CHƯƠNG 4 KỸ THUẬT GHI NHẬN ẢNH DÙNG PHIM

TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II CHƯƠNG KỸ THUẬT GHI NHẬN ẢNH DÙNG PHIM VÀ KHÔNG DÙNG PHIM 4.1 CẤU TẠO CỦA PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ Phim chụp ảnh xạ gồm có lớp dẻo dễ uốn, suốt chất dẫn suất cellulose chất tương tự Một hai mặt lớp phủ lớp nhũ tương muối bạc halogen nhạy sáng dạng huyền phù nằm lớp glatine Muối bạc halogen phân bố lớp nhũ tương dạng tinh thể mịn cấu trúc vật lý bị biến đổi trình chiếu xạ, xạ tia X, tia gamma ánh sáng nhìn thấy Về chất, biến đổi ta phát (nhìn thấy) phương pháp vật lý thông thường biến đổi gọi “ảnh ẩn” Tuy nhiên, phim xử lý tráng rửa dung dịch hoá học (được gọi thuốc hiện) xuất phản ứng tạo hạt bạc kim loại nhỏ li ti có màu đen Các hạt kim loại bạc nhỏ li ti nằm lơ lửng lớp glatine hai mặt lớp nền, tạo thành hình ảnh Hình 4.1 mô tả chi tiết cấu tạo phim chụp ảnh thông thường Lớp phủ Lớp nhũ tương Lớp glatin Lớp Lớp glatin Lớp nhũ tương Lớp phủ Hình 4.1 Cấu tạo phim chụp ảnh xạ Lớp phủ (bảo vệ) phim lớp mỏng glatine làm cứng để bảo vệ cho lớp nhũ tương nằm bên khỏi bị xước (hư hỏng) trình cầm nắm bình thường Lớp nhũ tương lớp quan trọng phim nhạy với xạ tia X, tia gamma, ánh sáng, nhiệt độ, áp suất số chất hoá học khác Lớp nhũ tương bao gồm số lượng lớn hạt bromua bạc nhỏ li ti (muối bạc halogen) dày khoảng 0.025mm, phủ lên môi trường lớp glatine Những loại phim thường chứa lượng nhỏ iodide bạc kết hợp với bromua bạc để làm tăng độ nhạy cho phim Khi xạ tương tác với lớp nhũ tương gây biến đổi cấu trúc vật lý hạt Hiệu ứng gọi “ảnh ẩn” PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 121 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Ta phát (nhìn thấy) phương pháp vật lý thông thường Lớp nằm bên lớp nhũ tương hỗn hợp chất glatine chất kết dính, để đảm bảo lớp nhũ tương mỏng dính chặt vào lớp trình xử lý tráng rửa phim Điều đặc biệt quan trọng kỹ thuật xử lý tráng rửa tự động nhiệt độ cao trình xử lý tráng rửa điều kiện vùng nhiệt đới Lớp cần thiết lớp nhũ tương nhạy mềm, dể bị nhũn thân giữ phải đặt vào lớp nhũ tương miếng đệm chắn Những miếng đệm làm thủy tinh chúng nặng, dòn dễ vỡ thay cellulose acetate Phần lớn lớp nhũ tương phim chụp ảnh xạ sử dụng phủ đệm làm chất cellulose triacetate polyester , thí dụ chất “estar” có dạng suốt, dẻo, uốn cong BẢNG 4.1 PHÂN LOẠI PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ Các đặc trưng phim Tốc độ* LOẠI I Dùng cho trình kiểm tra yêu cầu nghiêm ngặt Rất chậm sử dụng điện cao để kiểm tra vật liệu kim loại nhẹ hợp kim LOẠI II Dùng để kiểm tra vật liệu kim loại nhẹ dải điện Chậm thấp chi tiết thép nặng điện 1000 2000KV LOẠI III Có khả cho tốc độ cao nhất, sử dụng nguồn Trung gamma tia X điện cao, không dùng với bình chì (trực tiếp) có dùng với chì tăng cường LOẠI IV Có khả cho tốc độ cao độ tương phản cao Nhanh sử dụng với tăng cường huỳnh quang Độ tương phản thấp sử dụng trực tiếp với tăng cường chì Cấu trúc hạt Độ tương phản Cực kỳ mịn Cao Mịn Cao Trung bình Trung bình Trung bình Trung bình 4.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ : Phim chụp ảnh xạ sản xuất nhiều công ty khác nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng Mỗi loại phim thiết kế để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật định chúng định tình kiểm tra : (a) Mẫu vật kiểm tra, (b) loại xạ sử dụng, (c) lượng xạ, (d) cường độ xạ (e) mức độ kiểm tra yêu cầu Không loại phim có khả đáp ứng tất yêu cầu đặt lúc Do đó, công ty sản xuất loại phim khác tất loại phim có đặc trưng khác nhau, việc lựa chọn phim trình kết hợp kỹ thuật chụp ảnh xạ phim để đạt kết mong muốn Những hệ số phim phải xét đến lựa chọn phim : tốc độ, độ tương phản, dải bề dày thay đổi rộng (lattitude) độ hạt Bốn hệ số có quan hệ mật thiết với nhau; hệ số hàm gần ba hệ số Những loại phim có kích thước hạt lớn có tốc độ cao so với phim có kích thước hạt mịn Cũng vậy, loại phim có độ tương phản cao thường có kích thước hạt mịn có tốc độ chậm so với loại phim có độ tương phản thấp Ta cần phải lưu ý, độ hạt có ảnh hưởng tới độ xác định chi PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 122 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II tiết hình ảnh Đối với loại phim có độ tương phản phim có kích thước hạt nhỏ có khả phân giải chi tiết loại phim có kích thước hạt lớn Khi hình ảnh tạo ánh sáng dạng xạ khác tia gamma hay tia X, tính chất hai loại xạ sau đặc trưng khác biệt lớp nhũ tương phim sử dụng với loại xạ khác hẳn với lớp nhũ tương phim sử dụng với loại xạ khác chụp ảnh xạ Tất loại phim chụp ảnh xạ phân nhóm dựa bốn hệ số trình bày (tốc độ, độ tương phản, dải bề dày thay đổi rộng độ hạt) 4.3 ĐỘ ĐEN CỦA ẢNH CHỤP BỨC XẠ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO Một cách định lượng, mật độ quang học ảnh chụp xạ định nghĩa mức độ làm đen ảnh chụp xạ sau xử lý tráng rửa phim Ảnh chụp xạ đen ta nói độ đen ảnh chụp xạ lớn Theo cách định lượng độ đen xác định theo mối quan hệ sau : Độ đen = D = log10(I0/It) Trong : I0 = cường độ ánh sáng tới phim It = cường độ ánh sáng truyền qua phim Tỷ số I0/It gọi độ cản sáng ảnh chụp xạ ngược lại : I t/I0 gọi độ truyền ánh sáng qua ảnh chụp xạ Bảng 4.2 cường độ ánh sáng truyền qua phim nửa cường độ ánh sáng tới phim (độ truyền ánh sáng qua ảnh chụp xạ phim = 0.5) độ đen 0.3 , độ đen cường độ ánh sáng truyền qua ảnh chụp xạ phim 1/10 cường độ ánh sáng tới Độ đen ảnh chụp xa đo cách so sánh với phim chuẩn (thang độ đen) dùng thiết bị gọi máy đo độ đen BẢNG 4.2 MỐI QUAN HỆ CỦA ĐỘ ĐEN VỚI ĐỘ CHẮN SÁNG VÀ ĐỘ TRUYỀN ÁNH