Ứng dụng chụp ảnh bằng tia bức xạ trong công nghiệp

Chủ đề ứng dụng chụp ảnh bằng tia bức xạ trong công nghiệp Lời giới thiệu Rất nhiều thành tựu khoa học công nghệ đáng chú ý những năm gần đây có thể đưa tới những phương pháp kiểm tra không phá hủy, như kiểm tra độ khít ghép nối bên trong mà không cần cắt phá sản phẩm rất tiện dụng, đảm bảo cho chất lượng sản phẩm Kỹ thuật chụp bằng tia X hiện nay là một trong những kỹ thuật qua trọng và đa năng nhất trong các phương pháp kiểm tra không p.

Chủ đề: ứng dụng chụp ảnh tia xạ công nghiệp  Lời giới thiệu Rất nhiều thành tựu khoa học công nghệ đáng chú ý những năm gần có thể đưa tới những phương pháp kiểm tra không phá hủy, kiểm tra độ khít ghép nối bên mà không cần cắt phá sản phẩm rất tiện dụng, đảm bảo cho chất lượng sản phẩm Kỹ thuật chụp bằng tia X hiện là một những kỹ thuật qua trọng và đa nhất các phương pháp kiểm tra không phá hủy ứng dụng ngành công nghiệp hiện đại Sử dụng khả đâm xuyên của tai X và tia gamma cũng các tia có tính chất tương tự khác mà không phá hủy đặc tính sản phẩm để tạo các tấm phim cố định có thể nhìn bằng mắt về điều kiện bên sản phẩm, bao gồm các thông tin bản nhờ đó có thể đánh giá, ví dụ độ đặc cảu sản phẩm Trong riêng thập kỷ trước, hàng triệu tấm phim, ảnh x quang đã giúp nền công nghiệp đảm bảo được chất lượng thực của sản phẩm một cách đáng tin cậy, cung cấp các thông tin có ý nghĩa để giảm tai nạn và cứu sống nhiều mạng người và đã trở nên tiện ích với người sử dụng Giá trị là một tiêu chuẩn quan trọng với mọi phương pháp kiểm tra, nó nằm ở các đặc điểm tiện lợi cho người sử dụng Giá thành của phương pháp thể hiện ở máy móc vận hành hay dây chuyền sản xuất Có thể giảm giá thành bằng việc sử dụng các nguyên liệu rẻ hoặc thuê dây cuyền sản xuất Thông tin phản hồi từ người dùng giúp các kỹ sư thiết kế máy móc hoàn thiện và làm hài long khách hàng Chụp ảnh bằng tia X công nghiệp vô linh hoạt Vật thể chụp có thể nhỏ các phần của điện tử tự nhiên cho tới các bộ phận lớn của tên lửa, từ kiểm tra cấu trúc sản phẩm cho tới hầu hết các loại nguyên liệu đã biết, hay kiểm tra hình dạng của các mối hàn, khuôn đúc và các dây truyền Kiểm tra bằng ảnh tia X đã được ứng dụng cả cho các vật liệu vô và hữu cơ, chất rắn hay chất lỏng, thậm chí cả chất khí Với phạm vi ứng dụng lớn của chụp ảnh chiếu xạ, đã có nhiều tổ chức cũng các phòng thí nghiệm tia X cũng các phòng ban về chụp ảnh tia X được thành lập các nhà máy Việc kiếm tra chất lượng chụp ảnh tia X được tiến hành thường xuyên và giám sát bởi các khách hàng cũng các tổ chức chính phủ và cộng đồng kỹ thuật Để đáp ứng các đòi hỏi ngày càng cao, việc nghiên cứu lĩnh vực chụp ảnh bằng tia X tiếp tục cho các nguồn tia bức xạ mới nguồn nơ-tron và các đồng vị phóng xạ mạnh hơn, với đó là các thiết bị chụp động hơn, các máy x quang với nguồn lên tới hàng triệu volt để cho các chùm tia X có khả đâm xuyên lớn….những nhân tố này giúp chụp ảnh tia X trở nên hữu dụng ngành công nghiệp Chụp ảnh tia X là phương pháp kiểm tra không phá hủy đầu tiên, nó đã cung cấp các thông tin đáng tin cậy về sản phẩm cho hàng tram ngành công nghiệp và danh sách này ngày một tăng lên Thật khó phủ nhận lợi ích của phương pháp này với các ngành công nghiệp hiện đại Chủ đề: ứng dụng chụp ảnh tia xạ công nghiệp Chương 1: Phương pháp chụp ảnh tia xạ  