر تشخیص می دهد.
تکنیکهای رادیوگرافی غالباً برای آزمایش جوش و قطعات ریختگی مورد استفاده قرار می گیرد و در بسیاری از موارد ، از جمله مقاطع جوش و ریختگی های ضخیم سیستم های فشار بالا (مخازن تحت فشار ) ،بازرسی با رادیوگرافی توصیه می شود. همچنین می توان وضعیت استقرار و جاگذاری صحیح قطعات مونتاژ شدة سازه ها را به کمک رادیوگرافی مشخص نمود. یکی از کاربردهای بسیار مناسب به جای این روش ، بازرسی مجموعه های الکتریکی و الکترونیکی برای پیدا کردن ترک ، سیمهای پاره شده ، قطعات اشتباه جاگذاری شده یا گم شده و اتصالات لحیم نشده است. ارتفاع مایعات در سیستم های آب بندی شدة حاوی مایع را نیز می توان با روش رادیوگرافی تعیین نمود.
هر چند روش رادیورگرافی را می توان برای بازرسی اغلب مواد جامد بکار برد، ولی آزمایش مواد کم چگالی و یا بسیار چگال می تواند با مشکلاتی همراه باشد. مواد غیر فلزی و همچنین فلزات آهنی و غیر آهنی ،در محدودة وسیعی از ضخامت ، را می توان با این تکنیک بازرسی کرد. حساسیت روشهای رادیوگرافی به پارامترهای چندی از جمله نوع و شکل قطعه و نوع عیوب آن بستگی دارد. این عوامل در بخشهای زیرین مورد توجه قرار خواهد گرفت.
برخی از محدودیت رادیوگرافی
هر چند بازرسی غیر مخرب به روش رادیوگرافی تکنیکی بسیار مفید برای آزمون مواد به حساب می آید ،ولی دارای محدودیتها و معایبی نیز هست.هزینه های مرتبط با رادیوگرافی در مقایسه با دیگر روشهای غیر مخرب بالا می باشد ؛ میزان سرمایه گذای ثابت برای خرید تجهیزات اشعه X زیاد بوده و بعلاوه ، فضای قابل ملاحظه ای برای آزمایشگاه که تاریکخانه نیز بخشی از آنست مورد نیاز است . هزینه سرمایه گذاری برای منابع اشعة X قابل جابجایی که برای بازرسی های «درجا» مورد استفاده قرار می گیرند بسیار کمتر ؛ ولی به تاریکخانه و فضای تفسیر فیلم نیاز خواهد بود.
هزینه های عملیاتی رادیورگافی نیز بالا می باشد ،زمان سوار کردن و تنظیم دستگاهها معمولاً طولانی بوده و ممکن است بیش از نصف کل زمان بازرسی را در برگیرد. رادیوگرافی پای کار قطعات و سازه ها ممکن است فرآیندی طولانی باشد، زیرا تجهیزات قابل جابجایی اشعه X دارای پرتوهای کم انرژی بوده و چشمه های قابل جابجایی اشعة نیز ،به همین ترتیب ، شدت نسبتاً کمی دارند زیرا منابع پر انرژی احتیاج به حفاظ های سنگینی داشته و بنابراین عملاً قابل انتقال نخواهند بود.
با توجه به این عوامل ،رادیوگرافی پای کار به ضخامت های تا 75 میلیمتر فولاد یا معادل آن محدود می گردد؛ در اینحال نیز آزمایش مقاطع ضخیم ممکن است تا چند ساعت طول کشد . در اینگونه موارد ممکن است پرسنل واحد مورد بازرسی برای مدتی طولانی مجبور به ترک محل گردند ،که این عامل را نیز باید در زمرة معایب این تکنیک بازرسی به حساب آورد.
هزینه های عملیاتی فلورسکپی اشعه X ، در مقایسه با رادیوگرافی ،بسیار کمتر می باشد. زمان تنظیم و سوارد کردن تجهیزات بسیار کوتاهتر و زمان تابش دهی نیز معمولاً کوتاه بوده و نیازی به آزمایشگاه ظهور فیلم نیست.
