
مقاله رادیوگرافی با word دارای 71 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله رادیوگرافی با word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله رادیوگرافی با word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله رادیوگرافی با word :
پرتوهای الکترومغناطیس با طول موجهای بسیار کوتاه ،یعنی پرتوهای X و ، بدرون محیطهای مادی جامد نفوذ کرده ولی تا حدی بوسیله 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 صفحه 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 بوسیله 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 ماده 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 شده 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 شده 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 محدوده 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 اشعه 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 اشعه 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 زمره 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 چشمه اشعه X یا قرار گرفته و محیط ثبت کننده (معمولاً فیلم ) نزدیک به جسم ولی در سمت مقابل چشمه 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 منطقه 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.
منابع تشعشع
بخشی از بیناب امواج الکترومغناطیس پرتوهای با بسامد بسیار بالا (طول موج کوتاه ) که متناظر با تابش های X و می باشد ، تنها بخشی از بیناب است که می تواند از اجسام جامد جامد و مات عبور نماید. امواج الکترومغناطیس را می توان به صورت یکسری کوانتایا فوتون تصور نمود که انرژی آنها بسته به بسامد موج تغییر می کند ، رابطه بین بسامد و انرژی فوتون طبق معادله کوانتمی پلانک به صورت زیر می باشد:
E =h
که E انرژی فوتون ، بسامد و h ثابت پلانک ) J.s 34- 10*625/6= h ) است. انرژی فوتونها در منطقه پرتوهای X و ، در بیناب ،از 50 تا 6 10 یا 7 10 الکترون ولت تغییر می کند. الکترون ولت (eV) واحد انرژی است و عبارت است از انرژی مورد نیاز برای حرکت دادن یک الکترون بین دو نقطه با اختلاف پتانسیل یک ولت J) 19- 10 *602/1=eV1) ،انرژی فوتونهای با بسامدهای مختلف نیز مشخص شده است.
پرتوهای X و از یکدیگر قابل تمیز نبوده و تنها تفاوت آنها روش تولیدشان است : در حالیکه پرتوهای X از بمباران هدفی با الکترونهای دارای سرعت بالا در لامپ های اشعه X حاصل می شوند، پرتوهای گاما از فرآیند واپاشی مواد رادیواکتیو تولید می شوند.
تولید اشعه X
همان طور که در پاراگراف قبل یادآور شدیم ، اشعه X از طریق بمباران سطح فلزات با پرتوهای الکترونی با انرژی زیاد تولید می شود. اجزاء اصلی یک لامپ اشعه X عبارتند از کاتد صادر کننده الکترون و آند که هر دوی آنها درون لامپ که از هوا تخلیه شده است قرار می گیرند. کاتد از یک رشته حلقوی تنگستن تشکیل شده و یک جریان الکتریکی با ولتاژ کم که از درون آن می گذرد ، باعث گزارش و صدور ترمویونیک الکترون از آن می گردد. بین کاتد و آند اختلاف پتانسیل الکتریکی زیادی برقرار است که باعث شتاب گرفتن الکترونها در فاصله بین این دو می شود . اندازه این ولتاژ معمولاً بین 50 کیلوولت و یک مگاولت می باشد.
در مجاورت کاتد یک کلاهک یا سیم پیچ کانونی کننده قرار گرفته و به عنوان یک عدسی الکترومغناطیس ، الکترونهای تابش شده از کاتد را به صورت پرتوی نازک بر مرکز آند میتاباند . آند از تکه کوچکی از ماده مورد نظر (معمولاً تنگستن ) که در یک پایه (نگهدارنده ) مسی جاسازی شده تشکیل شده است. تنگستن به این دلیل مورد استفاده قرار می گیرد که قابلیت آن برای صدور اشعه X و همچنین نقطه ذوبش بالا (3380 درجه سانتیگراد ) می باشد و می تواند دمای زیاد حاصل از برخورد الکترونها را تحمل نماید . قطعه مسی نگهدارنده آند بوسیله آب و یا روغن ،که در داخلش جریان دارد ، سرد شده و به این طریق گرمای حاصل از برخورد الکترونها در اثر رسانایی مس منتقل شده و از صدمه دیدن آند جلوگیری می شود.
حباب دربرگیرنده کاتد و آند از شیشه ،مواد سرامیکی همچون آلومینا، فلزات و یا ترکیبی از مواد ساخته می شود. اغلب لامپهای اشعه X امروزی سرامیکی – فلزی می باشند ،که در هر محدوده ای از ولتاژ از لامپهای شیشه ای – فلزی کوچکترند.
حباب تخلیه شده از هوا باید در دماهای بالا از استحکام ساختمانی خوبی برخوردار بوده و بتواند تأثیرات گرمایی مربوط به تشعشع از سطح آند و همچنین نیروهای وارد از اتمسفر مجاور را تحمل نماید. شکل حباب به ولتاژ لامپ و طرح کاتد و آند بستگی داشته و در هر حال باید در مقابل آند پنجره ای وجود داشته باشد تا پرتوهای X از لامپ خارج شوند. این پنجره از یک ماده دارای عدد اتمی پایین ساخته می شود تا میزان جذب اشعه X در آن به حداقل برسد. برای این منظور معمولاً از ورقه ای از فلز برلیم که ضخامتش 3 تا 4 میلیمتر است استفاده می شود. اتصالات الکتریکی کاتد و آند به دیواره حباب ، از نوع ذوب جوش می باشد.
