XÂY DỰNG GIẢN ĐỒ LIỀU CHIẾU NHÔM TRÊN MÁY PHÁT TIA X MHF 200D

Hiện nay, Công nghệ Kiểm tra không phá huỷ (NonDestructive TestingNDT) là một công nghệ thiết yếu và không thể thiếu của các ngành công nghiệp. Kiểm tra không phá hủy bao gồm các phương pháp dùng để phát hiện các hư hại, khuyết tật, kiểm tra đánh giá tính toàn vẹn của vật liệu, kết cấu, chi tiết hoặc để xác định các đặc trưng của đối tượng mà không làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của đối tượng kiểm tra. Kiểm tra không phá hủy được sử dụng để kiểm tra vật liệu đầu vào, các bán sản phẩm, sản phẩm đầu cuối, kiểm tra và phân loại các sản phẩm gia công chế tạo và kiểm tra, đánh giá định kỳ các kết cấu, hệ thống, tiểu hệ thống trong quá trình sử dụng. Kiểm tra không phá hủy còn được sử dụng để tối ưu hoá các quá trình và quy trình công nghệ trong chế tạo, gia công. Nhờ sớm phát hiện và loại bỏ các vật liệu, sản phẩm, bán sản phẩm không đạt yêu cầu, tối ưu hóa được quá trình sản xuất nên giảm được chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất và kinh doanh của các doanh nghiệp. Đồng thời, nhờ sớm phát hiện các khuyết tật trong các kết cấu, hệ thống và tiểu hệ thống giúp sớm đưa ra được các phương án khắc phục và sửa chữa, tránh được các thảm họa có thể xảy ra.NDT cũng được sử dụng trong tất cả các công đoạn của quá trình chế tạo một sản phẩm. Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất mang lại một số hiệu quả sau:•Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm khi làm việc.•Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng lượng.•Nó làm tăng uy tín của nhà sản xuất khi được biết đến như làm một nhà sản xuất các sản phẩm chất lượng.Vì vậy, NDT đang ngày càng trở nên quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện nay. Kiểm tra không phá hủy gồm rất nhiều phương pháp khác nhau, và thường được chia thành hai nhóm chính theo khả năng phát hiện khuyết tật của chúng, đó là:•Các phương pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong (và trên bề mặt) của đối tượng kiểm tra:Phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiographic Testing RT),

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin cám ơn các thầy, cô trong Viện Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường- Trường Đại học Bách khoa Hà nội đã tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm học tập và làm việc cho em trong suốt 5 năm vừa qua

Em xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến Th.S Lê Văn Miễn – Giảng viên hướng dẫn

đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập tại bộ môn Thầy

đã tận tình truyền đạt cho em về kiến thức, phương pháp, kinh nghiệm và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Mặt dù rất cố gắng để hoàn thành đồ án, tuy nhiên em không tránh khỏi nhữngthiếu sót mong thầy cô thông cảm Em mong được đón nhận những ý kiến đónggóp, chỉ dạy từ thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 3

MỤC LỤC

Danh mục bảng 5

Danh mục hình vẽ, đồ thị 6

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1 : LÝ THUYẾT 10

1.1 Cơ sở lý thuyết kiểm tra không phá hủy - NDT 10

1.1.1 Bản chất và tính chất của bức xạ tia X và tia gamma 10

1.1.2 Quá trình tương tác của bức xạ với vật chất 12

1.1.3 Nguyên lý chụp ảnh bức xạ 12

1.2 Phim chụp ảnh bức xạ 13

1.2.1 Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ 13

1.2.2 Đặc trưng của phim chụp ảnh bức xạ 14

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến các đặc trưng của phim 18

1.2.4 Phân loại phim chụp ảnh bức xạ 19

1.2.5 Kỹ thuật xử lý phim 20

1.3 Chỉ thị chất lượng ảnh 23

1.3.1 Độ nhạy phát hiện khuyết tật 23

1.3.2 Vật chỉ thị chất lượng ảnh 23

1.3.3 Các đặc trưng của IQI 24

1.3.4 Các dạng vật chỉ thị chất lượng ảnh 24

1.3.5 Đặt IQI 26

1.3.6 Tính toán và đánh giá độ nhạy ảnh chụp bức xạ 26

1.4 Giải đoán ảnh chụp bức xạ 27

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 29

2.1 Máy phát tia X MHF 200D 29

2.1.1 Cấu tạo máy 29

2.1.2 Thông số kỹ thuật 30

2.2 Quy trình thực hiện 32

2.3 Chuẩn bị trước khi chụp 32

2.4 Bố trí hình học đo 34

2.5 Xây dựng giản đồ liều chiếu cho từng cao áp 36

2.4.1 Cao áp 60kV 36

2.4.2 Cao áp 70kV 43

Trang 4

2.4.3 Cao áp 80kV 47

2.4.4 Cao áp 90kV 51

2.4.5 Cao áp 100kV 55

2.4.6 Cao áp 110kV 59

2.4.7 Cao áp 120kV 63

2.4.8 Cao áp 130kV 67

2.4.9 Cao áp 140kV 71

2.6 Xây dựng giản đồ liều chiếu 75

KẾT LUẬN 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 78

Danh mục bảng Chương I Bảng 1 2 Quan hệ giữa độ đen ảnh chụp với độ chắn sáng và độ truyền qua 15

Bảng 1 1 Phân loại phim chụp ảnh bức xạ 19

Bảng 1 3 Quan hệ thời gian - nhiệt độ hiện ảnh 21

Bảng 1 4 Số thứ tự và đường kính của các dây IQI tiêu chuẩn quốc tế 25

Bảng 1 5 Bề dày bậc và đường kính lỗ của IQI dạng bậc và lỗ 25

Bảng 1 6 Lựa chọn IQI 27

Chương II Bảng 2 1 Các thông số kĩ thuật của máy phát bức xạ tia X MHF 200D 30

Bảng 2 2 Kích thước mẫu kiểm tra 33

Bảng 2 3 Phim chụp ảnh bức xạ trong công nghiệp của hãng FUJI 34

Bảng 2 4 Kết quả chụp kiểm tra mẫu nhôm dày6.02 mm tại cao áp 60kV 36

Bảng 2 5 Kết quả chụp kiểm tra mẫu nhôm dày 10.00 mm tại cao áp 60kV 37

Bảng 2 8 Kết quả chụp kiểm tra mẫu nhôm dày 23.10mm tại cao áp 60kV 40

Bảng 2 9 Liều chiếu thực tế tại cao áp 60kV 41

Trang 5

Trang 6

Danh mục hình vẽ, đồ thị

Chương I

Hình 1 1 Sơ đồ minh họa định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách 11