یکی دیگر از جنبه های هزینه زای رادیوگرافی لزوم حفاظت پرسنل از اثرات سوء پرتوها می باشد. در این خصوص باید تمهیدات ایمنی مورد لزوم به طور کامل برای پرسنل مستقیماً مرتبط با بازرسی و همچنین آنهایی که در اطراف محل رادیوگرافی کار می کنند مورد توجه قرار گیرد.
همان طور که یادآوری شد ،جملگی عیوب را نمی توان به روش رادیوگرافی ردیابی کرد؛ مثلاً ترک ها تنها در حالی قابل تشخیص خواهند بود. که در امتداد تابش پرتوها قرار گیرند؛ حتی در این حالت هم ترکهای ریز امکان مخفی شدن را خواهند داشت . عیوب تورقی فلزات نیز غالباً با رادیوگرافی قابل تشخیص نمی باشند.
اصول رادیوگرافی
در آزمون رادیوگرافی ، جسم مورد آزمایش در مسیر پرتوهای صادره از چشمة اشعة X یا قرار گرفته و محیط ثبت کننده (معمولاً فیلم ) نزدیک به جسم ولی در سمت مقابل چشمة تابش کننده قرار می گیرد.
پرتوهای X و را نمی توان مانند شعاعهای نوری کانونی کرد و از این رو ، در بسیاری از موارد ، تابش های صادر شده از چشمه در مسیری مخروطی حرکت می کنند. برخی از شعاعهای تابیده شده به جسم ، در آن جذب شده و گروهی دیگر پس از عبور از آن ، بر روی فیلم تصویری غیر قابل رؤیت که احتیاج به ظهور دارد تشکیل خواهند داد. در حالیکه جسم دارای عیبی با ضریب جذب متفاوت با آن باشد ،میزان تشعشع رسیده به فیلم در مسیر عیب با نقاط اطراف آن که پرتوهای گذشته از مناطق سالم را دریافت کرده اند متفاوت بوده و بنابراین فیلم ظاهر شده ، در منطقة مربوط به عیب دارای تفاوت رنگ خواهد بود. منطقه مذکور ممکن است دارای چگالی رنگ کمتر یا بیشتر از محیط مجاور خود (بسته به نوع عیب و قابلیت جذب نسبی آن ) باشد.
فیلم ظاهر شده تصویری دو بعدی از یک جسم سه بعدی می باشد که ممکن است از نظر اندازه و شکل ،در مقایسه با جسم ، دچار اعوجاج شده باشد. موقعیت مکانی عیب درون قطعه را با یک بار رادیوگرافی نمی توان مشخص کرد، بلکه لازم است جسم از چند زاویه مختلف رادیوگرافی شده و به این طریق موقعیت عیب آن در مقایسه با ضخامت قطعه تعیین گردد.
چشمه های تشعشع گاما
پرتوهای گاما حاصل واپاشی هستة‌اتمهای مواد رادیوآکتیو بوده و به عکس بیناب پیوستة (گستردة ) حاصل از لامپ های اشعة X ، تابش کننده های یک یا چند طول موج که هر یک از فوتونهای مشخص و با انرژی معین تشکیل شده ، تولید می کنند . رادیوم که یک عنصر رادیواکتیو طبیعی است، مدتها به عنوان تابش کننده در رادیوگرافی مورد استفاده قرار می گرفت ؛ ولی امروزه بیشتر از رادیوایزوتوپهای حاصل از رآکتورهای هسته ای استفاده می شود. ایزوتوپهایی که معمولاً به عنوان چشمة تابش کننده در رادیوگرافی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از سزیم 137 ،کبالت 60 ، ایریدیم 192 و تالیوم 170 (اعداد معرف عدد جرمی هسته های رادیواکتیو می باشند).