Bản chất tia x Tia x là dang bức xạ điện từ (EMR), giống ánh sáng Đặc điểm bật của chúng là có bước sóng cực ngắn, khoảng 1/10000 ánh sáng mặt trời hoặc thậm chí nhỏ Đặc tính này làm cho nó có đặc điểm xuyên qua vật liệu hấp thụ hoặc phản xạ lại ánh sáng thông thường Tia x có tất cả đặc điểm ánh sáng thông thường, ở mức độ khác Ví dụ, ánh sáng mặt trời bẹ khúc xạ bởi kính, đó có thể hội tụ bởi thấu kính các vật dụng camera, kính hiển vi, kính viễn vọng hay kính đeo mắt Tia x cũng bị khúc xạ nhiên ở mức độ rất nhỏ vì vậy thí nghiệm với hiện tượng này yêu cầu rất cao Vậy nên việc hội tụ chum tia x là không thực tế Có thể phân biệt các đặc tính giữa tia x và ánh sáng mặt trời hầu hết trường hợp hiệu ứng gây rất khác Cụ thể khả đâm xuyên, đánh giá giữa tia x và tia gamma nhờ vào quang phổ  Bản chất tia gamma Tia gamma có đặc tính tương tự tia x Chúng khác về nguồn tạo Tia gamma được phát từ sự phân rã của chất phóng xạ, các đặc tính của nó người không thể kiểm soát, một số loại tia x được sinh từ các đồng vị phóng xạ radium, coban 60(con người có thể tạo ra) Trong ngành công nghiệp x quang Các đồng vị phóng xạ nhân tạo hầu hết được sử dụng riêng để làm nguồn tạo tia gamma  Tạo ảnh (bằng tia xạ) Ảnh bức xạ là tấm phim nhớ được tạo bằng cách cho tia x hoặc tia gamma xuyên qua vật thể đặt phía film Khi film được phơi sáng bởi tia x, gamma hoặc ánh sáng mặt trời gây một sự thay đổi mà mắt người không nhìn thấy được film được gọi là ảnh ẩn được sinh ở lớp nhũ tương của phim, vùng bị phơi sáng bị tối film được nhungs vào dung dịch rửa film, mức độ tối phụ thuộc vào lượng phơi sáng Sau quá trình trên, film được rửa nhẹ bồn đặc biệt, sau đó được nhúng vào bồn khác chứa dung dịch muối nhạy để làm rõ các phần sáng Sau đó film được rửa lại để loại bỏ thuốc định hình sau đó hong khô để có thể xem, cầm và lưu trữ lại quá trình có thể làm bằng tay hoặc máy tự động Hình Hình vẽ thể hiện sở của quá trình phơi sáng film Vùng tối của phim thể hiện phần mỏng dễ xuyên qua của vật thể, vùng sáng thể hiện phần có cấu trúc chắc chắn Hình 3: Sơ đồ điều chỉnh quá trình tạo ảnh x quang cơng nghiệp  Màn hình tăng cường Các loại hình ảnh phim x quang đều dễ bị hư hỏng các tác động trực tiếp, nhiên các hiệu ứng chụp có thể tăng lên đáng kể, đồng thời thời gian chiếu tia có thể gian nhiều nhờ sử dụng màn hình tăng cường liên kết với các phần của film Một dạng màn hình tăng cường gồm lá chì mỏng hoặc tấm hợp chất mỏng được bọc Dưới tác dụng của tia x hoặc gamma, lá hợp chất là một nguồn phát electron chiếu vào phim, nhờ vậy tăng tất cả các hiệu ứng chụp Một dạng khác có lớp bột huỳnh quang, ví dụ canxi vonfram trộn với chất phụ gia thích hợp phủ lên một tấm nhựa dẻo Nguyên tắc hoạt động là tấm màn chuyển phần lượng tia x thành ánh sáng Việc lựa chọn sử dụng loại màn hình nào tùy thuộc vào tình huống  Tán xạ Tất cả các loại vật liệu ngoài hấp thụ và cho qua mợt cách khơng ổn định thì cịn tán xạ các tia x có bước song dài theo mọi hướng Khi chụp x quang, film nhận các tia tán xạ từ vật thể chụp, giá film, và tất cả các vật liệu khác đường truyền tia x làm giảm đọ phân giải, sắc nét và làm mờ film Trong một số trường hợp, tấm lọc bằng đồng hoặc chì đặt giữa ống tia và vật chụp hoặc giữa vật cần chụp và film làm giảm tác động tia tán xạ lên film Một tấm chắn bằng chì để