SÁNG QUA ẢNH CHỤP BỨC XẠ Độ đen Log (I0/It) 0.3 0.6 1.0 2.0 3.0 4.00 Độ cản sáng ảnh chụp xạ (I0/It) 10 100 1000 10000 Độ truyền ánh sáng qua ảnh chụp xạ (It/Io) 1.00 0.50 0.25 0.10 0.01 0.001 0.0001 Thang bậc độ đen bao gồm dải độ đen biết độ đen ảnh chụp xạ đo cách so sánh thang bậc độ đen dọc theo cạnh ảnh chụp xạ điều kiện soi phim Phương pháp cho độ xác phương pháp nay, dựa vào trình quan sát so sánh hai phim mắt thường Điều gây sai số lớn trình đánh giá người quan sát Những điều kiện mà phim chuẩn ảnh chụp xạ quan sát gây ảnh hưởng lớn tới kết nhận Ví dụ vùng cần đánh giá nằm trung tâm ảnh chụp xạ kích thước lớn, ta đặt phim chuẩn sát không đặt lên với vùng mà không chồng PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 123 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II phim chuẩn lên vùng khác ảnh chụp xạ Trong tình đánh giá xác Tuy nhiên, phim chuẩn sử dụng hướng dẫn hữu ích độ đen trường hợp dùng máy đo độ đen Những thiết bị gọi máy đo độ đen dựa nguyên lý quang học quang điện sử dụng để đo độ đen ảnh chụp xạ xác Các máy đo độ đen quang học thường kết hợp với thang bậc độ đen chuẩn bao trùm dải độ đen thích hợp, nghĩa từ 0.0 đến 3.0, với dải độ đen so sánh độ đen ảnh chụp xạ cần đo Những thiết bị đo độ đen quang điện sử dụng tế bào quang điện để đo trực tiếp ánh sáng truyền qua ảnh chụp xạ Giá trị xuất từ tế bào quang điện đo ampere kế nhỏ có thang chuẩn theo đơn vị độ đen Máy đo độ đen loại cho độ xác cao máy đo độ đen quang học, không gây sai số tương đối người vận hành thường bao phủ dải độ đen rộng 4.3 ĐƯỜNG CONG ĐẶC TRƯNG CỦA PHIM Đường cong đặc trưng phim, hay gọi đường cong độ nhạy đường cong D&H (sau Hurter Drifield sử dụng lần vào năm 1890), để biểu diễn mối quan hệ liều chiếu cho phim chụp ảnh xạ độ đen ảnh chụp xạ đạt sau xử lý tráng rửa Một đường cong xây dựng cách chiếu lên phim loạt liều chiếu biết trước, xác định giá trị độ đen tạo liều chiếu vẽ đường cong độ đen theo thang logarit liều chiếu tương đối (để xây dựng đường cong đặc trưng xem mục 6.5.2.1) Hình 4.2 4.3 biểu diễn đường cong đặc trưng phim điển hình cho loại phim trực tiếp (không dùng tăng cường) loại phim dùng tăng cường (các chủng loại phim xem phần 4.10) Độ đen A C Log liều chiếu tương đối Hình 4.2 Đường cong đặc trưng điển hình phim tia X, loại trực tiếp PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 124 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II F Độ đen E D A B C Log liều chiếu tương đối Hình 4.3 Đường cong đặc trưng điển hình phim tia X, tăng cường muối Liều chiếu tương đối sử dụng đơn vị thuận lợi phù hợp với tất dải điện điều kiện tán xạ, mà để biểu diễn liều chiếu chụp ảnh xạ Do vậy, liều chiếu cho phim biểu diễn theo thuật ngữ số liều chiếu riêng biệt người ta xây dựng thang đo tương đối Việc sử dụng thang logarit liều chiếu tương đối thích hợp sử dụng liều chiếu tương đối thân có số ưu điểm Mặt khác ta giảm thang đo dài; tỷ số liều chiếu hay cường độ xạ, đơn xác định phép trừ logarit đơn giản, chúng thường có ý nghĩa thực tế Những đặc tính quan trọng đường cong đặc trưng : (i) Không giá trị độ đen 0, nghĩa không bị chiếu phim có giá trị độ đen xử lý tráng rửa (ii) Có vùng chân nơi đường cong bắt đầu lên (iii) Có khoảng gần đường thẳng (iv) Có vùng chiếu liều hay gọi vùng vai, độ đen giảm xuống liều chiếu tăng lên Đối với loại phim trực tiếp (không dùng tăng cường) vùng thường xuất độ đen khoảng 10 lớn hơn, ngược lại loại phim dùng tăng cường vùng xuất độ đen nằm khoảng - 4.5 ĐỘ MỜ Khi phim chụp ảnh xạ không bị chiếu có độ đen sau xử lý tráng rửa phim gọi độ mờ hay gọi mức độ mờ phim Có hai lý gây độ mờ : Một độ đen sẵn có lớp phim, lớp phim không suốt hoàn toàn; Hai độ mờ hoá học, mà thực số hạt có khả tự không bị chiếu Độ mờ phim thực biến đổi theo loại tuổi phim chụp ảnh xạ, với điều kiện trình Các giá trị độ mờ tiêu biểu phim chụp ảnh xạ, trình bình thường, nằm khoảng từ 0.2 đến 0.3 4.6 TỒC ĐỘ PHIM Theo thang đơn vị tuyệt đối, tốc độ phim định nghĩa nghịch đảo liều chiếu toàn phần tính roentgen, phổ xạ đặc trưng mà tạo độ đen cho trước phim Những phương pháp để xác định tốc độ phim bao gồm tiêu chuẩn Mỹ PH2 – 1964, tài liệu viện hàn quốc tế IIS/IIW – 184 – 65 tiêu chuẩn Anh BS 5230, 1975 Theo phương pháp tiêu chuẩn Mỹ , phim chiếu đến dải độ đen (lớn độ mờ) khoảng 0.20 đến 3.0 nguồn phóng xạ xác định rõ Mỗi liều chiếu PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 125 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Độ đen phim đo cách thích hợp theo Roentgen cách sử dụng buồng ion hoá Sau giá trị độ đen vẽ theo thang logarit liều chiếu để có đường cong đặc trưng; từ đường cong đặc trưng ta xác định liều chiếu cần thiết để tạo độ đen 1.5 mức độ mờ Tốc độ phim nhận giá trị nghịch đảo liều chiếu 4.0 3.0 Ir - 192 Co - 60 1.0 10 100 Liều chiếu theo đơn vị Roentgen 1000 Hình 4.4 Ảnh hưởng thay đổi chất lượng xạ lên đường cong đặc trưng phim Structurix D2 Tốc độ phim điều kiện bình thường, phụ thuộc vào kích thước hạt lượng xạ Nhìn chung, phim có kích thước hạt lớn có tốc độ cao Tốc độ phim giảm xuống lượng xạ tăng lên minh họa hình 4.4 Do có số khó khăn đo tuyệt đối để xác định tốc độ phim hầu hết mục đích ứng dụng Nên để tiện lợi có hiệu người ta sử dụng tốc độ phim tương đối Tốc độ tương đối phim xác định vị trí đường cong đặc trưng dọc theo trục log E, tương ứng với đường cong đặc trưng loại phim khác 3.5 Độ đen 3.0 1.5 1.0 0.5 0.5 1.0 1.5 2 Log liều chiếu tương đối 3.0 Hình 4.5 Các đường cong đặc trưng ba loại phim tiêu biểu, dùng công nghiệp PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 