شدت تشعشع ساطع شده از یک چشمة تابش با ادامة واپاشی هسته های ناپایدار به طور پیوسته کاهش می یابد، آهنگ واپاشی به طور نمایی و طبق رابطه زیر نسبت به زمان کم می شود:
که I شدت تشعشع نخستین ،It شدت در زمان t و k ضریبی است ثابت که به اتم های متلاشی شونده بستگی دارد . یکی از ویژگیهای مهم هر ایزوتوپ رادیواکتیو نیمه عمر آن می باشد ، این مدت عبارت از زمانی است که شدت تشعشع به نصف میزان اولیه آن کاهش می یابد. بعد از دو نیمه عمر ، شدت تشعشع به 4/1 مقدار اولیه و پس از سه نیمه عمر به 8/1 آن کاهش می یابد و الی آخر . اگر نیمه عمر T?و شدت تابش در زمان T نیز It باشد ، می توان نوشت :
بنابراین :
و یا : KT=Ln2
و بالاخره
یکی دیگر از ویژگیهای هر چشمة تابش قدرت آن است ، که بر حسب کوری اندازه گیری می شود ، و عبارتست از تعداد فروپاشیهای اتمی در واحد زمان (یک ثانیه ) . قدرت چشمه نیز به طور نمایی نسبت به زمان کاهش یافته و در هر زمان می توان آن را از رابطه زیر به دست آورد:
S0e -kt= S t
شدت تشعشع که ،معمولاً بر حسب رونتگن در ساعت و در فاصلة یک متری از چشمه اندازه گیری می شود ،عبارتست از قدرت چشمه ( بر حسب کوری ) ضربدر ظرفیت تشعشع ( برحسب رونتگن در ساعت در فاصله یک متری بر کوری ) . اندازة ظرفیت برای هر ایزوتوپ رادیواکتیو مقدار ثابتی است . یکی دیگر از ویژگیهای چشمه های فعالیت ویژة آنهاست که بر حسب کوری برگم بیان می شود و معیاری از فعالیت واحد جرم چشمة رادیواکتیو است .
چشمه های رادیوآکتیو تجارتی معمولاً ماهیت فلزی دارند،البته نمکهای شیمیایی و گازهای جذب شده بر سطح کربن نیز ممکن است به عنوان چشمه مورد استفاده قرار گیرند. چشمة تابش کننده در حفاظ نازکی از مثلاً آلومینیوم یا فولاد زنگ نزن قرار گرفته و به این طریق از در معرض قرار گرفتن و نشت مادة رادیواکتیو و همچنین استفادة نادرست و خطرزای آن جلوگیری می شود. این منبع لفاف شده ، درون محفظه ای فولادی که دارای پوشش سربی است قرار داده می شود. معمولاً دو نوع محفظة نگهدارنده مورد استفاده قرار می گیرد. در یکی از این انواع ، چشمة رادیواکتیو در محل ثابتی در مرکز محفظه قرار گرفته و خروج پرتوها از یک درب مخروطی که در بدنة‌آن تعبیه شده و می تواند کنار زده شود انجام می گیرد. از این نوع محفظة نگهدارنده ، برخی اوقات به عنوان دوربین رادیوایزوتوپ یاد می شود. نوع دیگر محفظة نگهدارنده ،دارای کنترل راه دور از نوع مکانیکی یا پنوماتیک می باشد که بازکردن درب محفظه ، خارج کردن چشمه از آن و قراردادنش روی لوله ای تلسکوپی را به عهده دارد. پس از کامل شدن زمان تابش ، می توان چشمه را به داخل محفظه برگشت داده و درب آن را نیز بوسیلة کنترل کننده بست. این نوع چشمه ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. زیرا کنترل از راه دور به اپراتور دستگاه امکان می دهد که در فاصلة امن و دور از تابش اشعه قرار گیرد ؛ مزیت دیگر این نوع منابعی تابشی این است که پرتوها در تمام جهات پخش شده و می توان چشمه را در مرکز یک آزمایشگاه حفاظ دار قرار داده و تعداد زیادی از قطعات ،مثلاً تولیدات یک تک بار ریخته گری ،را که دورادور آن قرار گرفته اند به طور همزمان رادیوگرافی کرد.