Hình 1 2 Quá trình tương tác của bức xạ với vật chất 12

Hình 1 3 Nguyên lý chụp ảnh bức xạ 13

Hình 1 4 Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ 13

Hình 1 5 Đường cong đặc trưng của phim chụp ảnh bức xạ 15

Hình 1 6 Các loại IQI thường sử dụng 24

Chương II Hình 2 1 Máy phát bức xạ tia X MHF 200D 29

Hình 2 2 Mẫu nhôm trong quá trình thực hiện 33

Hình 2 3 Bố trí hình học đo 35

Hình 2 4 Bố trí phim chụp 35

Hình 2 5 Đường cong đặc trưng cho nhôm với bề dày 6.02mm tại cao áp 60kV 37

Hình 2 10 Giản đồ liều chiếu cho cao áp 60kV 42

Hình 2 16 Giản đồ liều chiếu tại cao áp 70kV 46

Hình 2 18 Đường cong đặc trưng cho nhôm với bề dày 20.01 mm tại cao áp 80kV 47

Hình 2 22 Giản đồ liều chiếu nhôm tại cao áp 80kV 50

Trang 7

Hình 2 40 giản đồ liều chiếu nhôm tại cao áp 110kV 62

Hình 2 52 iản đồ liều chiếu nhôm tại cao áp 130kV 70

Hình 2 59 Giản đồ liều chiếu nhôm trên máy phát tia X MHF 200D 75

Trang 8

MỞ ĐẦU

Hiện nay, Công nghệ Kiểm tra không phá huỷ (Non-Destructive Testing-NDT) làmột công nghệ thiết yếu và không thể thiếu của các ngành công nghiệp Kiểm tra không phá hủy bao gồm các phương pháp dùng để phát hiện các hư hại, khuyết tật, kiểm tra đánh giá tính toàn vẹn của vật liệu, kết cấu, chi tiết hoặc để xác định các đặc trưng của đối tượng mà không làm ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của đối tượng kiểm tra Kiểm tra không phá hủy được sử dụng để kiểm tra vật liệu đầu vào, các bán sản phẩm, sản phẩm đầu cuối, kiểm tra và phân loại các sản phẩm gia công chế tạo và kiểm tra, đánh giá định kỳ các kết cấu, hệ thống, tiểu hệ thống trong quá trình sử dụng Kiểm tra không phá hủy còn được sử dụng để tối ưu hoá các quá trình và quy trình công nghệ trong chế tạo, gia công Nhờ sớm phát hiện và loại bỏ các vật liệu, sản phẩm, bán sản phẩm không đạt yêu cầu, tối ưu hóa được quá trình sản xuất nên giảm được chi phí sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quảsản xuất và kinh doanh của các doanh nghiệp Đồng thời, nhờ sớm phát hiện các khuyết tật trong các kết cấu, hệ thống và tiểu hệ thống giúp sớm đưa ra được các phương án khắc phục và sửa chữa, tránh được các thảm họa có thể xảy ra

NDT cũng được sử dụng trong tất cả các công đoạn của quá trình chế tạo một sảnphẩm Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất mang lại một số hiệu quả sau:

 Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm khi làm việc

 Làm giảm giá thành sản phẩm bằng cách giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng lượng

 Nó làm tăng uy tín của nhà sản xuất khi được biết đến như làm một nhà sản xuất các sản phẩm chất lượng

Vì vậy, NDT đang ngày càng trở nên quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện nay Kiểm tra không phá hủy gồm rất nhiều phương pháp khác nhau, và thường được chia thành hai nhóm chính theo khả năng phát hiện khuyết tật của chúng, đó là:

 Các phương pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong (và trên bề mặt) của đối tượng kiểm tra:

 Phương pháp chụp ảnh bức xạ (Radiographic Testing- RT),

Trang 9

 Phương pháp kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing- UT).

 Các phương pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật bề mặt (và gần bề mặt)

 Phương pháp kiểm tra bằng mắt ( Visual Testing - VT)

 Phương pháp kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (Liquid Penetrant Testing- PT)

 Phương pháp kiểm tra bột từ (Magnetic Particle Testing- MT)

 Phương pháp kiểm tra dòng xoáy (Eddy Current Testing- ET)

 Kiểm tra rò rỉ ( Leak Testing)…

Không một phương pháp NDT nào có thể phát hiện tất cả các khuyết tật, tùy thuộc vào vật liệu và yêu cầu mà ta lựa chọn một phương pháp phù hợp Thông thường việc dùng một phương pháp NDT để khẳng định kết quả của các phương pháp khác có thể là cần thiết Vì vậy, các phương pháp khác nhau phải được coi là

bổ sung cho nhau chứ không phải cạnh tranh nhau hoặc là những phương pháp thay thế không bắt buộc Mỗi một phương pháp có ưu điểm và những hạn chế riêng của

nó và cần phải xem xét mọi khía cạnh khi đặt ra một trương trình kiểm tra

Chụp ảnh bức xạ là một trong những phương pháp quan trọng kiểm tra, phát hiệnkhuyết tật bên trong của vật liệu Hiện nay phương pháp này được sử dụng rất nhiều, tuy nhiên đây chỉ là phương pháp cuối cùng được lựa chọn vì nó liên quan đến vấn đề an toàn bức xạ

Trong kỹ thuật NDT, máy phát tia X thường được sử dụng làm nguồn phát bức

xạ Hiện tại trong phòng thí nghiệm viện Kỹ thuật hạt nhân và vật lý môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội sử dụng máy MHF 200D Tuy nhiên trong quá trình sử dụng, các thông số của máy đã bị thay đổi dẫn đến liều chiếu không đáp ứng được như thiết kế ban đầu Để khắc phục điều này, cần xây dựng một giản đồ liều chiếu mới cho máy

Máy MHF 200D được sử dụng để chụp kiểm tra thép và nhôm công nghiệp

Trong đồ án này em “Xây dựng giản đồ liều chiếu nhôm trên máy phát tia X

MHF 200D”

