射线检测中散射线的防护

    1 引言

    在射线检测中，为了提高底片质量，一般对工艺参数进行综合考虑、合理优化，但仅考虑工艺参数是不够的，还要考虑到散射线的防护问题。散射线是影响射线检测灵敏度的大敌，它会降低底片对比度、清晰度，因此我们必须认识它、了解它、预防它。

    射线在穿透物质过程中与物质相互作用会产生吸收和散射，其中散射主要是由康普顿效应造成的。下面分别以散射线的特性、产生、危害、影响因素和防护措施五个方面加以讨论。

    2 散射线的产生、特性及危害

    2.1 散射线的产生

    射线穿过物质时，会与物质发生相互作用而强度减弱，导致强度减弱的原因可分为两类，即吸收和散射。吸收是一种能量转换，光子的能量被物质吸收后变为其他形式的能量；散射会使光子的运动方向改变，其效果等于在束流中移去入射光子。由此可见，散射是射线与物质相互作用时的必然产物，它是不可避免的。

    散射线的来源是及其广泛的，可以说射线辐射路径上的所有物质都是散射源。比如试件、暗盒、桌面、墙壁、地面甚至空气。

    2.2 散射线的特性

    a. 方向不定，散射线以散射源为中心向四面八方散射，没有固定的辐射方向；

    b. 射线软，与一次射线相比，散射线的能量减小，波长变长。

    2.3 散射线的危害

    散射线的危害主要体现在对底片质量的影响，即对射线检测灵敏度的影响。散射线对检验灵敏度的影响，主要基于它辐射方向不定和射线软的特点。

    这些从四面八方来的杂乱无章的散射线照射到胶片上，必然使底片灰雾增加，降低底片的清晰度和对比度，使缺陷图像模糊不清。而这种散射线的波长较长（射线软），更容易被胶片所吸收增加其危害性。如图 1 所示，假若没有散射线的影响，一次射线 I₀穿过物体后，在底片上留下缺陷的影像将是界限分明的暗色区域 ab 部分。但由于散射线向四面八方照射，而使底片上 ab 区域周围较透明的部分也变得隐晦，造成缺陷影像轮廓模糊，严重时甚至分辨不出缺陷的存在。因而在对散射线缺乏防护的情况下，零件中的细小缺陷是不容易检查出来的。

    3 散射线的影响因素

    散射线强度的影响因素有射线能量的大小、照射物体的厚度、照射物体的形状、照射场的大小、焊缝余高高度和宽度等。

    一般来说，康普顿散射的产生是随着射线波长的减小而显著增加。当物质的原子序数减小时，如轻金属元素，其电子与原子核间的结合力较重金属元素要小得多，则容易发生康普顿散射现象。所以在检查大面积物体的细小缺陷或检查轻金属及其合金，以及在检查厚物体而使用高电压时，这种散射线的影响将更加严重。