میراشدن تشعشع
پرتوهای X و با اتمهای محیطی که از آن می گذرند ، منجمله هوا ، برخورد کرده و تاحدی تضعیف می شوند. در حقیقت تفاوت همین میراشدن در محیطهای مختلف است که رادیوگرافی را به عنوان یک روش بازرسی مورد توجه قرار داده است. (درجه آهنگ ) میراشدن تشعشع به عوامل مختلفی از قبیل چگالی و ساختار محیط و همچنین نوع ، شدت و انرژی فوتونهای پرتوها بستگی دارد.
شدت تشعشعی که از یک محیط همگن می گذرد به طور نمایی نسبت به ضخامت محیط کاهش می یابد ،این وابستگی را می توان به صورت رابطة I=I0e-ut نوشت که I شدت پرتوهای خارج شده از محیط ،0 I شدت پرتوها در هنگام ورود به محیط ،t ضخامت محیط و پارامتری است که به ویژگیهای محیط بستگی داشته و به ضریب جذب خطی موسوم می باشد. اندازه در تمام شرایط ثابت نبوده و برحسب انرژی فوتونهای پرتو تغییر می کند. ضریب جذب مواد برخی اوقات برحسب ضریب جذب جرمی و به صورت بیان می گردد، که چگالی ماده می باشد. همچنین می توان این ضریب را بر حسب سطح جذب کنندة مؤثر در یک اتم تعریف کرد ،که در اینحالت ضریب جذب اتمی یا مقطع جذب اتمی نامیده میشود. از تقسیم ضریب جذب خطی بر تعداد اتمهای موجود در واحد حجم حاصل می شود و معمولاً بر حسب بارن بیان می گردد ( یک بارن = 22-10 میلیمتر مربع است).
فوتونهای اشعة X یا به چند طریق می توانند با اتمهای یک محیط وارد کنش متقابل شوند. مهمترین این تأثیرات متقابل عبارتست از اثر فتوالکتریک ،پراکندگی ریلی ، پراکندگی کامپتون و تولید زوج در اثر فتوالکتریک فوتون در برخورد با اتم پیوند بین آن و یک الکترون مداری را می شکند؛ اگر انرژی فوتون بیشتر از استحکام پیوند باشد مازاد آن به صورت انرژی حرکتی الکترون جذب خواهد شد. اثر یاد شده برای عناصر با عدد اتمی پایین و فوتونهای با انرژی در حد 100 کیلو الکترون ولت قابل صرفنظر می باشد ؛ ولی هنگامی که برخورد بین عناصر سنگین تر و فوتونهای با انرژی تا 2 میلیون الکترون ولت صورت گیرد ،بخش اعظم جذب مربوط به اثر فتوالکتریک خواهد بود.
پراکندگی ریلی ، برخوردی ،برخوردی است که تنها فوتون را از مسیر اولیه منحرف ساخته و با کاهش انرژی فوتون و صدور الکترون همراه نمی باشد. هر چه انرژی فوتونهای برخورد کننده بیشتر باشد، زاویه انحراف کوچکتر خواهد بود. در پراکندگی کامپتون فوتون تابنده بخشی از انرژی خود را صرف کندن یکی از الکترونهای اتم از مدارش کرده و خود آن نیز تحت یک زاویة انحراف (پخش ) و با انرژی کمتر (طول موج بیشتر ) نسبت به قبل از برخورد به راهش ادامه خواهد داد؛ طول موج ثانویة بزرگتر ممکن است در منطقة قابل رؤیت بیناب الکترومغناطیس قرار گیرد. بالاخره تولید زوج در حالی اتفاق می افتد که انرژی فوتون های تابنده از یک میلیون الکترون ولت تجاوز نماید؛ در این فرآیند هرفوتون جذب شده دو فوتون با انرژی کمتر ایجاد می کند.