Trang 10

CHƯƠNG 1 : LÝ THUYẾT

1.1 Cơ sở lý thuyết kiểm tra không phá hủy - NDT

1.1.1 Bản chất và tính chất của bức xạ tia X và tia gamma

1.1.1.1 Bản chất của bức xạ tia X và tia gamma

Bức xạ tia X và bức xạ tia gamma là dạng bức xạ điện từ giống như ánh sáng nhưng chúng có bước sóng ngắn hơn vài ngàn lần so với ánh sáng bình thường và

có khả năng xuyên sâu rất mạnh Bức xạ tia gamma thì có độ xuyên sâu cao hơn bức xạ tia X Trong kiểm tra vật liệu bằng chụp ảnh bức xạ thường sử dụng bức xạ tia X có bước sóng nằm trong khoản 10-4A0 đến 10A0 (1A0=10-10m)

1.1.1.2 Tính chất của bức xạ tia X và tia gamma

Bức xạ tia X và bức xạ tia gamma có cùng một bản chất đó là bức xạ sóng điện

từ, những tính chất giống nhau của bức xạ tia X và tia gamma được trình bày tóm tắt dưới đây:

- Không thể nhìn thấy được chúng

- Không thể cảm nhận được chúng bằng các giác quan của con người

- Chúng làm cho các chất phát huỳnh quang

- Chúng truyền với một vận tốc bằng với vận tốc ánh sáng nghĩa là 3x1010cm/s

- Chúng gây nguy hại cho tế bào sống

- Chúng gây ra sự ion hóa, chúng có thể tách các electron ra khỏi các nguyên tử khí để tạo ra các ion dương và ion âm

- Chúng truyền theo một đường thẳng, là dạng bức xạ sóng điện từ nên bức xạ hoặc tia gamma cũng có thể bị phản xạ, khúc xạ và nhiễu xạ

- Chúng tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách Theo toán học thì I ~ 1/r2 trong đó I là cường độ bức xạ tại điểm cách nguồn phóng xạ một khoảng r

Trang 11

Cường độ bức xạ đi đến một điểm nào đó phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn phóng xạ đến điểm đó Cường độ bức

xạ biến thiên theo tỷ lệ nghịch với bình

phương khoảng cách này.Trong thực tế

điều này có thể thực hiện được bằng

cách tăng thời gian chiếu hoặc cường

độ bức xạ lên vì liều chiếu trong chụp

ảnh bức xạ là tích số giữa cường độ

bức xạ và thời gian chiếu chiếu

Định luật tỷ lệ nghịch với bình

phương khoảng cách có thể biểu diễn bằng công thức toán học như sau:

I1

I2=

R22

R12 (1.1)

Trong đó: I1; I2 là cường độ tại

điểm cách nguồn 1 khoảng R1; R2

diễn theo công thức: D D1

2

=R22

R12 (1.3).

Trong đó, D1 và D2 có cùng một đơn vị và R1; R2 cũng có cùng một đơn vị

- Chúng có thể đi xuyên qua những vật liệu mà ánh sáng không thể đi xuyên qua được Độ xuyên sâu phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ, mật độ, bề dày của vật liệu Một chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma đơn năng tuân theo định luật hấp thụ

I=I0e−µxTrong đó:

I0= Cường độ của bức xạ tia X hoặc tia gamma tới

I= Cường độ của bức xạ tia X hoặc tia gamma truyền qua vật liệu có bề dày là x

và có hệ số hấp thụ là µ

Hình 1 1 Sơ đồ minh họa định luật tỷ lệnghịch với bình phương khoảng cách

Trang 12

- Chúng tác động lên lớp nhũ tương phim ảnh và làm đen phim ảnh.

- Trong khi truyền qua vật liệu chúng bị hấp thụ hoặc bị tán xạ

Những tính chất (7), (8), (9), (10) và (11) là những tính chất thường được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp [1]

1.1.2 Quá trình tương tác của bức xạ với vật chất

Hình 1 2 Quá trình tương tác của bức xạ với vật chấtKhi một chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma đi qua vật chất thì có một số tia đượctruyền qua, một số tia bị hấp thụ và một số tia bị tán xạ theo nhiều hướng khác nhau Hiện tượng một chùm bức xạ tia X hoặc tia gamma khi đi qua vật chất thì cường độ của chúng bị suy giảm gọi là sự hấp thụ bức xạ tia X hoặc tia gamma Lượng bức xạ bị suy giảm phụ thuộc vào chất lượng của chùm bức xạ, vật liệu, mật

độ của mẫu vật và bề dày của mẫu vật mà chùm tia bức xạ đi qua Sự suy giảm cường độ của chùm bức xạ tới xảy ra theo ba hiệu ứng cơ bản đó là: Sự hấp thụ quang điện, sự hấp thụ và tán xạ Compton Một cơ chế thứ tư là sự tạo cặp, hiệu ứng này xảy ra khi năng lượng bức xạ tia X hoặc tia gamma tới lớn hơn 1,02MeV

và tương đối ít quan trọng

Trong quá trình xảy ra hiện tượng hấp thụ quang điện thì bức xạ tia X hoặc tia gamma truyền toàn bộ năng lượng của chúng cho một electron nằm ở lớp vỏ trong cùng của một nguyên tử để bứt electron này ra khỏi nguyên tử Trong quá trình này thì bức xạ tia X hoặc tia gamma biến mất Khi năng lượng của photon được tăng lênvượt ra khỏi vạch K (cấp hấp thụ K hay giới hạn hấp thụ K) thì quá trình hấp thụ chủ yếu thay đỏi từ hiệu ứng quang điện sang hiệu ứng Compton [1]

Trang 13

1.1.3 Nguyên lý chụp ảnh bức xạ

Trong phép chụp ảnh bằng ánh sáng, các tia sáng phản xạ từ vật chụp, đi qua một

hệ thống thấu kính trong máy ảnh để tạo nên một ảnh thực trên phim

Trong phép chụp ảnh bức xạ tia bức xạ từ nguồn bức xạ, đi qua vật chụp để lại hình ảnh của vật chụp trên phim vốn được đặt ngay sau vật chụp

Hình 1 3 Nguyên lý chụp ảnh bức xạ

Sự khác nhau chủ yếu giữa phép chụp ảnh bằng ánh sáng và phép chụp ảnh bằng bức xạ là khâu xử lý phim Sau khi chụp, phim được đưa vào phòng tối để xử lý: hiện ảnh và hãm ảnh Tuy nhiên, trong phép chụp ảnh bức xạ người ta không cần in ảnh lên giấy ảnh; khi cần khảo sát, chỉ cần soi phim trên màn soi hoặc dùng các máy chiếu để khuếch đại ảnh [3]