لامپ اشعه X ، به منظور اطمینان از ایجاد ایمنی در مقابل شوک الکتریکی ولتاژ بالا در داخل یک محفظه فلزی که کاملاً عایق شده قرار گرفته و معمولاً دارای پریز و دو شاخه ای می باشد که قطع سریع کابلهای رابط بین لامپ و مولد ولتاژ بالا را امکان پذیر می سازد. تجهیزات رادیوگرافی قابل حمل که برای بازرسی پای کار مورد استفاده قرار می گیرند،معمولاً دارای پوسته واحدی هستند که مولد ولتاژ بالا و لامپ اشعه X را در خود جا داده و بنابراین کابل اتصال ولتاژ قوی در فضای بیرونی مجموعه وجود ندارد.
یک جریان با ولتاژ کم ،رشته تنگستن کاتد را گداخته و به طریق صدور ترمویونیک ،در اطراف آن ابرالکترونی ایجاد می نماید. هنگامی که اختلاف پتانسیل زیادی بین کاتد و آند برقرار شود، الکترونها در خلاء بین این دو شتاب گرفته و سطح آند را بمباران می کنند. پرتوالکترونی بنحوی کانونی میشود که ناحیه کوچکی از سطح آند را که به خال کانونی موسوم است مورا اصابت قرار دهد.
بخش اعظم انرژی پرتوالکترونی در برخورد با آند به حرارت تبدیل شده و بقیه آن به تابش X تبدیل می گردد، هر چه خال کانونی روی هدف (آند ) کوچکتر باشد ، تصویر رادیوگرافی حاصل از پرتو X دقیق تر خواهد بود. البته گرمایش بیش از حد آند امکان کوچک کردن خال کانونی را محدود می سازد. عملاً طراحی آند به نحوی انجام می شود که بین دو خواسته در تقابل با هم ،یعنی عمر طولانی آند و حداکثر دقت رادیوگرافی ،توافق حاصل شود. در بسیاری از موارد سطح آند نسبت به امتداد پرتوهای الکترونی شیب دار بوده و الکترونها به نحوی کانونی می شوند که تصویر خال کانونی در امتداد عمود بر پرتوها مربعی شکل و کوچک بوده در حالیکه خال کانونی روی سطح آند دراز و باریک می باشد.
در لامپهای اشعه X سه متغیر مهم وجود دارد که عبارتند از جریان رشته کاتد ، ولتاژ (اختلاف پتانسیل بین کاتد و آند ) و جریان لامپ ، تغییر جریان کاتد ،دما و بنابراین آهنگ صدور ترمویونیک الکترونها از سطح آن را تغییر می دهد. افزایش ولتاژ لامپ نیز باعث افزایش انرژی پرتوالکترونی و افزون شدن انرژی و قدرت نفوذ اشعه X حاصل از برخورد آن به آند خواهد شد. سومین متغیر ،یعنی جریان لامپ ،میزان جریان الکترونها در فاصله بین کاتد و آند است و با دمای کاتد متناسب می باشد . به جریان لامپ ،معمولاً میلی آمپر آن اطلاق می شود و شدت پرتوهای X ایجاد شده تقریباً با این کمیت متناسب می باشد.
این سیستم برای استفاده در آزمایشگاه اشعه X مناسب بوده و لامپ سرامیکی – فلزی آن ، که در درون حفاظش قرار گرفته ،بر پایه ای قابل تنظیم که تعیین موقعیت مناسب لامپ نسبت به قطعه مورد آزمایش را ممکن می سازد مستقر شده است.
بیناب اشعه X
پرتوهای حاصل از یک مولد اشعه X دارای یک طول موج مشخص نبوده و محدوده ای از طول موجها را شامل می شوند، دو فرآیند در تولید پرتوهای ایکس دخالت دارد. کندش نهایی الکترونها هنگامی که با اتمهای آند برخورد می کنند پرتوهای X با طول موجهای متفاوت تولید می کند. این تشعشع سفید و یا بیناب پیوسته بسامدها به تابش ترمزی موسوم می باشد. گذشته از این بیناب پیوسته برخورد الکترونها با اتمهای آند ممکن است باعث جابجایی الکترونها از یک لایه اتمی به لایه با انرژی بیشتر گردد که هنگام برگشت این الکترونها به لایه اصلی آنها ، انرژی ازاد شده به صورت تشعشع X با بسامد معین صادر خواهد شد. این پدیده را تحریک می نامیم و پرتوهای با بسامدهای مشخصه حاصل از آن ، شدت بسیار بیشتری در مقایسه با بیناب زمینه (پیوسته ) دارند. مواد مورد استفاده برای آند معمولاً دارای بیش از یک طول موج مشخصه (تحریکی ) می باشند ؛ ولی طول موج با بیشترین شدت تشعشع ،KA نامیده می شود.