giới hạn cường độ chiếu của chum tia sơ cấp cũng có tác dụng giảm thiểu tán xạ  Các loại film Có rất hiều loại film đã được thiết kế một số loại dùng tốt có tấm lọc chì, một số loại thì không cần Một số loại khác được thiết kế riêng cho loại có màn hình tăng cường Một số loại film được quét nhũ tương cả mặt làm tăng thêm hiệu quả và giảm thời gian chụp Loại film có lớp nhũ tương (singedcoated film) thường được dùng chồng ảnh lên lớp nhũ tương, điều này gây sự phiền toái Chương 2: Nguồn tạo tia x tia gamma  Tạo tia X Tia X được tạo các electron di chuyển với tốc độ lớn va đập với vật liệu hoặc đổi hướng Trong ống tia X thông thường, một sợi đốt nung nóng tạo các electron tại cực âm của ống một hiệu điện lớn được dùng để hướng các electron tới anode hoặc bia Việc dừng lại đột ngột của electron di chuyển với tốc độ cao tại bề mặt của bia là nguyên nhân sinh bức xạ tia x Thiết kế của điện cực và ống chân không để ngăn không có dòng giữa cathode và anode cho tới sợi đốt được nung nóng đến mức cần thiết  Ống tia X Hình là sơ đồ nguyên lý các thành phần quan trọng của ống tia x Sợi đốt được nung nóng bởi mợt ng̀n có nhiều chế đợ dịng điện áp nhỏ, điển hình là máy biến Cốc hội tụ để hội tụ chùm electron một điểm nhỏ của bia được gọi là tiêu điểm Dòng electron tạo thành dịng của ớng tia và có đơn vị miliampe Nhiệt độ của sợi đốt tăng cao, cao nữa xảy hiện tượng phát xạ electron, kết quả sau nữa là tạo dịng của ớng tia Dịng ớng tia có thể điều chỉnh thơng qua các thiết bị quản lí dịng nung sợi đớt Việc này thường được thực hiện bằng một biến áp cung cấp lượng cho dịng sợi đớt Tia x đầu tỉ lệ với dịng ớng tia Phần lớn lượng cung cấp được chuyển thành nhirtj lượng tại tiêu điểm, phần nhỏ được chuyển thành tia X lượng nhiệt lớn tập trung tại một khu vực nhỏ gây áp lực lớn việc chọn vật liệu và thiết kế anode Điểm nung chảy cao của vonfram rất phù hợp cho việc làm bia ống tia Thêm nữa , khả của nguyên liệu làm điểm đích tỉ lệ với số hiệu nguyên tử Hầu hết các máy x quang công nghiệp đều có bia làm bằng vonfram  Làm mát Cho dầu lưu thông long anode là một phương pháp hiệu quả để tản nhiệt Tuy nhiên sử dụng anode đồng, đồng có độ dẫn nhiệt cao và tản nhiệt ngoài qua phần cuối của anode nên phương pháp dùng dầu không cần thiết Tiêu điểm càng nhỏ càng cho ảnh sắc nét, nhiên tiêu điểm nhỏ thì mức lượng an toàn(không gây nguy hiểm) càng thấp Các nhà sản xuất ống tia cung cấp dữ liệu dưới dạng bảng và biểu đồ khoảng điện áp (kilovoltage) và cường độ (milliamperage) an toàn có thể áp dụng với các liều thời gian chụp khác Tuổi thọ của ống tia bị giảm đáng kể không được vận hành ở cơng śt được khuyến cáo  Kích thước tiểu điểm Ngun tắc của dịng hợi tụ là tạo tiêu điểm hiệu dụng kích thước nhỏ từ tiêu điểm thực có kích thước lớn bề mặt anode Nhờ vào việc chỉnh góc giữa bề mặt anode và dịng tia tới, thường là 20 đợ, tiêu điểm hiệu dụng là phản chiêu của tiêu điểm thực Với tiêu điểm thực hình chữ nhạt dài, tiêu điểm hiệu dụng là hình vuông Hình Sơ đồ ống tia mô tả liên hệ giữa tiêu điểm thực và tiêu điểm hiệu dụng với góc chiếu 20 độ  Tác động của điện áp Mỗi khoảng điện áp được đưa vào ống tia đáp ứng các yêu cầu cho các công việc chụp x quang khác Điện áp cung cấp càng cao thì tốc độ các electron bắn vào bia cacngf cao Kết quả là làm tăng bước sóng cho tia x