1.2 Phim chụp ảnh bức xạ

1.2.1 Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ

Hình 1 4 Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ

Phim chụp ảnh bức xạ gồm có một lớp nền (1) dẻo dễ uốn, trong suốt bằng chất

dẫn suất cellulose sạch hoặc chất tương tự Một hoặc cả hai mặt của lớp nền này được phủ một lớp nhũ tương muối bạc hallogen nhạy ánh sáng dưới dạng huyền

Trang 14

phù nằm trong lớp gelatine (2) Muối bạc halogen được phân bố đều trong lớp nhũ

tương dưới dạng tinh thể rất mịn và cấu trúc vật lý của nó sẽ bị biến đổi bởi quá trình chiếu xạ, như bức xạ tia X, tia gamma hoặc ánh sáng nhìn thấy Về bản chất sựbiến đỏi này ta không thể phát hiện (nhìn thấy) được bằng những phương pháp vật

lý thông thường và sự biến đỏi này được gọi là “ảnh ẩn” Tuy nhiên, khi phim được

xử lý tráng rửa trong dung dịch thuốc hiện thì xuất hiện một phản ứng tạo ra các hạtbạc kim loại nhỏ li ti mày đen Các hạt kim loại bạc nhỏ li ti này nằm lơ lửng trong

gelatine

1.2.2 Đặc trưng của phim chụp ảnh bức xạ

Phim chụp ảnh được sản xuất bởi nhiều hãng phim khác nhau để phục vụ cho những nhu cầu khác nhau và sử dụng theo các hoàn cảnh khác nhau tùy thuộc vào: mẫu kiểm tra, loại bức xạ sử dụng, năng lượng bức xạ, cường độ bức xạ và mức độ kiểm tra Không có một loại phim nào có thể thỏa mãn tất cả mọi yêu cầu vì vậy phải kết hợp một cách hiệu quả nhất giữa kỹ thuật chụp và phim để nhận được kết quả mong muốn Các phim chụp ảnh có các tính chất sau:

1.2.3.1 Độ đen

Về định tính, độ đen của phim chụp ảnh bức xạ được định nghĩa là mật độ các nguyên tử bạc thu được trên một phim chụp sau khi đã xử lý Khi một phim chụp có

độ đen lớn hơn nghĩa là nó có mật độ lớn hơn

Về định lượng nó được định nghĩa theo biểu thức sau:D=log I0

I t

Trong đó: D là độ đen

Io là cường độ của ánh sáng tới phim

It là cường độ ánh sáng truyền qua phim

Trang 15

Tỷ số Io/It được gọi là độ chắn sáng của phim.

Tỷ số It/Io được gọi là độ truyền qua của phim

Nếu ánh sáng truyền qua phim bằng một nửa của ánh sáng tới (độ truyền qua = 0,5) thì độ đen là 0,3 và đối với một độ đen là 1 thì chỉ có 1/10 ánh sáng tới là truyền qua được phim

Bảng 1 1 Quan hệ giữa độ đen ảnh chụp với độ chắn sáng và độ truyền qua

1.2.3.2 Đường cong đặc trưng

Đường cong đặc trưng, hay còn gọi là đường cong độ nhạy hoặc đường cong Hình 1 5 Đường cong đặc trưng của phim chụp ảnh bức xạ

Trang 16

H-D (Hurter và Driffield, 1890) thể hiện mối quan hệ giữa liều chiếu (mức độ chiếubức xạ vào phim chụp) và độ đen của phim chụp sau khi xử lý.

Đối với mỗi loại phim chụp ảnh bức xạ đều có một đường cong đặc trưng cho riêng nó Một đường cong như vậy thu được bằng cách chiếu tia bức xạ vào phim với một loạt các liều chiếu khác nhau đã biết Sau khi rửa phim, đo các độ đen trên phim chụp được tạo nên bởi các liều chiếu này và vẽ đồ thị thể hiện sự thay đổi của

độ đen theo thang Logarit của liều chiếu

Các đặc tính quan trọng của đường cong đặc trưng:

- Không xuất phát từ độ đen bằng 0 Nghĩa là ngay cả khi không chiếu thì vẫn có một độ đen nào đó khi xử lý Độ đen đó được gọi là độ mờ của phim

- Có vùng chân (vùng a) và sau đó đường cong đi lên

- Có một đoạn tương đối thẳng (vùng b) Đoạn này được gọi là đoạn tuyến tính nghĩa là độ đen của phim tỷ lệ thuận với liều chiếu

- Có một vùng vai (vùng d), ở đó độ đen giảm khi liều chiếu tăng lên Đối với loại phim trực tiếp (không có màn tăng cường) vùng này thường xuất hiện ở độ đen khoảng bằng 10 hoặc lớn hơn Trong khi đối với các loại phim có màn tăng cường

nó xuất hiện ở độ đen giữa 2 và 3 Nghĩa là để thu được cùng một độ đen, khi không

sử dụng màn tăng cường thì phải chiếu bức xạ vào phim với một liều chiếu lớn hơn rất nhiều so với khi sử dụng một tấm màn cường cho phim

1.2.3.3 Độ mờ

Khi không bị chiếu, độ đen thu được trên phim sau khi xử lý được gọi là độ mờ hay mức mờ của phim Độ mờ xuất hiện là do hai nguyên nhân:

- Do độ đen cố hữu của nền phim vì nó không phải là trong suốt hoàn toàn

- Do độ mờ của hóa chất trên phim (halide bạc của lớp nhũ tương) do thực tế là một số hạt halide bạc có khả năng “hiện” ngay cả khi không bị đưa vào chụp

Độ mờ thực sẽ thay đổi theo loại và tuổi của phim và theo các điều kiện xử lý Các giá trị tiêu biểu của độ mờ đối với phim ảnh trong điều kiện bình thường là 0,2

- 0,3 Chú ý là các phim chưa chụp cần được bao gói kỹ bằng giấy đen để tránh ánh sáng tiếp xúc với phim Cần cách ly phim chụp ảnh với các nguồn phát bức xạ tránhlàm mờ hoặc thậm chí làm hỏng phim

1.2.3.4 Tốc độ phim

Trang 17

Tốc độ phim được định nghĩa là giá trị nghịch đảo của liều chiếu tổng cộng tính bằng Roengen của một phổ bức xạ đặc thù mà phổ này sẽ tạo ra một độ đen nhất định trên phim.