126 CHƯƠNG Độ đen phim TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II tan α = G D=3 α Độ mờ Hình 4.6 Đường cong đặc trưng Log điển10 (liều hìnhchiếu) cho phim tia X loại ‘trực tiếp’ Trong hình 4.5 biểu diễn đường cong đặc trưng cho loại phim chụp ảnh xạ khác nhau, nằm cách dọc theo trục Log liều chiếu tương đối Khoảng cách đường cong khác biệt tốc độ tương đối – đường cong loại phim có tốc độ nhanh nằm phía bên trái đường cong loại phim có tốc độ chậm nằm phía bên phải Từ đường cong liều chiếu tương đối cho giá trị độ đen cố định đọc Tốc độ tương đối phim tỷ lệ nghịch với giá trị liều chiếu Tốc độ tương đối phim không thiết phải giống giá trị độ đen khác nhau, có khác hình dáng đường cong với đường cong khác Những giá trị tốc độ tương đối biến đổi theo chất lượng chùm tia xạ Điều loại phim khác khả phản ứng chùm tia xạ có dải lượng khác Các hãng sản xuất phim cung cấp giá trị tốc độ phim tương ứng với loại phim mà họ cho chuẩn 4.7 ĐỘ TƯƠNG PHẢN PHIM Độ tương phản phim hay gọi gradient phim: hệ số dùng để xác định độ tương phản ảnh chụp xạ độ đen (được xác định đường cong đặc trưng phim), cách tìm độ dốc đường cong giá trị độ đen (hình 4.6) Độ tương phản ảnh chụp xạ định nghĩa khác biệt độ đen hai vùng kế cận ảnh chụp xạ Hình 4.7 4.8 minh họa tầm quan trọng độ tương phản phim PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 127 CHƯƠNG TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Độ đen phim TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM Đường cong đặc trưng phim B A Log10 (liều chiếu tương đối) Phim Mẫu vật có lỗ rỗng Chùm xạ tia X hưởngAkhi B dụng Độ đen phim Hình 4.7 Đồ thị minh họa ảnh sử độ đen cao phim chụp ảnh xạ: A khác độ đen ảnh lỗ rỗng sau chiếu chụp thời gian ngắn B khác độ đen ảnh lỗ rỗng sau chiếu chụp với thời gian dài Trong hình 4.7 : thực hai lần chiếu (chụp) loại phim cho mẫu vật , lần có thời gian chiếu dài cho vùng đường cong đặc trưng thể độ đen phim cao phim B Do hình dạng đường cong đặc trưng, nên lỗ rỗng mẫu dạng tấm, khác độ đen phim B lớn phim A, ta nhìn thấy rõ ràng ta nói ảnh chụp xạ phim B có độ tương phản lớn ảnh chụp xạ phim A Phim A A Phim B B Log10 (liều chiếu) Phim Hình 4.8 Đồ thị minh họa việc sử dụng phim có gradient Mẫu lớn vật độ đen đánh giá A khác độ đen ảnh chụp xạ phim A B khác độ Bức xạ tia X đen ảnh chụp xạ phim B PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 128 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Hình 4.8 minh họa ảnh hưởng việc thực phép chiếu lên hai phim có đường đặc trưng khác Mẫu vật chụp hai trường hợp Trên phim A có đường đặc trưng dốc hơn, chênh lệch độ đen lớn phim B, điều có nghĩa độ tương phản phim A tốt phim B Như thấy rõ từ thí dụ hình 4.7 : trình chụp ảnh xạ nên chọn giá trị độ đen nằm phần đường thẳng tuyến tính đường cong đặc trưng Trước việc xác định độ nhạy phim cách chiếu sáng phim, phần “đường thẳng tuyến tính” coi đường thẳng thực độ dốc (độ tương phản) gọi “hằng số gamma” Nhưng thí nghiệm tỉ mỉ xạ tia X phần đường thẳng tuyến tính đường cong đặc trưng lên cách từ từ Nếu đo độ dốc đường cong ta nhận giá trị tăng dần điều nói lên độ dốc phần “đường thẳng tuyến tính” đường cong đặc trưng gọi gradient phim mà không gọi số gamma Độ tương phản phim nhận cách xác định độ dốc đường cong đặc trưng, điều có nghĩa độ tương phản phim tăng độ đen tăng lên dọc theo phần đường thẳng tuyến tính đường cong đặc trưng Độ tương phản phim, GD Phần đường thẳng tuyến tính đường cong đặc trưng loại phim trực tiếp không dùng tăng cường kéo dài đến giá trị độ đen cao Những loại phim sử dụng với tăng cường muối thường có độ tương phản bị giới hạn độ tương phản loại phim đạt tới giá trị cực đại dải độ đen tương đối thấp (hình 4.9) C B A độ Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn tương phản theo độ đen phim cho loại phim khác ‘A’ phim sử dụng với tăng cường muối ’B’phim có tốc độ trung bình sử dụng với tăng cường kim loại không dùng tăng cường ‘C’ phim kim loại không dùng sử dụng với màn2 tăng cường có kích thước hạt mịn Độ đen phim tăng cường Từ điều trình bày ta thấy loại phim trực tiếp, sử dụng độ đen cao lựa chọn hợp lý, giá trị độ đen lớn 3.0 phải sử dụng đèn đọc phim có độ sáng cao Những đèn đọc phim bắt buộc phải làm nguội có giá thành cao Dải độ đen thích hợp nằm khoảng từ 1.7 đến 3.0 dải độ đen thường kiến nghị hầu hết tất tiêu chuẩn Đối với loại phim sử dụng tăng cường dải độ đen tối ưu kiến nghị khoảng từ 1.3 đến 2.3 PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 129 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Độ đen 3.0 D2 1.0 D1 Log E1 Log E2 Log liều chiếu tương đối Hình 4.10 Phép đo độ dốc (độ tương phản) coi giá trị trung bình hai độ đen Mặc dù độ tương phản phim (độ dốc điểm đường cong đặc trưng) hữu ích ta khó xác định cách xác Trong thực tế, độ tương phản trung bình (hoặc gradient trung bình) xác định dễ dàng độ dốc đường nối hai điểm riêng biệt đường cong đặc trưng (hình 4.10) Độ tương phản trung bình tính cách lấy hiệu hai độ đen riêng biệt chia cho hiệu hai giá trị Log liều chiếu tương đối xác định từ đường cong đặc trưng 4.8 ĐỘ XÁC ĐỊNH CỦA PHIM Độ nét hình ảnh ghi nhận phim phụ thuộc vào kích thước phân bố hạt bạc lớp nhũ tương Nhìn chung hạt nhỏ, mịn phân giải chi tiết Hai yếu tố ảnh hưởng đến độ xác định phim độ hạt tác động electron thứ cấp Độ hạt điều kiện chủ quan gây thăng giáng thống kê theo số hạt bạc đơn vị diện tích phim quan sát Độ hạt phụ thuộc vào : (a) Loại phim sử dụng : Phim có tốc độ nhanh phim có kích thước hạt lớn cho cảm giác