phát xạ làm tăng khả đâm xuyên và cường độ Cần lưu ý tới các tia x được sinh ra, ví dụ với điện áp là 200kv sinh được tất cả các tia x có bước sóng được sinh bởi điện áp 100kv với cường độ mạnh Thêm vào đó ở điện áp 200kv sinh được các tia x có bước sóng ngắn mà ở điện áp 100kv không tạo được Điện áp cao được ứng dụng tia x cần xuyên các vật liệu dày và nặng Thiết bị tạo tia x điển hình gồm sợi đốt và điện áp cung cấp lớn Năng lượng cung cấp cho sợi đốt bao gồm máy hạ áp có cách ly, biến áp hoặc c̣n chỉnh lưu để điều chỉnh dịng cung cấp cho sợi đốt Điện áp cao có thể được cung cấp bởi máy biến áp, máy biến áp tự động, thỉnh thoảng có thể cả máy chỉnh lưu Máy biến áp có thể điều chỉnh điện áp với dòng điện xoay chiều Mô hình đơn giản máy biến áp bao gồm cuộn dây cuốn quanh lõi thép được cách li với Cuộn dây nối với nguồn gọi là c̣n sơ cấp, c̣n cịn lại là c̣n thứ cấp Điện áp cuộn co quan hệ trực tiếp với sớ vịng dây Giả sử với hiệu śt 100% c̣n sơ cấp có 100 vịng và c̣n thứ cấp có 100000 vịng thì điện áp c̣n thứ cấp cao gấp 1000 lần ở sơ cấp thời điểm thì dịng c̣n dây giảm tỉ lệ với độ tăng của điện áp cuộn dây đó Máy tăp áp để cung cấp điện áp cao cho ống tia x Máy biến áp tự động là một loại biến áp đặc biệt mà điện áp có thể điều chỉnh dễ dàng Trong máy sinh tia x, máy biến áp tự động cho phép điều chỉnh điện áp sơ cấp cung cấp cho máy tăng áp Dạng sóng của điện áp cung cấp bởi máy biến áp cao tần được trình bày ở phần A của hình 6, bao gồm các xung xoay chiều Một số loại ống tia sử dụng công nghiệp được thiết kế để sử dụng điện áp từ máy biến áp cao Thông thường, điện áp cao được đưa vào máy chỉnh lưu để chuyển từ xung xoay chiều sang một chiều được minh hạo phần B của hình Một dạng máy chỉnh lưu khác có thể chuyển dạng sóng giống ở phần C hình vẽ dưới ý tưởng ban đầu dạng thì giống Trong một số trường hợp, một mạch lọc được thêm vào để làm mịn dạng sóng của điện áp, nhờ vậy mà điện áp cung cấp ổn định hơn, thể hiện ở phần D hình vẽ dưới Có rất nhiều dạng sóng điện áp có thể dùng, phụ thuộc vào thiết kế và cài đặt của máy Hình trình bày dạng sóng lý tưởng rất khó có được dùng các thiết bị thực tế Hình Dạng sóng điển hình của điện áp cho máy x quang Các ống tia có anode có dạng xi lanh được biết đến với tên ống anode que Anode của loại ống này có thể đẩy qua lại một khe hở để phù hợp với phương pháp kiểm tra Nếu bia vuông góc với dòng electron, phát xạ electron lệch Máy x quang có thể là loại cố định hoặc di động, phụ thuốc vào ứng dụng cụ thể chúng được thiết kế để làm Trong các vật cần chụp thường di chuyển được thì các máy chụp x quang thường phải đặt cớ định phịng bảo vệ để tránh xự rò rỉ bức xạ Ống tia bản thân nó thỉnh thoảng được gắn các gia cho phép di chuyển tự Với việc kiểm tra các vật cố định hoặc rất khó để di chuyển, máy x quang di động có thể được sử dụng Chúng có thể đặt băng tải để di chuyển quanh nhà máy hoặc cũng có thể là các máy có kích thước nhỏ và mỏng đủ để di chuyển các hệ thống ống lớn hoặc thậm chí tự đẩy qua các đường ống Các máy bán tự động đã được thiết kế để chụp số lượng lớn các các phần dây truyền sản xuất suốt quá trình kiểm tra kỹ thuật viên có thể xếp các phần sắp được chụp và chuyển các phần đã chụp tiết kiệm thời gian một cách đáng kể  Nguồn tia gamma Chụp với tia gamma có một số ưu điểm so với các