Tốc độ phim (trong điều kiện xử lý thông thường) phụ thuộc vào cỡ hạt và năng lượng bức xạ Nhìn chung cỡ hạt càng lớn thì tốc độ của phim càng lớn Tức là phim chụp càng nhanh

Tốc độ phim không nhất thiết bằng nhau ở các độ đen khác nhau do sự khác nhau

về dáng điệu giữa các đường Tốc độ phim cũng thay đổi theo năng lượng của bức

xạ Điều này là do các loại phim khác nhau không có phản ứng giống nhau khi bị chiếu bởi các bức xạ có năng lượng khác nhau Những nhà sản xuất phim thường định ra tốc độ cho mỗi một loại phim

1.2.3.6 Độ hạt của phim

Độ hạt của phim thể hiện kích thước của các vùng bị “kích thích” trong lớp nhũ tương khi phim bị chiếu bởi bức xạ Độ hạt phụ thuộc vào kích thước của các tinh thể halide bạc (cỡ 1-1,5 micromet), phụ thuộc vào năng lượng bức xạ Các phim tốc

độ cao thường có độ hạt lớn và ngược lại

1.2.3.7 Độ nét của phim

Độ nét của ảnh trên phim chụp sau khi xử lý phụ thuộc vào kích thước và sự phân bố của các hạt halide bạc trong lớp nhũ tương Nói chung, các hạt càng nhỏ thìcàng có nhiều thành phần mịn được rửa hơn Hai yếu tố ảnh hưởng đến độ nét của phim là độ hạt và hiệu ứng của các điện tử thứ cấp Độ nét phụ thuộc vào:

- Loại phim sử dụng: phim nhanh hoặc thô cho một vết lớn hơn của độ nét so vớiphim chậm

- Chất lượng của bức xạ chiếu: khi tăng năng lượng bức xạ sẽ làm tăng độ nét

Trang 18

- Mức độ xử lý: thời gian xử lý lâu hơn sẽ làm tăng độ nét Thời gian xử lý lâu hơn được dùng để dung hòa nhiệt độ của chất liệu không có ảnh hưởng đến độ nét.

- Loại màn tăng cường: màn tăng cường làm tăng độ nét của các phim chụp bức

xạ trong trường hợp bức xạ năng lượng thấp Màn tăng cường bằng chì có ảnh hưởng ít đến độ nét của hình ảnh tại một năng lượng nào đó của bức xạ

1.2.3.8 Hệ số phim

Hệ số phim được định nghĩa là liều chiếu (tính theo Rơnghen, R) để tạo ra một

độ đen xác định (thường là 2.0) dưới các điều kiện rửa phim xác định

Hệ số phim phụ thuộc vào loại phim và năng lượng bức xạ Phim nhanh thường

có hệ số phim thấp hơn phim chậm Cùng một loại phim, hệ số phim sẽ khác nhau đối với bức xạ năng lượng khác nhau Ví dụ phim Agfa D7 có hệ số phim đối với nguồn Ir - 192 là 1,4 R, trong khi với nguồn Co - 60 (năng lượng cao hơn) là 2,8 R.Trong thực tế, người ta hay dùng khái niệm hệ số phim tương đối Hệ số phimtương đối là tỷ số giữa hệ số phim của loại phim đó so với hệ số phim của một phimxác định Bảng dưới đây giới thiệu hệ số phim tương đối của một số loại phim STRUCTURIX thuộc hãng Agfa - Gevaert (So với phim D7) và Gradient G2.0 (độ tương phản của phim ở độ đen 2.0) của các phim đó

Chú ý: Các phim chậm thường có độ tương phản và độ phân giải cao hơn, do đó trong lĩnh vực kiểm tra các mối hàn hoặc các vết nứt nhỏ, người ta thường dùng cácphim D2, D3, D4 hoặc D5

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến các đặc trưng của phim

- Độ mờ của phim tăng lên khi tăng thời gian hiện

- Tốc độ của phim (được xác định bởi vị trí của đường cong đặc trưng theo trục log giá trị của liều chiếu) tăng lên khi tăng thời gian hiện

- Độ tương phản của phim (được xác định bởi độ dốc của đường cong đặc trưng) tăng lên khi tăng thời gian hiện

- Độ hạt của ảnh chụp bức xạ tăng lên khi tăng thời gian hiện Xem xét kỹ những ảnh hưởng nói trên thời gian chuẩn nằm trong khoảng 4 – 6 phút ở nhiệt độ 200C cho các loại thuốc hiện khác nhau

- Độ tương phản của phim tăng khi độ đen tăng lên dọc theo phần đường thẳng tuyến tính trên đường cong đặc trưng

Trang 19

- Độ đen có sẵn trong phim, tuổi phim và những điều kiện trong quá trình thực hiện chụp ảnh hưởng đến độ mờ của phim.

 Dựa vào cách sử dụng thì phim dùng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp được chia thành 3 nhóm:

- Loại phim sử dụng với màn tăng cường bằng muối: có khả năng ghi nhận được ảnh chụp bức xạ với liều chiếu nhỏ nhất

- Loại phim trực tiếp: dùng trực tiếp hoặc dùng với màn tăng cường bằng chì Một số trong những loại phim này cũng có thể sử dụng được cùng với màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quang

- Loại phim dùng với màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quang

 Dựa vào tốc độ phim, độ hạt và độ tương phản thì phim dùng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp được chia làm 4 loại:

Bảng 1 2 Phân loại phim chụp ảnh bức xạ

Loại

Độhạt

Độtươngphản1

Dùng cho phép kiểm tra đặc biệt, dùng điện áp cao và chụp kim loại

nhẹ và hợp kim của chúng

Rấtchậm

Cực

2

Dùng để chụp những kim loại nhẹvới số KV thấp hơn và những phần

kim loại nặng với 1- 2MV

Trungbình

4 Tốc độ cao nhất và độ tương phản

cao khi sử dụng với màn tăng cường

huỳnh quang Độ tương phản thấp

hơn khi sử dụng trực tiếp hoặc với

bình

Trungbình

Trang 20

Quá trình xử lý phim gồm 6 bước sau:

- Chuẩn bị trước khi xử lý phim

- Hiện ảnh (tạo ra ảnh nhìn thấy)

- Rửa trung gian

- Hãm ảnh (loại bỏ các tinh thể halogen thừa)

- Rửa nước (Loại bỏ nước hãm thừa)

- Phơi hoặc sấy khô (loại bỏ nước thừa)

I.2.6.1 Chuẩn bị trước khi xử lý

- Kiểm tra buồng tối

Phim được xử lý trong buồng tối Trước khi sử dụng buồng tối cần kiểm tra độ

an toàn của ánh sáng trong buồng tối đối với phim Việc kiểm tra cần tiến hành bằng cách đặt một vật dụng nào đó (ví dụ thước kẻ, bút viết, ) lên một tấm phim đểngỏ Sau 10 phút tráng phim, nếu trên phim xuất hiện vật dụng thì cần che chắn lại buồng tối để ánh sáng không lọt vào

Trang 21

3 3

AgNO  KBr  KNO  AgBr

Thuốc hiện là chất cung cấp electron cho phản ứng khử

Khi bị chiếu xạ có một hàng rào ion âm Br- xung quanh tinh thể AgBr vì thế các electron từ thuốc hiện không thể xuyên qua hàng rào vào tinh thể do lực đẩy tĩnh điện

Khi tinh thể bị chiếu xạ, xuất hiện các tâm hiện, các tâm này tạo ra các điểm yếu trong hàng rào ion Br-, nhờ đó electron có thể lọt vào tinh thể tham gia phản ứng khử ion bạc để tạo ra bạc kim loại dươí dạng các điểm tối: e  Ag  Ag

- Thành phần của thuốc hiện

Mỗi loại thuốc hiện thường gồm từ các chất sau:

Chất hiện: 3 loại chất hiện thường dùng là Metol, Hydroqninone và Phenidone Người ta có thể kết hợp các chất hiện, Ví dụ: Metol - Hydroqninone, Hydroqninone

- Phenidone Chất hiện là chất cung cấp e- cho phản ứng khử

Chất tăng tốc: Chât tăng tốc thường là chất có hoạt tính kiềm, chẳng hạn Na2CO3,NaOH, K2CO3, KOH, Độ kiềm cao thúc đấy sự giải phóng e- khỏi thuốc hiện trong một thời gian ngắn, nhờ đó ảnh có độ tương phản cao

Chất bảo quản: các dung dịch thuốc hiện thường bị oxi hoá trong môi trường không khí làm thuốc dễ bị thoái hoá Để làm chậm tốc độ oxi hoá, kéo dài thời gian

sử dụng, người ta dùng các chất bảo quản, phổ biến nhất là Na2SO3 hoặc K2SO3.Chất hạn chế hay chất chống nhiễu: Thuốc hiện có khả năng khử các hạt AgBr chưa bị chiếu xạ, đó là hiện tượng tạo nền phông nhiễu Để khắc phục hiện tượng này, người ta dùng chất hạn chế hay chất chống nhiễu Nhờ chất này quá trình tạo nhiễu diễn ra chậm hơn nhiều so với quá trình tạo ảnh Các muối tan của Br, chẳng hạn KBr, với nồng độ 5g/lít thường được dùng làm chất chống nhiễu

- Quan hệ thời gian - nhiệt độ

Mối loại thuốc hiện thường có bảng chỉ dẫn mối quan hệ giữa nhiệt độ của thuốc hiện và thời gian hiện ảnh Trong trường hợp không có bảng chỉ dẫn có thể dùng bảng sau đây:

Bảng 1 3 Quan hệ thời gian - nhiệt độ hiện ảnh

Trang 22

Chú ý: Nhiệt độ thuốc hiện không nên để thấp dưới 18oC hoặc trên 30oC.

- Giũ phim

Sau khi hiện, phim được giũ trong bồn nước lưu thông trong thời gian khoảng 2 - 3 phút để loại các chất hiện còn thừa bám trên phim Người ta có thể dùng dung dịch axêtic 2 - 3% để giũ phim nhằm giảm thời gian giũ phim xuống còn 30 giây

Chú ý: Sau khi giũ xong cần nhanh chóng chuyển phim sang bồn hãm để tránh hiện tượng oxi hoá lớp bề mặt phim

I.2.6.3 Hãm phim

Hãm phim là quá trình cố định ảnh bằng cách chỉ giữ lại các hạt bạc kim loại tạo thành ảnh trên phim Trong quá trình hãm phim, các phân tử AgBr chưa được hiện trong phim sẽ được hoà trong chất hãm phim Chất hãm thường dùng là Na2S2O3

hoặc chất hãm nhanh (NH4)2S2O3 Dung dịch của chúng nhanh chóng hoà tan AgBr còn lại trên phim Ngoài chất hãm người ta còn sử dụng một số chất phụ gia như axit axêtic để dung hoà các vết thuốc còn lại và Na2SO3 để ngăn chặn sự phân huỷ lưu huỳnh và tái tạo chất hãm theo phản ứng:

Na2SO3 + S -> Na2S2O3

Thời gian phim lưu trong bồn hãm khoảng 10 phút Trường hợp dùng thuốc hãm nhanh, thời gian này có thể giảm xuống còn khoảng 2 - 3 phút

Nhiệt độ của bồn hãm tương tự như nhiệt độ của bồn hiện hoặc bồn giũ

I.2.6.4 Rửa nước

Sau khi hãm, phim mang theo một số hoá chất từ bồn hãm Các hoá chất này nếu lưu lại trên phim sẽ làm phim biến mầu và mờ dần theo thời gian Để khắc phục hiện tượng này, phim cần rửa sạch trong bồn nước lưu thông Thời gian rửa phụ thuộc vào nhiệt độ của nước:

Nhiệt độ 25oC, thời gian rửa khoảng 20 phút

Chú ý: Không rửa nước ở nhiệt độ quá thấp (dưới 15oC); khi đó các hoá chất khó được rửa sạch hết; hoặc ở nhiệt độ quá cao (trên 40oC); khi đó chất nhũ tương có thể

bị biến dạng

Trang 23

I.2.6.5 Làm khô

Phim trước khi đem bảo quản hoặc khảo sát cần được làm khô Trước khi làmkhô, phim có thể nhúng vào dung dịch làm khô khoảng 30 giây sau đó được đưa vào máy xấy trong vòng 1 - 1,5 phút