độ hạt lớn phim có tốc độ chậm (b) Chất lượng xạ dùng để chiếu chụp : Tăng lượng xạ kết làm tăng độ hạt (c) Mức độ : Thời gian dài làm cho độ hạt lớn Sử dụng thời gian dài cần bổ cho nhiệt độ thuốc (khi nhiệt độ thấp cần tăng thời gian ngược lại) không gây ảnh hưởng thực lên độ hạt (d) Loại tăng cường : Độ hạt ảnh chụp xạ sử dụng loại tăng cường huỳnh quang tăng lên đáng kể lượng xạ tăng lên Điều hạn chế việc sử dụng tăng cường huỳnh quang mức lượng thấp Các tăng cường chì gây ảnh hưởng đến độ hạt hình ảnh lượng xạ Sự tác động electron thứ cấp, tạo trình hấp thụ lượng lượng tử tia X tia gamma, chiếu vào hạt nhũ tương nằm gần với hạt mà ban đầu chúng hấp thụ lượng tử sơ cấp Sự khuếch tán electron nguyên nhân làm mờ ảnh Hiệu ứng gọi độ nhòe hay độ nhòe nguyên thủy phim, Uf Khi lượng xạ tăng lên làm tăng độ nhòe nguyên thủa phim động electron thứ PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 130 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II cấp tăng lên Bảng 4.3 cung cấp giá trị độ nhòe đo loại phim trực tiếp dải lượng xạ khác BẢNG 4.3 ĐỘ NHÒE CỦA PHIM Ở NHỮNG DẢI NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ TIA X VÀ TIA GAMMA KHÁC NHAU Bức xạ (Đã lọc) Bức xạ tia X 50KV Bức xạ tia X 100KV Bức xạ tia X 200KV Bức xạ tia X 300KV Bức xạ tia X 400KV Bức xạ tia X 1000KV (1MV) Bức xạ tia X 2MV Bức xạ tia X 5.5MV Bức xạ tia X 8MV Bức xạ tia X 18MV Bức xạ tia X 31MV Bức xạ tia gamma Iridium – 192 Bức xạ tia gamma Caesium – 137 Bức xạ tia gamma Cobalt – 60 Bức xạ tia gamma Ytterbium – 169 Độ nhòe Uf (mm) 0.03 0.05 0.09 0.12 0.15 0.24 0.32 0.46 0.60 0.80 0.97 0.13 0.28 0.35 0.07 – 0.10a a : Giá trị phụ thuộc vào bề dày lọc 4.9 ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH HIỆN LÊN NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ Hình 4.11 biểu diễn đường cong đặc trưng phim chụp ảnh xạ điển hình đặt khoảng thời gian khác thuốc có nhiệt độ 200C 4.0 3.5 10 phút Độ đen 3.0 1.5 1.0 0.5 0.5 1.0 1.5 2 Log liều chiếu tương đối 3.0 Hình 4.11 Những đường cong đặc trưng phim tia X dùng công nghiệp, thời gian 2, 3, 5, 10 phút PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 131 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Từ hình 4.11 ta dễ dàng nhận thấy : Độ mờ phim tăng lên tăng thời gian Sự tăng độ mờ biểu diễn hình 4.12 (ii) Tốc độ phim (được xác định vị trí đường cong đặc trưng theo trục log giá trị liều chiếu) tăng lên tăng thời gian Xem hình 4.12 (iii) Độ tương phản phim (được xác định độ dốc đường cong đặc trưng) tăng lên tăng thời gian Hình 4.12 biểu diễn ảnh hưởng Độ tương phản trung bình (i) 180 Tốc độ tương đối 140 100 60 20 40 Độ tương phản trung bình 20 00 Dải ảnh kiến nghị 0.4 0.2 đặc2 trưng của6một loại phim 10 chụp 12 ảnh 14 xạ điển hình dựa vào thời Hình 4.12 Đường cong Thời gian (phút) gian Một ảnh hưởng khác, không trình bày hình 4.11 độ hạt ảnh chụp xạ tăng lên tăng thời gian Xem xét kỹ ảnh hưởng nói trình tới đặc trưng phim, hướng dẫn cho nhà sản xuất phim kiến nghị thời gian chuẩn nằm khoảng - phút nhiệt độ 200C cho loại thuốc khác 4.10 LOẠI PHIM Những phim sử dụng chụp ảnh xạ công nghiệp chia thành hai nhóm : 4.10.1 Loại phim sử dụng với tăng cường muối : Loại phim sử dụng với tăng cường muối (Các loại tăng cường xem phần 4.13) có khả ghi nhận ảnh chụp xạ với liều chiếu nhỏ Chúng sử dụng công nghiệp có ưu điểm giảm thời gian chiếu cách đáng kể 4.10.2 Loại phim trực tiếp: Đây loại phim dùng cho trình chiếu chụp trực tiếp xạ tia X tia gamma trình chiếu chụp có sử dụng tăng cường chì Một số PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 132 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II loại phim sử dụng với tăng cường kim loại huỳnh quang BẢNG 4.4 PHÂN LOẠI PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ THEO TIÊU CHUẨN ASME SE 94 Loại phim Tốc độ Thấp Trung bình Cao Rất cao (b) Trung bình (d) 4(a) Những đặc tính phim Độ tương phản Rất cao Cao Trung bình Rất cao (b) Trung bình (d) Độ hạt Rất mịn Mịn Lớn (c) Trung bình (d) Ghi : (a) Thường sử dụng với tăng cường huỳnh quang (b) Khi sử dụng với tăng cường huỳnh quang (c) Độ hạt đặc tính tăng cường huỳnh quang (d) Khi sử dụng chiếu chụp trực tiếp với tăng cường chì 4.10.3 Loại phim dùng với tăng cường kim loại huỳnh quang : Loại phim thiết kế đặc biệt để sử dụng với tăng cường kim loại huỳnh quang Các loại phim dùng tăng cường thông thường sử dụng với tăng cường kim loại thay dùng tăng cường muối, thường cho độ tương phản thấp loại phim không dùng tăng cường có tốc độ Những phim chụp ảnh xạ phân theo nhiều nhóm khác tiêu chuẩn khác Phim phân loại theo tiêu chuẩn ASME (Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Mỹ), tiêu chuẩn BS (tiêu chuẩn Anh) tiêu chuẩn DIN (Tiêu chuẩn Đức) cho tương ứng bảng 4.4; 4.5; 4.6 BẢNG 4.5 PHÂN LOẠI PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ THEO TIÊU CHUẨN BS Tiêu chuẩn số Loại phim Kích thước hạt siêu mịn, độ tương phản cao Kích thước hạt mịn, độ tương phản cao Tốc độ trung bình BẢNG 4.6 PHÂN LOẠI PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ THEO TIÊU CHUẨN DIN 54111 Loại phim GI GII GIII Mô tả Kích thước hạt mịn Kích thước hạt mịn Kích thước hạt trung bình Số liệu loại phim chế tạo năm hãng phim phổ biến : Agfa Gevaert, Kodak (U.K), Kodak (U.S.A), Fuji Dupont cho bảng 4.7; 4.8; 4.9; 4.10 & 4.11 Thuật ngữ hệ số chiếu hệ số phim dùng bảng định nghĩa liều chiếu cần thiết cho phim, để đạt độ đen định tương ứng với liều chiếu cần thiết cho phim riêng biệt để có độ đen Ví dụ : hệ số chiếu phim Agfa Gevaert cho theo thuật ngữ structurix