máy đơn giản hiện có, nguồn bức xạ nén, độc lấp với nguồn lượng bên ngoài Điều này tạo điều kiện dễ dàng để kiểm tra các ống, áp suất ống và các dây chuyền khác mà việc thâm nhập vào khó khăn, vùng chụp của các kết cấu được điều khiển từ nguồn cung cấp, và các phần tiếp xúc cũng các tàu thủy Khác với máy x quang phát một dải các bước sóng, nguồn tia gamma phát các hoặc vài bước sóng riêng rẽ hình thể hiện quang phổ của của Cobalt 60 và các tia gamma chính của Iridium 192 (đường đậm nhất với quang phổ đã được phân cường độ 1.0) Hình Quang phổ gamma cobalt 60(nét liền) và tia gamma chính của Iridium (nét đứt) Lưu ý rằng các tia gamma thường được định vào các nhóm lượng của các photon riêng rẽ là theo bước sóng Đơn vị lượng được dùng là electron volt(eV)- lượng lượng tương đương động lượng cho electron đạt đượckhi giảm mức điện áp 1V Ngoài các đơn vị kiloelectron volt (1keV=1000 eV) hay hàng triệu electron volt (MeV=1000000 eV) cũng thường được sử dụng với tia gamma Một tia gamma với mức lượng 0.5 MeV có bước sóng và khả đâm xuyên tương đương phát xạ x quang bởi ống tia x hoạt động ở 500kV Lượng bức xạ sinh bởi ống tia X thức sự mềm so với tia gamma Ví dụ phát xạ từ cobalt 60 với lượng 1.17 và 1.33 MeV có khả đâm xuyên tương đương phát xạ tia X ở điện áp khoảng 2MV Để so sánh, một tia gamma có lượng 1.2 MeV có bước sóng khaongr 0.01 angstrom(A); tia gamma 120 keV có bước sóng khoảng 0.1 angstrom Bước sóng (các lượng của phát xạ) và các cường độ sinh bởi nguồn tia gamma phụ thuộc vào bản chất của vật phát xạ Vậy nên chất lượng tia phát xạ không phụ thuộc vào người vận hành Các tia gamma từ cobalt 60 có khả đâm xuyên lớn và có thể sử dụng một số trường hợp, chụp các phần thép dày tới inches hoặc tương đương Bức xạ từ các vật liệu phóng xạ khác có mức lượng thấp Ví dụ với iridium 192 phát xạ tương đương phát xạ tia x sinh bởi ống tia vận hành ở 600k Cường độ phát xạ gamma phụ thuộc vào cường độ của nguồn được sử dụng, thể hiện ở số lượng nguyên tử phân rã một giây Đơn vị đo thời gian khác là curies (1 Ci= 3.7 x 1010 s-1) Với các nguồn nhỏ, cường độ bức xạ phát tỉ lệ với mức hoạt động của nguồn curies … Một thuật ngữ thường dùng nói về nguồn bức xạ là độ phóng xạ đặc trưng, đánh giá mức độ đậm đặc của nguồn bức xạ Độ phóng xạ đặc trưng thường thể hiện bằng curies gram Với nguồn bức xạ gamma với nguyên liệu, nguồn nào có độ phóng xạ đặc trưng lớn có kích thước vật lý nhỏ Do đó nguồn có độ bức xạ đặng trưng cao tự hấp thụ phóng xạ ít Thêm nữa cho ít ảnh nhịe chụp hơn, cho phép khoảng cách ng̀n tới phim ngắn và thời gian chụp ngắn Nguồn tia gamma giảm dần hoạt tính theo thời gian, số giảm hoạt động phụ thuộc vào loại vật liệu (xem bảng II) Ví dụ cường độ bức xạ từ nguồn cobalt 60 giảm nửa khoảng năm, iridium 70 ngày Ngoại trừ radium, hiện ít được dùng Bảng II Nguyên liệu phóng xạ công nghiệp Rơn-ghen (R) là một đơn vị đặc biệt của việc chiếu tia X và tia gamma (ion hóa không khí) : R = 2.58 x 10-4 ( C/kg) (ủy ban quốc tế về đơn vị và đo lường bức xạ [ICRU] cho biết đơn vị rơn ghen dần được thay bởi đơn vị hệ SI (C/kg) khoảng trước năm 1985) Những tia gamma này kèm với điều kiện khắc nghiệt cho sự phát xạ mạnh Tỷ lệ của bức xạ này phụ thuộc vào bẩn chất hóa học và kích thước vật lý của ng̀n Việc tính toán chiếu xạ địi hỏi sự giảm dần bức xạ đầu