طول موج این تابش مشخص برای آند تنگستن ½ نانومتر می باشد. تشعشع حاصل از یک لامپ اشعه X دارای طول موجی حداقل (مینیمم ) می باشد ، که مقدار آن متناسب با عکس ولتاژ لامپ است. این طول موج مینیمم (برحس نانومتر ) از رابطه زیر بدست می آید:
پرتوهای بخش با طول موج کم بیناب در رادیوگرافی از بیشترین اهمیت برخوردارند ،زیرا قابلیت نفوذ آنها بیشتر می باشد.
اندازه جریان لامپ بر توزیع طول موجهای بیناب آن تأثیری ندارد ولی شدت پرتوها را تغییر می دهد،
طول موج پرتوهای X و پارامتر بسیار مهمی به شمار می رود و قابلیت نفوذ پرتوها در مواد ،با کاهش طول موج افزایش می یابد. به عبارت دیگر ، تشعشع با طول موج کوتاه در مقایسه با پرتوهای دارای طول موج بلند ،در یک ماده معین در عمق بیشتری نفذ کرده و همچنین قابلیت نفوذ در مواد چگال تر را نیز دارا خواهد بود.
بنابراین اگر طول موج مینیمم اشعه X با ازدیاد اختلاف پتانسیل بین آند و کاتد کاهش یابد ،قدرت نفوذ آن نیز متناسب با ازدیاد ولتاژ افزایش می یابد.
ملاحظه می شود که پرتوهای حاصل از لامپ دارای ولتاژ 200 کیلوولت قابلیت نفوذ 25 میلیمتر را (در فولاد ) داشته و افزایش ولتاژ تا 1000 کیلوولت (یک مگا ولت ) این قدرت نفوذ را به حدود 125 میلیمتر می رساند. حد بالایی ولتاژ لامپ های متداول اشعه X ، عملاً در حدود 1000 کیلوولت است که انرژی فوتونهای دارای کمترین طول موج ، در بیناب حاصل از آنها ، در حدود یک میلیون الکترون ولت می باشد.
برای تولید پرتوهای X با فوتونهای دارای انرژی تا 30 میلیون الکترون ولت باید از الکترونهای پر انرژی که بوسیله ژنراتورهای واندرگراف ،شتاب دهنده های خطی و یا چشمه بتاترون تولید می شوند بهره گیری شود. قابلیت نفوذ پرتوهای X لامپهای اشعه X و چشمه های دارای انرژی بالا ، در فولاد لازم به یادآوریست که ضخامت های ذکر شده در جدول ، به بازرسی های انجام گرفته برای زمانهای پرتودهی تا چند دقیقه و فیلمهای با سرعت متوسط مربوط می باشند؛ در صورتیکه بخواهیم مقاطع ضخیم تر را بازرسی کنیم ،باید زمان آزمون را طولانی تر کرده و همچنین از فیلم با سرعت بیشتر استفاده نماییم.
چشمه های تشعشع گاما
پرتوهای گاما حاصل واپاشی هستهاتمهای مواد رادیوآکتیو بوده و به عکس بیناب پیوسته (گسترده ) حاصل از لامپ های اشعه 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 چشمه 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 چشمه تابش با ادامه 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 چشمه 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 فاصله 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 ) . اندازه ظرفیت برای هر ایزوتوپ رادیواکتیو مقدار ثابتی است . یکی دیگر از ویژگیهای چشمه های فعالیت ویژه آنهاست که بر حسب کوری برگم بیان می شود و معیاری از فعالیت واحد جرم چشمه 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. چشمه 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 ماده رادیواکتیو و همچنین استفاده 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 محفظه نگهدارنده مورد استفاده قرار می گیرد. در یکی از این انواع ، چشمه رادیواکتیو در محل ثابتی در مرکز محفظه قرار گرفته و خروج پرتوها از یک درب مخروطی که در بدنهآن تعبیه شده و می تواند کنار زده شود انجام می گیرد. از این نوع محفظه نگهدارنده ، برخی اوقات به عنوان دوربین رادیوایزوتوپ یاد می شود.
نوع دیگر محفظه 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 بوسیله 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 فاصله 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 رابطه 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 کننده 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 اشعه 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 زاویه انحراف (پخش ) و با انرژی کمتر (طول موج بیشتر ) نسبت به قبل از برخورد به راهش ادامه خواهد داد؛ طول موج ثانویه بزرگتر ممکن است در منطقه 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 زاویه 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 محاسبهنظری 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 اشعه X عملاً بیناب پیوسته ای (گسترده ای ) تولید کرده و بنابراین ، ضریب جذب مؤثر مواد برحسب گستره انرژی فوتونهای موجود در پرتوهای تابنده اصلاح می گردد. در محاسبه زمان تابش دهی ،معمولاً از ضرایب جذب تجربی استفاده می شود.
با توجه به بحث بالا ، پرتوهای خارج شده از ماده 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 اشعه X کاهش می یابد، زیرا میزان پخش فوتونهای پر انرژی متناظر با ولتاژ بالا از پخش فوتونهای کم انرژی کمتر می باشد.