D7, thuật ngữ có nghĩa phim D7 cần liều chiếu 1mA / phút để nhận độ đen 2.0 loại phim structurix D4 để nhận độ đen 2.0 phải cần đến liều chiếu 3.3mA/phút (tham khảo bảng 4.7) PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 133 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II BẢNG 4.7 PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP CỦA HÃNG AGFA GAEVERT Hệ số chiếu Có tăng 13.2 3.3 1.8 0.10 – 0.17 Độ tương phản (1) 5.30 4.80 5.65 4.50 4.24 Kích thước hạt (2) Phân loại theo DIN Phân loại theo ASTM I II II III Đặc biệt 1–2 Loại phim D2 D4 D5 D7 RCF Đối với kiến nghị nhà sản xuất phim việc sử dụng phim, tham khảo theo chương 0.23µm 0.55µm 0.68µm 0.88µm BẢNG 4.8 PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP CỦA HÃNG KODAK (U.K) Loại Phim Màn tăng cường Industrex MX Sử dụng với tăng cường chì không dùng tăng cường chì AX CX Kodak Kodak XOMAT RP Không dùng tăng cường Sử dụng với tăng cường muối Hệ số chiếu (tương ứng với loại phim Industrex AX) 50KV 150KV Co - 60 đến đến nguồn phát 150KV Ir –192 lượng cao Phân loại ASTM 220 230 400 100 100 100 70 65 60 - - - - - - - Tiêu chuẩn Anh - BS Kích thước hạt siêu mịn, độ tương phản cao Kích thước hạt mịn, độ tương phản cao Kích thước hạt mịn, độ tương phản cao BẢNG 4.9 PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP CỦA HÃNG KODAK (U.S.A) Loại phim Màn tăng cường Industrex R (một Sử dụng với lớp vỏ bảo vệ) tăng Industrex R (hai lớp vỏ bảo vệ) PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT Hệ số chiếu (tương ứng với phim Industrex AA) 100KV 200KV Ir – 192 Co - 60 Phân loại ASTM 14 13 12 10 16 15 14 12 134 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM cường chì không cường chì TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II dùng tăng Industrex M Industrex TMX Industrex T Industrex AX Industrex AA 50 60 80 100 100 Không cường Sử dụng Kodak nhãn màu với xanh cường muối Kodak 45 60 70 100 100 35 55 65 100 100 30 50 55 100 100 1 2 dùng tăng tăng - - - - BẢNG 4.10 PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP CỦA HÃNG FUJI Loại phim Màn tăng cường # 50 Dùng với cường # 80 tăng # 100 # 150 # 400 Dùng với tăng cường huỳnh quang Tốc độ tương đối (Loại phim No#100 coi phim chuẩn) Bức xạ tia X Màn tăng tăng cường kim cường huỳnh loại huỳnh quang quang (SMP 308) (KZ – S – F) 25 25 50 25 100 100 100 100 180 180 1000 Phân loại 1 1000 BẢNG 4.11 PHIM CHỤP ẢNH BỨC XẠ CÔNG NGHIỆP (NDT) CỦA HÃNG DUPONT CRONEX Tốc độ tương đối (Ở độ đen 2.0 chiếu 200KV, sử dụng NDT 35 NDT 45 NDT 55 NDT 65 NDT 70 NDT 75 Sử dụng với tăng cường PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 28 45 100 152 205 266 135 Phân loại ASTM 1 1–2 2 DIN GI GI GII GII GIII GIII CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM NDT 91 4.11 Sử dụng với tăng cường muối TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II - - - BAO BÌ PHIM Phim cung cấp nhiều dạng bao bì khác : hộp cứng, bao dạng phong bì ; dạng hộp số lượng lớn, dạng cuộn tròn có sẵn bao (dùng ngay) 4.11.1 Phim hộp cứng Những phim đặt hộp cứng chứa 100 phim Mỗi phim bọc tờ giấy đơn để bảo vệ phim Những phim không thuộc loại “kín sáng” không lấy phim khỏi hộp ngoại trừ phòng tối Những phim sử dụng với tăng cường không sử dụng với tăng cường Tờ giấy bọc phải lấy khỏi phim trước đặt phim vào hai tăng cường cassette 4.11.1 Phim bao dạng phong bì : Những phim đặt hộp chứa 100 phim Mỗi phim bọc riêng biệt tờ giấy bọc đặt bao (phong bì) kín sáng Bao (phong bì) lấy khỏi hộp điều kiện ánh sáng bình thường Dạng phim đóng sẵn bao bọc nhằm tránh việc phải nạp phim vào cassette riêng chụp (dạng vacum pack) 4.11.3 Dạng cuộn có sẵn bao : Phim kẹp vào tờ giấy đôi có mặt màu vàng mặt màu đen, bọc kín dọc theo hai mép cuộn tròn lõi ống làm bìa cứng Phim dạng cuộn sử dụng kết hợp tăng cường chì Mỗi lõi ống nạp phim đóng gói vào bao hàn kín cách nhiệt đặt hộp phân phối Khi muốn sử dụng chiều dài ta gở cuộn cắt khỏi cuộn đặt hộp Công việc thực ánh sáng thường phim kẹp bọc theo dạng chữ Z Nếu ta cắt bọc theo dạng đường thẳng phải thực phòng tối Phim cuộn có vỏ bọc xung quanh sử dụng để chụp ảnh xạ mối hàn dài 4.11.4 Dạng cuộn vỏ bọc xung quanh : Phim dùng theo dạng cuộn Nó cung cấp vỏ bọc phải cắt theo chiều dài nạp vào hộp đựng phim người sử dụng, việc phải thực phòng tối Những dạng phim có lợi trường hợp đặc biệt, ví dụ như, cho chụp ảnh xạ kiểm tra mối hàn nóng cách sử dụng cassettes đặc biệt 4.12 CẤT GIỮ PHIM Việc cất giữ phim tia X khỏi bị lộ sáng vấn đề quan trọng Khu vực cất giữ phải khô ráo, không bị nhiễm chất hoá học, xạ, thoáng mát hộp đựng phim phải đóng kín nắp để tránh cho phim dính vào Trong số trường hợp khu vực cất giữ gần với trường xạ, để phòng tránh cho phim không bị chiếu xạ khu vực cất giữ phim phải che chắn chì, có bề dày phụ thuộc vào cường độ trường xạ phụ thuộc vào khoảng thời gian phim cất giữ Phim phải cất giữ cho phim cũ sử dụng trước toàn loại phim hỏng dần theo thời gian Ta cần phải lưu ý phim có tốc độ nhanh thời gian cất giữ ngắn 4.13 MÀN TĂNG CỪƠNG Khi xạ tia X tia gamma tác động lên phim mức độ ghi nhận ảnh chụp phim phụ thuộc vào độ lớn lượng xạ bị hấp thụ lớp nhũ tương nhạy sáng PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 136 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II phim Quá trình cần khoảng 1% lượng xạ xuyên qua vật kiểm tra để tạo ảnh Còn lại 99% lượng xạ xuyên qua phim mà không dùng để làm Để tránh phí phạm phim phải kẹp hai tăng cường Trong trình chiếu xạ tia X tia gamma, tăng cường có chức phát chùm electron (màn tăng cường chì) phát