工业CT的基本构成——射线源

发布于: 2024-10-10 18:16

工业CT常用的射线源类型主要有X射线机和电子直线加速器,它们统称电子辐射发生器,产生X射线的机理大体相同,都是利用高速电子轰击靶物质的过程中,电子突然减速引起的所谓轫致辐射。除轫致辐射以外,高速电子和靶物质的内层电子作用时还可能发生一些特征辐射,不过特征辐射的能量与靶材料原子序数有关,大致在数千电子伏到数十千电子伏的范围,相对于大多数工业CT检测的射线能量来说较低,通常不用专门考虑其影响。

X射线机内是由电子枪发射出的电子简单地在电场中加速,电子到达阳极时的能量就等于阴阳两极之间的电位差,习惯上用kV表示两极之间的电位差,以便与X射线能量单位(keV、MeV)相区分。X射线机的峰值射线能量和强度都是可调的,市售X射线机的峰值射线能量范围从数十千电子伏到450keV。并且,工业CT由于内在性能的要求,对X射线机的基本要求除了合适的最高工作电压以外,还要求足够的电流强度、较小的焦点、良好的稳定性和可靠性。常见的X射线机按焦点尺寸可分为纳米射线管、微米射线管、小焦点射线管、常规焦点射线管等。

而电子直线加速器的加速原理要复杂得多,不同类型的加速器也有所不同,探伤用电子直线加速器有行波加速器和驻波加速器两种。直线加速器的峰值射线能量一般不可调,实际应用的峰值射线能量范围为 1-16eV,更高的能量虽可以达到,但主要用于有限的实验工作中。

这两种射线源有着不同的特点和适用场景。X 射线机相对来说能量调节更灵活,适用于多种对能量要求不是特别高、需要灵活调整的检测情况;电子直线加速器能产生较高能量的射线,更适合检测那些几何尺寸较大、密度较高、具有较高价值的工件,比如固体火箭发动机中高能固体燃料等的检测就会常用到电子直线加速器作为射线源。

 

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