جذب کلی عبارتست از مجموع جذب ناشی از پخش (پراکندگی ) در اثر وقع چهارفرآیند بالا . در این پدیده ها هر فوتونی که پراکنده شود ، ولو اینکه زاویة انحراف آن کوچک هم باشد ، به عنوان یک فوتون جذب شده به حساب آمده و از همین رو پخش مذکور به جذب پرتو باریک موسوم می باشد. در عمل و برای جذب پرتو پهن ،فوتونهایی که در زاویه های کوچک منحرف می شوند حذف نشده بلکه معمولاً بر شدت پرتوهای مستهلک شونده می افزایند. به عبارت دیگر ،ضریب جذب پرتو پهن هر ماده کوچکتر از همین پارامتر برای جذب پرتو باریک می باشد.
در محاسبة‌نظری ضریب جذب فرض می شود که پرتوها تک فام بوده و به بیان دیگر ،فوتونها دارای انرژی و بنابراین طول موج مساوی باشند. در حالیکه هر لامپ اشعة X عملاً بیناب پیوسته ای (گسترده ای ) تولید کرده و بنابراین ، ضریب جذب مؤثر مواد برحسب گسترة انرژی فوتونهای موجود در پرتوهای تابنده اصلاح می گردد. در محاسبة زمان تابش دهی ،معمولاً از ضرایب جذب تجربی استفاده می شود.
با توجه به بحث بالا ، پرتوهای خارج شده از مادة مورد بازرسی شامل شعاعهای مستقیم ولی نسبتاً مستهلک شده و همچنین شعاعهای پراکنده شده می باشد. نسبت شدت تشعشع پراکنده شده به شدت پرتوهای مستقیم ، به ضریب پراکندگی موسوم است. شعاعهای منحرف شده در نمایان ساختن جزئیات نمونه مورد آزمایش سهمی نداشته و بر عکس ،از طریق کاهش کنتراست فیلم از کیفیت تصویر کاسته و مانع از ظاهر شدن جزئیات نمونه بر روی فیلم رادیوگرافی می شوند. ضریب پخش با افزایش ضخامت قطعه بیشتر شده ولی با ازدیاد ولتاژ لامپ اشعة X کاهش می یابد، زیرا میزان پخش فوتونهای پر انرژی متناظر با ولتاژ بالا از پخش فوتونهای کم انرژی کمتر می باشد.
بنابراین به منظور دستیابی به کنراست و دقت بیشتر ،بهتر است از پرتوهای با طول موج کوتاه یا انرژی بالا (پرتوهای X سخت ) استفاده شود. بخشی از بیناب که دارای طول موجهای بالاست انجام می گیرد ؛ انتخاب بهینة صافی مستلزم بررسی ضخامت و جنس قطعة مورد آزمایش ، نوع فیلم و همچنین ولتاژ و جریان لامپ می باشد. به کارگیری مواد دارای عدد اتمی بالا – به عنوان صافی – دقت تصویر رادیوگرافی را افزایش می دهد، ولی اینکار مترادف با طولانی شدن زمان تابش دهی و نهایتاً افزایش هزینة بازرسی خواهد بود زیرا شدت پرتوهای رسیده به قطعة تحت آزمون نیز در حد قابل ملاحظه ای کاهش خواهد یافت.
افزودن ولتاژ لامپ معمولاً کیفیت تصویر را بدون افزایش هزینه ارتقاء خواهد داد،این بهبود کیفیت عمدتاً از طریق کاهش چگالی مربوط به پرتوهای پراکنده ، در تصویر ، که در حال استفاده از پرتوهای X نرم (ولتاژهای پایین )حتی تا 80 درصد پرتوها را شامل می شوند ،حاصل می گردد.
هم ارزی رادیوگرافی
با افزایش انرژی پرتوهای X و وابستگی میزان جذب به ترکیب مواد جاذب کاهش می یابد. مثلاً در 150 کیلوولت ،ضخامت 1 میلی متر سرب معادل 14 میلیمتر ضخامت فولاد می باشد، ولی هنگامی که انرژی فوتونها به یک میلیون الکترون ولت افزایش یابد،یک میلیمتر ضخامت سرب تنها معادل 5 میلیمتر فولاد خواهد بود .