huỳnh quang (màn tăng cường huỳnh quang), tạo trình chụp ảnh phụ tác động lên lớp nhũ tương phim Để nhận hình ảnh rõ nét phim tăng cường cần phải có tiếp xúc tốt Có ba loại tăng cường sử dụng phổ biến : Màn tăng cường chì, tăng cường muối huỳnh quang, tăng cường kim loại huỳnh quang 4.13.1 Màn tăng cường chì : Màn tăng cường loại sử dụng rộng rãi chụp ảnh xạ công nghiệp Tác động tăng cường giải phóng electron khỏi tăng cường chì nhờ trình kích thích xạ Đối với thiết bị phát xạ tia X tăng cường chì hấp thụ xạ tán xạ nhiều xạ sơ cấp tăng cường xạ sơ cấp nhiều xạ tán xạ Ưu diểm tăng cường chì làm giảm thời gian chiếu thiết bị phát xạ tia X có điện lớn 120KV làm giảm xạ tán xạ tạo ảnh chụp xạ có độ tương phản cao Những tăng cường chì chế tạo từ chì mỏng có cấu trúc đặc biệt đồng nhất, dán dính lớp mỏng tờ giấy cứng bìa cứng Thông thường người ta sử dụng hai loại tăng cường chì : Bề dày chì đặt trước phim phải phù hợp với việc sử dụng xạ cứng Màn tăng cường phía trước cho phép xạ sơ cấp qua, lại ngăn cản lượng lớn xạ thứ cấp xạ tán xạ có bước sóng dài độ xuyên thấu thấp Màn tăng cường chì phía trước thường có bề dày 0.1mm (0.004inch) tăng cường chì đặt phía sau phim có bề dày khoảng 0.15mm (0.006inch) Tuy nhiên, ta sử dụng hai tăng cường chì có bề dày Những khuyết tật tăng cường vết xước, vết rách kim loại nhìn thấy ảnh chụp xạ phim Do đó, không sử dụng tăng cường bị hỏng Tuy nhiên tăng cường chì hiệu thiết bị phát xạ tia X có điện nhỏ 120KV 4.13.2 Màn tăng cường muối : Những loại gồm có lớp mỏng làm chất dẻo dễ uốn phủ lên lớp chất phát huỳnh quang chế tạo từ tinh thể mịn loại muối kim loại thích hợp thường muối calcium tungsten Màn tăng cường muối có hai loại thường sử dụng chụp ảnh xạ công nghiệp (1) Màn tăng cường có độ xác định cao (kích thước hạt mịn) chế tạo từ tinh thể muối có kích thước hạt nhỏ (2) Màn tăng cường cho khả tăng cường cao (nhanh có tốc độ cao) chế tạo từ tinh thể muối có kích thước hạt lớn Việc chiếu xạ tia X làm cho tinh thể muối phát quang có ánh sáng màu xanh Ánh sáng tác động lên phim tạo phần ảnh ẩn phim Sử dụng tăng cường muối làm giảm thời gian chiếu cho phép sử dụng máy phát tia X có điện thấp Tuy nhiên, độ xác định ảnh chụp xạ sử dụng tăng cường muối phụ thuộc vào kích thước tinh thể muối Màn tăng cường muối nhanh (kích thước hạt lớn) cho hiệu Phim chụp ảnh xạ đặt hai tăng cường muối cho lớp muối tăng cường phải tiếp xúc với phim Hai tăng cường phim kẹp chúng sau đặt cassette hay hộp giữ phim làm kim loại plastic cho chúng tiếp xúc trực tiếp với PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 137 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Những tăng cường muối phải kiểm tra thường xuyên để đảm bảo bụi bẩn bám vào vết dơ Chúng làm miếng bọt biển xốp thấm xà miếng vải len mềm chùi nhẹ nhàng tất vết bẩn chùi hoàn toàn Miếng bọt xốp vải len mềm thấm đủ ướt, không cho giọt nước rơi vào tăng cường Mỗi lần lau tạo vệt ướt Lau khô lại với vải mềm sợi 4.13.3 Màn tăng cường kim loại huỳnh quang : Loại tăng cường kết hợp tăng cường chì tăng cường muối, tạo hiệu ứng phát xạ electron hiệu ứng phát huỳnh quang Chúng gồm có cặp có lớp làm bìa cứng chất dẻo dễ uốn phủ lên lớp chì mỏng lớp muối huỳnh quang hạt mịn Chúng thường sử dụng với loại phim trực tiếp có độ tương phản cao kích thước hạt mịn tạo trình tăng cường làm giảm liều chiếu xuống đến chín lần, không làm giảm nhiều độ nhạy phát khuyết tật Màn tăng cường kim loại huỳnh quang chế tạo theo nhiều loại khác phù hợp với dải lượng xạ tia X tia gamma khác Khả sử dụng tăng cường loại có hạn chế lớn việc kiểm tra thường xuyên cần chụp với tốc độ nhanh tăng cường muối thường cho mát chi tiết kiểm tra lớn 4.13.3 Hệ số tăng cường: Hệ số tăng cường định nghĩa tỷ số liều chiếu không sử dụng tăng cường chia cho liều chiếu sử dụng tăng cường , biểu diễn sau: Hệ số tăng cường = Liều chiếu không dùng tăng cường Liều chiếu dùng tăng cường Hệ số tăng cường thay đổi theo điện cường độ dòng điện sử dụng máy phát xạ tia X Hệ số tăng cường Hình 4.13 trình bày hệ số tăng cường so sánh hiệu điện máy phát tia X sử dụng với tăng cường muối tăng cường chì Đối với tăng cường chì hiệu ứng tăng cường hiệu xạ tia X phát lớn 120KV, tăng cường muối hiệu tăng cường đạt cực đại khoảng 200KV Đó lý tăng cường muối sử dụng với xạ gamma 200kV Màn muối 120kV Hình 4.13 Sự biến thiên hệ số Màn tăngchì cường theo dải điện 4.14 CASSETTE ĐỰNG PHIM PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT Điện 138 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Cassette đựng phim làm chất dẻo dễ uốn bìa cứng Cassette dẻo dễ uốn chế tạo từ nhựa PVC màu đen, bền sử dụng rộng rãi cho việc chụp ảnh xạ thực công trường, thích hợp dễ dàng với hình dạng tiết diện mẫu vật kiểm tra khác : mẫu ống đường hàn tròn Cassette loại có hai dạng : (1) Cassette có hai bao – Những cassette có bao nằm bên bao nằm bên lồng vào Kích thước phim sát với bao nằm bên so với loại cassette có bìa cứng Điều làm cho việc bố trí phim xác chiếu chụp dễ dàng (2) Cassette có bao – Những cassette có nắp nylon gài vào khoá để bảo vệ cho phim không bị lộ sáng Cũng có loại cassette mở đóng lại nơi tiếp xúc cách dán nắp lại Cassette bìa cứng gồm có nhôm mỏng đặt đằng trước với kẹp ép xuống để giữ cho phim tăng cường tiếp xúc tốt với Do đó, tốt ta nên sử dụng cassette có bìa cứng có sử dụng với tăng cường 4.15 CHỤP ẢNH BỨC XẠ KHÔNG DÙNG PHIM Những phương pháp không sử dụng phim để tạo ảnh chụp xạ có ưu điểm cần kiểm tra nhanh, quan sát di chuyển phóng đại vật kiểm tra điều quan trọng Những phương pháp chụp ảnh