của một nguồn tia gamma có thể thuận tiện nhờ dùng đặc tuyến bức xạ tương tự với indium 192, thể hiện ở hình Đặc tuyến bao gồm các thông tin tương tự, điểm khác biệt nhất là đặc tuyến bên trái thể hiện hoạt động ở vùng tuyến tính, đặc tuyến bên phải ở vùng logarit Loại đặc tuyến bên phải dễ vẽ Đặt điểm x là giao của nửa chu kì hoạt động chất đồng vị với đường 50 % hoạt đợng cịn lại Sau đó vẽ mợt đường thẳng từ t=0, hoạt động 100% (điểm Y) tới điểm X Hỉnh Đặc tuyến bức xạ của iridium 192 Rất khó để đưa khuyến cáo cho việc chọn phát xạ tia gamma và nồng độ của nguồn (xem hình 10) Các lựa chọn này phụ thuộc và nhiều nhân tố: mẫu cần chụp, thời gian chụp cho phép, kho thiết bị có sẵn, yêu cầu bảo hộ đo lường, thay đổi nguồn thuận tiện Giá trị được đưa ở bảng III cho ứng dụng thực tế vì vậy nhằm mục đích giáo dục đại cương, các trường hợp cụ thể phụ thuộc vào kích cỡ nguồn và yêu cầu vận hành Hình 10 Sắp xếp tia gamma điển hình tỏng cồn nghiệp Nguồn tia gamma phối hợp “máy ghi hình” và hộp chứa Bảng III-nguồn tia gamma công nghiệp và ứng dụng của chúng Số hiệu nguyên tử cua nguyên tố là số proton ở trung tâm hạt nhân, bằng với số electron bên ngoài nhân Bảng chu kì của nguyên tố được sắp theo chiều tăng của số hiệu nguyên tử Hidro có số hiệu nguyên tử 1, sắt 26, đồng 29, von fram 74, chì là 82 Chương 3: Các định luật hình học Ảnh chụp bằng tia bức xạ là một bức ảnh hình học của một vật thể Được đặt phần được tia X hoặc dòng tia gamma chiếu qua trước đó, giữa ống a nốt và phim hoặc giữa nguồn tia gamma và phim Nó sinh tự nhiên, vì vậy, sự xuất hiện của một ảnh chụp chắc chắn phụ thuộc vào quan hệ vị trí của vật thể với phim và hướng của dòng tia Vì những lý này, hiểu rõ về các định luật hình học bản là rất quan trọng để làm và hiểu việc chụp ảnh bằng tia bức xạ  Các định luật Vì tia X và tia gamma tuân theo các định luật phổ biến của quang học, sự tạo bóng của chúng có thể diễn giải bằng một phương cách đơn giản lĩnh vực quang Cần ghi nhớ ánh sáng và tia bức xạ không tương đồng hoàn toàn vì tất cả các vật thể cho tia x và tia gamma truyền qua ở mức độ khác ngoài sự tán xạ chụp ảnh bằng tia bức xạ là một vấn đề lớn quang học Tuy nhiên các định luật hình học việc tạo ảnh ở cả ánh sáng và bức xạ xuyên là Giả định ở hình 11A bên dưới, có một nguồn sáng tại điểm L chiếu xuống bìa C, một vật chắn sáng C đặt giữa nguồn sáng và tấm bìa Bóng của vật được định hình bề mặt tấm bìa Bóng của vật thể tất yếu có phần loe rộng ra, mức độ xác định thông qua liên hệ khoảng cách từ vật thể tới bìa và từ vật đó tới nguồn sáng Định luật chi phối kích thước của bóng có thể phát biểu sau: Tỉ lệ đường kính vật thể tỉ lệ với đường kính bóng tương đương tỉ lệ khoảng cách từ nguồn tới vật với từ nguồn tới bìa Biểu thức tính: S0 /S1 = D0/D1 Với S0 là kích thước vật thể, S1 là kích thước bóng D0 là khoảng cách nguồn tới vật, D1 là khoảng cách nguồn tới bìa Độ nét của bóng bìa phụ thuộc kích thước nguồn và vị trí của vật thể giữa nguồn tia và bìa Khi nguồn sáng không phải một điểm mà là một khoảng nhỏ thì bóng thi được bìa bị nhịe điểm ng̀n lại gây một bóng bìa Hình dạng của bóng cũng có thể bị phụ thuộc vào góc giữa vật và nguồn tia tới Hình 11 từ A tới F cho thấy ảnh hưởng của việc thay đổi kích thước nguồn và vị trí giữa nguồn, vật thể, và bìa Từ ví dụ bằng hình vẽ có