Chú ý: Trường hợp không có máy xấy, có thể treo phim để phim khô tự nhiên [3]

1.3 Chỉ thị chất lượng ảnh

1.3.1 Độ nhạy phát hiện khuyết tật

Độ nhạy được định nghĩa bằng công thức sau:

Sf = Kích thư ớ c c ủ a khuy ế t t ậ t nh ỏ nh ấ t có th ể phát hiệ n đ ư ợ c B ề dày m ẫ u v ậ t x100% (1.4)

Đây là một công thức lý thuyết, nhưng không thực tế vì độ nhạy của quá trình phát hiện khuyết tật là một hàm phức tạp của các biến số: kích thước, hình dạng, vị trí và hệ số hấp thụ tuyến tính của khuyết tật, loại phim được sử dụng, độ đen của hình ảnh nhận được Nên không thể tính hoặc tìm độ nhạy của quá trình phát hiện khuyết tật tuy nhiên độ nhạy của ảnh chụp bức xạ chính là độ nhạy của quá trình phát hiện ra nó nên ta có thể sử dụng các chỉ thị chất lượng ảnh IQI để gián tiếp chỉ khả năng phát hiện khuyết tật hoặc sự thay đổi bề dày trong mẫu vật kiểm tra

Có hai phương pháp được sử dụng phổ biến để xác định độ nhạy chụp ảnh phóng

xạ nhất là:

- Xác định độ nhạy nhờ khả năng phát hiện một sợi dây cùng vật liệu như mẫu được kiểm tra, khi sợi dây đó nằm trên bề mặt của mẫu về phía xa so với phim.Đường kính của sợi dây nhỏ nhất có thể phát hiện trên phim chụp ảnh phóng

xạ được coi là một tiêu chuẩn đánh giá độ nhạy

- Xác định độ nhạy nhờ khả năng phát hiện một lỗ khoan trên một bản mỏng cùng loại vật liệu như mẫu, nó được bố trí nằm trên mẫu về phía xa so với phim Đường kính của lỗ nhỏ nhất có thể phát hiện trên phim chụp ảnh phóng

xạ được coi là một tiêu chuẩn đánh giá độ nhạy

Trang 24

Các thiết bị bố trí các dây có đường kính khác nhau hoặc các tấm nêm nhảy bậc với các lỗ khoan, được gọi là vật chỉ thị chất lượng ảnh IQI (Image Quality

Indicators)

1.3.3 Các đặc trưng của IQI

Các đặc tính cơ bản yêu cầu đối với một vật chỉ thị chất lượng ảnh là:

- Nhạy trong việc đọc nó để thay đổi trong các kỹ thuật chụp ảnh phóng xạ

- Phương pháp đọc ảnh của IQI phải đơn giản và rõ ràng, các người kiểm tra khác nhau cũng sẽ thu được cùng một giá trị từ một phim chụp ảnh

- Linh hoạt, tức là có thể sử dụng với một dải các bề dày mẫu

- Nhỏ, ảnh của IQI phải xuất hiện trên ảnh chụp phóng xạ và vì thế phải khôngche lấp hoặc làm sai các khuyết tật trong mẫu

- Dễ sử dụng

- Hợp nhất một vài giá trị của việc đồng nhất kích thước của nó

Trên thế giới người ta thường sử dụng hai dạng chỉ thị chất lượng ảnh: IQI dạng dây và IQI dạng bậc và lỗ

a) dạng dây; b) dạng bậc thang lỗ

1.3.4.1 IQI dạng dây

Loại IQI dây bao gồm một loạt các sợi dây thẳng (dài ít nhất là 25 mm) làm bằng loại vật liệu như mẫu kiểm tra, với các đường kính dây được lựa chọn từ các giá trị được trình bày trong bảng sau Đường kính các dây có dung sai  5% Các

Hình 1 6 Các loại IQI thường sử dụng

Trang 25

dây được đặt song song cách nhau 5 mm giữa hai tấm vật liệu có độ hấp thụ tia X thấp như tấm polyetilen Đối với các dây mỏng nhất có thể được căng trên một cái khung dây bằng thép và không có tấm hấp thụ IQI phải có sự thống nhất về các chữcái để chỉ rõ vật liệu của các dây và các số dây được sử dụng.

Đường

kính (mm)

Số củadây

Đườngkính và chiều

dày (mm)

Số củabậc

Đườngkính và chiều

Đường kính của lỗ bằng chiều dày của bước và được làm theo các giá trị được trình bày trong bảng dưới đây Các bước với bề dày lớn hơn hoặc bằng %.0,8mm chỉ có một lỗ đơn Các bước với một bề dày nhỏ hơn 0,8mm có thể có hai hoặc

Bảng 1 4 Số thứ tự và đường kính của các dây IQI tiêu chuẩn quốc tế

Trang 26

nhiều lỗ được bố trí khác nhau theo từng bước Khoảng cách từ tâm của lỗ tới mép của bước, hoặc giữa các mép của các lỗ, phải không được nhỏ hơn đường kính lỗ 1mm Dung sai trong các kích thước này là 5

1.3.5 Đặt IQI

Khi đặt IQI, các yêu cầu sau sẽ phải được tuân thủ:

IQI phải được đặt trên vật kiểm ở phía nguồn Nếu vì lý do thiết kế, không thể đặt IQI phía bên nguồn của vật thì tốt nhất là không sử dụng IQI, nhưng nếu cần thiết có thể tiến hành kiểm tra trên một mẫu giả có cùng bề dày và dạng hình học.IQI phải được đặt hợp lý cạnh đường biên của vùng quan tâm, với bước mỏng hơn (IQI lỗ/ bước) hoặc dây nhỏ nhất (loại IQI dây) phải ở phía xa nhất từ trục chùm tia

Trong chụp ảnh mối hàn, loại IQI bước/ lỗ phải được đặt trên một miếng nêm và sau đó được đặt và song song với đường hàn, và loại dây phải được đặt sao cho các dây vắt ngang chiều dài đường hàn

Trong trường hợp chụp các vật đúc có nhiều chiều dày, sẽ phải sử dụng nhiều IQI tương ứng với các bề dày khác nhau trong vật đúc