xạ không dùng phim thường rẻ nhiều so với phương pháp chụp ảnh xạ dùng phim sử dụng cần cho kết nhanh Những phương pháp chụp ảnh xạ không dùng phim bị hạn chế kích thước mẫu vật kiểm tra Để tạo số liệu vĩnh cửu sau kiểm tra, sử dụng cách chụp ảnh lại 4.15.1 Phương pháp soi ảnh huỳnh quang (Fluoroscopy) 4.15.1.1 Quá trình tạo ảnh : Các hình 4.14 4.15 minh hoạ hai cách bố trí phương pháp soi ảnh huỳnh quang – có sử dụng kính không sử dụng kính Ống phát xạ tia X, mẫu vật huỳnh quang đặt buồng che chắn bảo vệ mẫu vật đặt ống phát xạ tia X huỳnh quang Bức xạ tia X truyền qua mẫu vật kích thích chất huỳnh quang phát vệt sáng vùng bị chiếu xạ mạnh Vì vậy, hình ảnh huỳnh quang dương bản, ảnh ảnh âm Ảnh huỳnh quang quan sát trực tiếp kính biểu diễn hình minh họa Kính cho phép người quan sát xem hình ảnh huỳnh quang mà không bị chiếu xạ trực tiếp độ nhạy nhận trường hợp thường chút so với trình quan sát trực tiếp 4.15.1.2 Màn huỳnh quang : Các huỳnh quang khác cho chất lượng ảnh khác phụ thuộc vào kích thước hạt chất huỳnh quang, chất xạ sử dụng Độ sáng tỷ lệ với cường độ xạ cần phải hoà hợp độ sáng giá thành bảo vệ chống xạ Độ sáng loại huỳnh quang phụ thuộc vào điện phát xạ tia X Tuy nhiên, chất huỳnh quang cho độ sáng tốt giá trị điện khác nhà sản xuất huỳnh quang cung cấp cho ta số liệu để ứng dụng dải điện thiết bị 4.15.1.3 Điều kiện làm việc: Việc quan sát phải thực phòng có ánh sáng mắt thích hợp với việc kiểm tra Những người thực kiểm tra nên làm việc khoảng thời gian không cửa quan sát để tránh mệt mỏi PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 139 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II 1 – Nguồn phóng xạ – Mẫu vật – Màn huỳnh quang – Kính chì – Cửa sổ quan sát kính chì – Gương – Chì lót đằng sau (cản xạ) – Giá đở Hình 4.14 Bố trí cách quan sát ảnh huỳnh quang dùng gương Hình 4.15 Bố trí cách quan sát ảnh huỳnh quang không dùng gương Sự tập trung quan sát người kiểm tra bị kích thích dịch chuyển soi ảnh Điều thực cách điều chỉnh khoảng cách từ nguồn đến mẫu vật, dịch chuyển giai đoạn làm việc băng tải Để tăng độ sáng huỳnh quang ta nên giữ khoảng cách từ nguồn đến nhỏ Để tạo độ sáng tốt phải có kích thước hạt lớn hình ảnh lại có độ xác định Bức xạ tán xạ gây ảnh hưởng đến hình ảnh cần phải thực trình sau để làm giảm xạ tán xạ : (1) (2) Phòng soi ảnh huỳnh quang phải lát chì Hình nón chùm xạ phải giới hạn dụng cụ chuẩn trực mặt nạ để chiếu lên mẫu mà PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 140 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM (3) TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Khi quan sát cách sử dụng kính đằng sau kính phải bọc chì Phương pháp soi ảnh huỳnh quang đạt độ nhạy 3% điều kiện phòng thí nghiệm lý tưởng, thông thường độ nhạy 5% 4.15.1.4 Những ứng dụng phương pháp soi ảnh huỳnh quang : Trong lãnh vực kiểm tra vật liệu kim loại kỹ thuật soi ảnh huỳnh quang áp dụng cho vật đúc hợp kim nhẹ có bề dày lên đến 40mm Trong nhiều trường hợp vật đúc soi phương pháp vật đúc có khuyết tật lớn nguy hiểm bị loại bỏ trước thực kiểm tra phương pháp chụp ảnh xạ theo cách thông thường Cũng áp dụng chi tiết kim loại mỏng, kết cấu hàn cấu trúc dạng sandwich thô Những chi tiết plastic kiểm tra để phát hạt kim loại kẹt bên lỗ rỗng Ngoài có ứng dụng khác việc kiểm tra thiết bị điện : công tắc, cầu chì, điện trở, tụ điện, bóng đèn radio, loại cáp mối nối cáp để phát đứt gãy, chập mạch hay lắp ráp sai gây vấn đề điện Các vật liệu ceramic, gạch chịu lửa, sản phẩm amian , hoàn toàn kiểm tra phương pháp soi ảnh huỳnh quang Những thức ăn đóng gói đóng hộp kiểm tra xem có đầy hay để phát vật lạ 4.15.2 Soi ảnh huỳnh quang điện : Các phương pháp điện tử áp dụng để tăng độ sáng hình ảnh, cải tiến độ xác định truyền hình ảnh đến nơi cách xa nguồn phóng xạ Hệ thống thường gọi thiết bị tăng cường hình ảnh, khuếch đại hình ảnh hay hệ thống truyền hình khép kín Hệ thống truyền hình khép kín dựa vào hệ thống truyền hình ảnh hệ thống phát hình trực tiếp không cần huỳnh quang Thiết bị tương đối phức tạp đắt tiền đặc biệt sử dụng để kiểm tra mẫu vật nhỏ Mặc dù tiện lợi để kiểm tra mối hàn nối, kiểm tra mẫu vật lớn đắt tiền Đánh giá cấu kiện điện tử, đặc biệt thiết bị nhỏ, ưu quan trọng lĩnh vực áp dụng 4.15.2.1 Soi ảnh huỳnh quang có độ sáng cao: Hình ảnh có độ sáng cao nhận cách chiếu trực tiếp xạ tia X qua mẫu vật đến huỳnh quang nằm bên thiết bị gọi tăng cường hình ảnh hay khuếch đại hình ảnh Nguyên tắc hoạt động loại thiết bị biểu diễn hình 4.16 Bức xạ tia X qua cửa sổ làm thủy tinh ống tăng cường phát ánh sáng huỳnh quang huỳnh quang nối với photocathode Quá trình làm phát xạ electron tỷ lệ với cường độ ánh sáng huỳnh quang Những electron gia tốc định hướng điện cao chạy photocathode anode rỗng, để đến tương tác với hình quan sát nhỏ Hình ảnh tạo quan sát qua kính hiển vi có độ phóng đại thấp Độ sáng khuếch đại cách làm hội tụ chùm electron hình kích thước nhỏ, làm giảm diện tích hình ảnh Bằng phương pháp quang học hình ảnh phóng đại trở lại kích thước ban đầu Quá trình khuếch đại làm tăng lực thị giác mắt giúp đạt độ tương phản tốt PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 141 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Hình 4.16 Thiết bị tăng cường hình ảnh công nghiệp Norelco (A) Màn huỳnh quang (B) photocathode (C) lớp phủ dẫn điện (D) hình quan sát (E) anode (F) đường dịch chuyển electron (G) hệ thống quang học 4.15.2.2.Truyền hình khép kín : Thiết bị thường dùng ống “hình ảnh orthicon” ống “loại Vidicon” Những ống chuyển đổi ánh sáng xạ tia X thành