thể thấy các trường hợp dưới phải được thực hiện để tạo hình sắc nét và chân thật nhất của vật thể: Nguồn sáng nên nhỏ gần bằng điểm s=So sánh hình 11.A và 11.C Nguồn sáng nên đặt xa vật thể So sánh 11.B và 11.C Mặt ghi (thu bóng) nên đặt gần vật nhất có thể So sánh 11.B và 11.D Các tia sáng nên được hướng vuông góc với mặt thu Xem ở hình 11.A và 11.E Mặt vật thể và mặt phằng thu nên để song song Xem hình 11.A và 11.F Hình 11 Minh họa các định luật hình học sở  Các kiểu bóng chụp ảnh tia xạ Các định luật sở về tạo bóng phải được xem xét thấu đáo để đảm bảo độ nét ưng ý và không bị nhiễu Tuy nhiên chắc chắn có sự méo dạng mọi bức ảnh thu được vì một số phân luôn nằm xa các phần khác, phần ở xa bề mặt thu ảnh có độ phóng đại lớn nhất (xem hình 11) Đồng thời cần lưu ý rằng không có méo dạng hình học 11 E Tuy nhiên, các trường hợp tương tự khác, quan hệ về không gian có thể gây nhiễu Trong hình 12, vật thể hình tròn có thể được biểu hiện dưới màn thu ảnh bởi hình tròn riêng biệt (hình 12A) hoặc bóng hình số (xem hình 12B) Có thể nhận xét rằng ảnh của cả vật thể trường hợp 12B đều có dạng hình tròn Hình 12 Hình ảnh thể hiện của vật thể hình tròn với tường hợp khác Méo dạng không thể bị triệt tiêu hoàn toàn, với khoảng cách tương quan thích hợp, nhiễu có thể bị giảm bớt tới mức chấp nhận được  Ứng dụng chụp ảnh tia xạ Ứng dụng của các định luật hình học dẫn tới quy chuẩn chung Mặc dù các luật này được diễn tả dưới thuật ngữ của phương pháp chụp ảnh với tia X nó cũng có thể áp dụng với tia gamma Tiêu điểm nên thiết kế nhỏ, có mối quan hệ xác định giữa kích thước của tiêu điểm và độ rõ nét của ảnh Ống tia với tiêu điểm lớn có khả chịu tải tốt cho ảnh không chi tiết bằng ống tia với tiêu điểm nhỏ Khoảng cách từ nguồn tia tới phim có ích cần thể hiện các chi tiết với ống tia tiêu điểm lớn Nhưng sử dụng tiêu điểm nhỏ nhất cho phép thuận lợi chụp ảnh yêu cầu cao Hình 13.B và 13.H thể hiện ảnh hưởng của kích thước tiêu điểm tới chất lượng ảnh Khi kích thước tiêu điểm tăng từ 1.5 mm(B) tới 4.0 mm(H), độ nét của ảnh bắt đầu suy giảm Điều này có thể thấy rõ điều kiện buồn tối Nên để khoảng cách giữa a nốt và bia lớn Khi chụp các vật thể dày và đậm đặc nên để khoảng cách tới nguồn lớn để giảm nhiễu các cấu trúc ở xa phim chụp kém sắc nét các phần ở gần Với khoảng cách lớn, độ nét của ảnh tăng lên và hình ảnh thu được có kích thước gần với kích thước thật của vật thể được chụp Hình 13.A tới hình 13.D thể hiện ảnh hưởng của SFD tới chất lượng của ảnh Khi SFD bị giảm từ 68 inhces (13.A) tới 12 inches (13.D) ảnh trở nên biến dạng, tới SFD = 12 inches, ảnh khơng cịn thể hiện đúng hình dạng của vật thể được chụp Điều này được thể hiện đặc biệt rõ ràng ở đường viền của hộp, phần mà sự biến dạng là lớn nhất Phim nên được để gần với vật cần chụp nhất có thể Trong thực tế, phim được đặt cát xét hoặc hộp Trong hình 13.B và 13.E, ảnh hưởng của OFD được trình bày Khi OFD tăng từ (13.b) tới inches (13.E), ảnh trở nên to và độ nét bắt đầu giảm Tương tự, tại viền của các vật thể, mức độ biến dạng là lớn nhất Chùm tia trung tâm nên được giữ trực giao với bề mặt phim nhất có thể để đảm bảo quan hệ về vị trí Cuối cùng, hình 13.F và 13.G, các ảnh hưởng của góc hướng giữa nguồn, vật và phim được tình bày Khi so sánh với 13.B, ảnh 13.F biến dạng nhiều vì mặc dù chùm tia và