تشکیل سایه ، بزرگ شدن و اعوجاج
پرتوهای x و مانند امواج نوری ،در امتداد مستقیم منتشر می شوند و رابطة هندسی بین چشمه ،جسم و فیلم و یا صفحة ثبت کننده ، ویژگیهای اصلی تصویر را تعیین می کند. تصویر تشکیل شده بر یک فیلم رادیوگرافی همانند سایه تشکیل شده بر روی یک پرده از جسم ماتی است که در مسیر پرتوهای نوری قرار گرفته باشد.
ابعاد سایه جسمی که بوسیلة یک چشمه نقطه ای تحت تابش قرار گرفته است از جسم بزرگتر بوده ؛ ولی این بزرگنمایی در رادیوگرافی چندان قابل ملاحظه نمی باشد زیرا فیلم یا دیگر محیطهای ثبت کنندة تصویر معمولاً در پشت جسم و در نزدکی آن قرار می گیرند. البته اگر شکل (هندسة ) نمونة مورد آزمایش پیچیده باشد، بعضی از قسمتهای آن ممکن است در فاصلة نسبتاً دورتری از فیلم قرار گرفته و در نتیجه تصویر بزرگتری داشته باشند. در برخی موارد بزرگتر کردن تصویر می تواند به عنوان یک عامل مفید مورد توجه قرار گیرد ،زیرا جزئیاتی که در حالت عادی در آن قابل تشخیص نمی باشند ممکن است با این روش رادیوگرافی رؤیت گردند.
بیشتر چشمه های رادیوگرافی را به خاطر بزرگی شان نمی توان نقطه ای دانست . سایة حاصل از جسمی که با چشمة به ابعاد معین رادیوگرافی شود تا حدی دارای ناآشکاری هندسی می باشد و بخشی از تصویر نسبت به تمام پرتوهای تابیده شده در سایة کامل قرار می گیرد ، در حالیکه بخش محیطی تصویر در سایه کامل قرار نگرفته و برخی از پرتوها آن را تحت تابش قرار می دهند. بنابراین قسمت میانی تصویر سایه وبخش محیطی آن نیمسایه خواهد بود. اندازة ناآشکاری را می توان از طریق کم کردن فاصلة بین جسم و فیلم ،کاهش اندازة‌چشمه و یا ازدیاد فاصلة چشمه تا جسم مورد آزمایش کاهش داد.
دقت رادیوگرافی را می توان با استفاده از چشمة تابش X دارای خال کانونی بسیار کوچک ،در حد چشمگیری افزایش داد. قطر خال ممکن است به کوچکی 12 میکرون باشد؛ در نتیجه چشمه عملاً نقطه ای شده و تأثیر مربوط به نیمسایه در تصویر کاملاً منتفی خواهد شد. به این طریق می توان فاصلة نمونه تا فیلم رادیوگرافی و در نهایت ، بزرگنمایی را تا حد زیادی افزایش داد.
در عمل ،ابعاد چشمه به وسیلة اندازة قرص رادیوایزوتوپ تابش کننده یا مشخصه های لامپ اشعة X مورد استفاده تعیین می شود . فاصلة نمونه تا فیلم ناچیز بوده و در بسیاری از موارد با هم در تماس می باشند؛ بنابراین تنها پارامتر قابل تغییر فاصلة‌چشمه تا نمونه است . البته باید توجه داشت که افزایش این فاصله به طولانی شدن زمان پرتودهی منتهی خواهد شد ، لذا اپراتور دستگاه باید شرایط بازرسی را بهینه کند تا تصویر دارای وضوح بالا و ناآشکاری هندسی حداقلی بوده و در عین حال هزینه های مرتبط با طولانی شدن زمان پرتودهی نیز زیاد افزایش نیابد.