tín hiệu điện mà sau chuyển đổi thành ánh sáng ống nhận ảnh camera truyền hình Hệ thống Vidicon thường sử dụng nhiều so với hệ thống ống orthicon Tuy nhiên, ống hình ảnh orthicon nhạy sáng Sơ đồ ống Vidicon biểu diễn hình 4.17 ống orthicon hình 4.18 A B C D Hình 4.17 Ống ghi xạ tia X quang dẫn sử dụng hệ thống truyền hình Vidicon (A) nhạy với xạ tia X (B) hình lưới (C) súng bắn electron (D) chùm electron 4.15.3.Tóm tắt phương pháp soi ảnh huỳnh quang: Một tổng kết phương pháp soi ảnh huỳnh quang quan trọng trình bày theo sơ đồ hình 4.19, huỳnh quang quan sát trực tiếp (a) (b) (c) Màn huỳnh quang Thiết bị tăng cường hình ảnh trạng thái rắn Thiết bị tăng cường hình ảnh điện có lớp nhạy sáng lớn đặt tiếp xúc trực tiếp với huỳnh quang chân không Lớp phát xạ electron gia tốc tập trung để tăng cường hình ảnh Lưới hiệu chỉnh từ trường Các cuộn dây làm lệch theo phương Lưới số Lưới số ngang phương thẳng đứng gia tốc giảm tốc Bia mạng lưới Cuộn dây làm hội tụ Lưới số Bia Súng bắn electron Photocathode Bộ khuếch đại Thấu kính electron bốn cấp máy ảnh Chùm tia quét Hình ảnh truyền đến PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT Phần tạo ảnh 142 Phần quét CHƯƠNG Phần phận khuếch đại TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Hình 4.18 Ống orthicon tạo ảnh Màn huỳnh quang (a) Ống phát xạ tia X Bộ khuếch đại dạng tinh thể rắn (b) Bộ tăng cường hình ảnh (c) TV Mẫu vật Màn hình + T.V (d) TV I.I + T.V (e) TVX (f) Hình 4.19 Tổng hợp cách bố trí trình soi ảnh huỳnh quang (d) (e) (f) Quá trình truyền tăng cường hình ảnh huỳnh quang với trợ giúp camera có độ nhạy cao chiếu lên hình T.V Quá trình truyền tăng cường hình ảnh lên thiết bị tăng cường hình ảnh điện với trợ giúp camera T.V Ống camera T.V xạ tia X có lớp nhạy xạ tia X được gắn vào camera T.V Lớp nhạy xạ cải thiện độ dẫn điện tương tác xạ tia X quét trực tiếp chùm tia điện tử Trong phương pháp này, tín hiệu video nhận chuyển trực tiếp đến hệ thống truyền hình 4.15.4 Phương pháp chụp ảnh Xero radiography: Phương pháp xem phương pháp chụp ảnh xạ “khô” mà Xerography thay vị trí phim tia X Tấm phủ lớp bột selenium nạp tĩnh điện phòng tối Khi ánh sáng hay xạ chiếu vào làm cho điện tích phân rã tỷ lệ với lượng xạ hay ánh sáng ghi nhận tạo thành ảnh ẩn 4.15.4.1 Tấm Xeroradiography : Tấm phủ lớp bột selenium hoạt động giống tụ điện làm nhạy nạp điện cách phóng điện hoa từ thiết bị nạp điện thích hợp Điện tích trì 24 tuỳ thuộc vào đặc tính Tấm đặt cassette bảo vệ để chống chiếu xạ ánh sáng giống phim, bề mặt có phủ lớp bột selenium đặt hướng mẫu vật chụp ảnh Bức xạ gây nên mát điện tích, tỷ lệ với xạ chiếu vào biểu diễn hình 4.20 PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 143 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II Trước tiên mát điện tích tạo trình hút “bột hiện” khác để tạo hình ảnh Chất bột tách đặt tiếp xúc với plastic có phủ lớp keo dính tạo ảnh vĩnh cửu Sau làm nạp điện trở lại Xeroradiography lại sẵn sàng để sử dụng tiếp Ảnh chụp xạ ghi nhận phụ thuộc vào bề dày lớp chất selenium Nếu không giữ cẩn thận đặt vào nơi có nhiệt độ cao làm cho bị hư hỏng vĩnh viễn phân tách rạn nứt chất điện môi Khí amoniac, chất lỏng có tính kiềm, ánh nắng, ánh sáng nhân tạo mạnh nhiệt độ cao làm cho bị hư hỏng Tấm bị hư hỏng dần sau nhiều lần nạp điện chiếu với điện cao Hình ảnh ghi nhận trở nên đen độ nhạy tương phản bị suy giảm Tấm phải lưu giữ kín cassette nhiệt độ không 20 0C, muốn xeroradiography sử dụng khoảng 600 lần chiếu 4.15.4.2 Nạp điện vào : Quá trình làm nhạy thực phòng kín sáng , có bố trí dãy sợi dây cáp cấp điện khoảng 7KV, dãy dây điện khác cung cấp điện thấp khoảng vài trăm volt để bảo vệ cho khỏi bị nẹt tia lửa điện Tấm kim loại nối đất hiệu ứng điện hoa phát từ dây mang điện âm cao phía selenium tạo tích điện Cassette đặt vào nạp điện mở nắp Khi nạp điện xong phải đóng nắp trở lại trước lấy cassette khỏi giá đở nạp điện Nắp gài phải giữ nguyên hình ảnh Cách tốt xử lý sau nạp điện, nhiên lưu giữ khoảng vài trước chiếu không làm ảnh hưởng đến chất lượng ảnh sau Không chiếu loại xạ vào nạp điện khoảng thời gian trước đưa chúng vào chiếu xử lý làm ảnh Mức tích điện Tấm nạp điện trước chiếu Khoảng cách nằm ngang Bức xạ tới Mẫu vật Mức tích điện Tấm chiếu Khoảng cách nằm ngang Tấm ảnh Bề dày lớp bột kết tủa Khoảng cách nằm ngang Hình 4.20 Sơ đồ phương pháp Xeroradiography PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 144 CHƯƠNG TRUNG TÂM HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN RT CẤP II 4.15.4.3 Quá trình vận hành: Quá trình chiếu chụp lên dùng chụp ảnh xeroradiography giống với trình chụp ảnh xạ lên phim Các nhạy với xạ mềm hầu hết loại phim chụp xạ thông thường điện phát xạ tia X cao tốc độ chúng với tốc độ phim chụp xạ loại II Đối với nhạy với xạ tia X điện thấp, cần phải cẩn thận cách sử dụng chắn chuẩn trực, lót sau cassette chì, hay mặt nạ để làm giảm xạ tán xạ.v.v… Những hình ảnh tạo chụp ảnh xeroradiography có hình dáng ba chiều tốt cho độ nhạy chụp ảnh cao với vật liệu có hệ số hấp thụ xạ thấp Độ nhạy vật thị chất lượng ảnh đạt 2% với nhôm có bề dày tới 50mm 4% cho thép có bề dày tới 40mm Bột phun lên bề mặt hộp kín sáng Các hạt tích điện ma sát ngang qua vòi phun Bột màu trắng có độ tương phản tốt có bề mặt selenium màu đen, có mộ số nhược điểm trình truyền ảnh lên giấy Các loại bột bị nhuộm màu trình biến đổi tạo thành hình ảnh âm bột huỳnh quang cho hình ảnh giống bột màu trắng quan sát ánh sáng đen (ánh sáng tử ngoại) trước sau biến đổi PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT 145 CHƯƠNG