phim trực giao với vật thể lại nghiêng 45 độ với phim và quan hệ vị trí bị mất Khi phim được xoay lại song song với vật thể, quan hệ vị trí được tái lập và độ biến dạng giảm Hình 13 Minh họa các ảnh hưởng tới chất lượng ảnh các nhân tố hình học thay đổi  Tính tốn biến dạng hình học Chiều rộng của viền nhiễu bóng vật thể hình B, C, D được ký hiệu Ug Vì nhiễu viền có thể ảnh hưởng mạnh tới ảnh chụp nên cần thiết xác định cường độ của nó thường xuyên Từ định luật tam giác đồng dạng ta có: Với Ug là kích thước viền nhiễu, F là kích thước của nguồn phát xạ, D0 là SOD, t là OFD Khoảng cách OFD thường được lấy là khoảng cách từ mặt nguồn của mẫu tới phim Hình 14 Cấu trúc hình học xác định nhiễu Ug Lưu ý các độ dài phải ở đơn vị đo, thường là inches Hình 15 sử dụng biểu thức để tính toán Ug tương ứng với cặp chiều dày của vật mẫu và khoảng cách từ nguồn tới vật mẫu Lưu ý các đường này đều là đường thẳng phương qua gốc tọa độ nên để vẽ đường ta cần tìm điểm r kẻ đường thẳng qua gốc Hình 15 Ảnh minh họa qua hệ giữa U g với giá trị SOD và chiều daHình 15 Ảnh minh họa qua hệ giữa U g với giá trị SOD và chiều daỳ của vật thể Sử dụng nguồn có kích thước mm  Phép chiếu tiêu điểm qua lỗ nhỏ Do kích thước của nguồn phát xạ có ảnh hưởng đáng kể tới độ sắc nét của hình ảnh nên thường rất cần xác định bóng và khcs thước của tiêu điểm, thường thực hiện bằng phương pháp chụp ảnh qua lỗ nhỏ Một tấm chì mỏng có lỗ nhỏ được đặt chính giữa tiêu điểm và phim, chì được phủ cho có các tia qua lỗ nhỏ mới qua được tấm chì Tấm phim sau rửa cho hình ảnh, có thể coi tương đương về hình dạng và kích thước với tiểu điểm (xem hình 17) Nếu yêu cầu tính toán chính xác, kích thước đo được của tiêu điểm nên được giảm một khoảng bằng lần kích thước lỗ nhỏ Hình 16 Sơ đồ nguyen lý thể hiện kết quả của ảnh tiêu điểm thông qua lỗ nhỏ Phương pháp này có thể áp dụng cho ống tia có cao thể lên tới 250 kV Lớn điện áp này thì chiều dày của tấm chì cần sử dụng là rất lớn và không khả thi chiều dày tấm chì lớn thì không thể chiếu toàn bộ tiêu điểm qua lỗ nhỏ được Vậy nên phương pháp này không áp dụng được cho các máy x quang lượng quá cao cũng không áp dụng được với máy chụp bằng tia gamma Khoảng cách tiêu điểm tới phim thường là 24 inches Thời gian chụp lớn nhiều so với không sử dụng tấm chì có lượng nhỏ tia qua được lỗ nhỏ Thông thường, lỗ số 60 hoặc đầu kim là kích thước phù hợp cho mục đích thực tế Mật độ tia ở vùng ảnh ở 1.0 và 2.0 là phù hợp Nếu tiêu điểm bị chiếu quá lâu, kết quả đánh giá kích thước của tiêu điểm lớn thực tế, có thể so sánh bức ảnh hình 17 Hình 17 Ảnh chụp tiêu điểm qua lỗ nhỏ của ống tia Hình bên trái, thời gian chụp ngắn nên thể hiện ảnh của tiêu điểm, hình bên phải với thời gian dài thể hiện cả một số chi tiết của nút vonfram cũng thân anode ... ngành công nghiệp và danh sách này ngày một tăng lên Thật khó phủ nhận lợi ích của phương pháp này với các ngành công nghiệp hiện đại Chủ đề: ứng dụng chụp ảnh tia xạ công nghiệp. .. có thể tạo ra) Trong ngành công nghiệp x quang Các đồng vị phóng xạ nhân tạo hầu hết được sử dụng riêng để làm nguồn tạo tia gamma  Tạo ảnh (bằng tia xạ) Ảnh bức xạ là tấm...  Ứng dụng chụp ảnh tia xạ Ứng dụng của các định luật hình học dẫn tới quy chuẩn chung Mặc dù các luật này được diễn tả dưới thuật ngữ của phương pháp chụp ảnh với tia