Đối với các vật quá nhỏ không thể đặt IQI lên nó được, thì IQI phải được đặt lên một khối đồng dạng có cùng vật liệu như mẫu và được chụp dọc theo cùng với mẫu.Một IQI sẽ đại diện cho một vùng của ảnh chụp trong vùng mà độ đen ảnh chụp không thay đổi nhiều hơn -15% đến +30% Hơn nữa, sẽ dùng hai IQI, một chỉ rõ mức độ nhạy vùng này của ảnh và một chỉ mức độ nhạy của vùng kia của ảnh.Trong trường hợp chụp toàn cảnh (4) thì tối thiểu một IQI phải được dùng cho mỗi góc 1/4 [2]

1.3.6 Tính toán và đánh giá độ nhạy ảnh chụp bức xạ

1.3.6.1Khi có yêu cầu về độ nhạy

Độ nhạy của chụp ảnh bức xạ sẽ không được tính theo công thức (1.4) mà sẽ được tính bằng:

Đ ộ nh ạ y IQI = B ề dày (l ỗ ho ặ c b ậ c ) nh ỏ nh ấ t phát hi ệ ndđ ượ c

B ề dày m ẫ u v ậ t ki ể mtr a .100 %

Từ đó ta có thể lựa chọn dây IQI để phù hợp với yêu cầu về độ nhạy:

Trang 27

B ề dày dây (l ỗ ho ặ c b ậ c ) nh ỏ nh ấ t c ầ n nhìnthấ y đ ượ c

¿Đ ộ nh ạ y IQI

100 B ề dày mẫ u v ậ t ki ể mtra

1.3.6.2Khi không có yêu cầu về độ nhạy

Khi không có yêu cầu cụ thể về độ nhạy cần đạt được, ta có thể lựa chọn IQI dựa trên bảng 1.6

Bảng 1 6 Lựa chọn IQIPhạm vi chiều dày một thành danh nghĩa

IQI

1.4 Giải đoán ảnh chụp bức xạ

Mục đích của việc kiểm tra một mẫu vật bằng phương pháp chụp ảnh bức xạ là

để phát hiện và xác định các khuyết tật bên trong nó Do đó việc giải đoán chính xác các ảnh chụp bức xạ là một trong những công việc rất quan trọng Các hình ảnh xuất hiện trên phim có thể là do một trong các nguyên nhân sau:

- Do các bất liên tục nằm trên bề mặt mẫu được kiểm tra

- Do các bất liên tục nằm trong mẫu vật

- Do phim

Điều quan trọng là xác định được nguồn gốc của tất cả các hình ảnh xuất hiện trên phim và phân loại được hình ảnh của các bất liên tục bên trong mẫu Tất cả các bất liên tục này phải được định danh theo bản chất, kích thước và vị trí của chúng

Trang 28

Để giải đoán được ảnh chụp bức xạ một cách có hiệu quả thì người giải đoán cần nắm được những vấn đề sau:

- Kỹ thuật chụp ảnh bức xạ đã được sử dụng và độ nhạy đạt được

- Ảnh chụp bức xạ mẫu cảu các bất liên tục đặc trưng

- Chi tiết về mẫu vật được kiểm tra, quá trình gia công chế tạo và các bất liên tục có thể sinh ra trong quá trình gia công này

- Chi tiết về quy trình thực hiện ảnh chụp bức xạ

Trang 29

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Máy phát tia X MHF 200D

2.1.1 Cấu tạo máy

Máy phát tia X MHF 200 D gồm các bộ phận chính:

Bàn điều

khiển

Đèn cảnh báo

Cáp nối cao áp

Cửa sổ ống phát

Đầu phát tia

Hình 2 1 Máy phát bức xạ tia X MHF 200D

Trang 30

2.1.2 Thông số kỹ thuật

Bảng 2 1 Các thông số kĩ thuật của máy phát bức xạ tia X MHF 200D

Cường độ dòng ở công suất cực đại 4,5 mA

Trang 31

lại sau một thời gian nghỉ Trong các máy phát tia X hiện đại, tự bản thân chúngđược lập trình sẵn quá trình sấy máy và giới hạn khoảng thời gian làm việc để tựbảo vệ, tránh việc hoạt động quá tải.

Máy MHF200D hiện tại của bộ môn có chu kỳ hoạt động là 50%

- Hiệu suất phát tia

Phần lớn năng lượng của các điện tử tương tác với bia được chuyển thành nănglượng nhiệt và chỉ một phần rất nhỏ trong đó dược chuyển thành năng lượng dướidạng tia X, điều này cũng phụ thuộc vào điện thế gia tốc các điện tử trong ốngphóng Trong các ống phóng điện áp rất thấp (cỡ 30kV) thì chỉ có 0,1% năng lượngchùm điện tử được chuyển sang dạng năng lượng tia X Với điện áp 100kV, hiệusuất tạo ra tia X tăng khoảng 1% Với điện thế khoảng 30 - 40MV hiệu suất tạo tia

X vượt đến 40% Hiệu suất chuyển đổi cũng phụ thuộc vào vật liệu làm bia mà nhất

là những vật liệu có khối lượng nguyên tử lớn như Tungsten

Tổng quát, hiệu suất tạo ra tia X được xác định bởi phương trình:

E = K V Z

Trong đó: E là hiệu suất chuyển đổi

V là điện áp

Z là nguyên tử số

K là một hằng số có giá trị là 10-7 đối với Tung sten

Số lượng hoặc cường độ của các tia X được tạo ra phụ thuộc vào số các điện tửđập vào bia (nghĩa là dòng của ống) Dòng của ống phóng (cỡ mA) có thể được điềuchỉnh bằng việc điều chỉnh số các điện tử được phát ra bởi sợi đốt (nghĩa là điềuchỉnh dòng chạy qua sợi đốt) Việc tăng mA sẽ làm tăng số các điện tử va đập vàobia và kết quả là làm tăng số lượng hoặc cường độ của các tia X Việc thay đổi mAkhông tạo nên thay đổi chiều dài bước sóng của tia X đã được tạo ra

Năng lượng của các tia X đã được tạo ra phụ thuộc vào động năng của các điện

tử đập vào bia Năng lượng của các điện tử va đập được điều chỉnh bằng cách thayđổi điện thế gia tốc (kV) Việc tăng giá trị điện áp kV dẫn đến việc tạo ra những tia

X có năng lượng lớn hơn do đó có khả năng truyền sâu hơn

Trang 32

2.2 Quy trình thực hiện.

- Nghiên cứu giản đồ liều chiếu kèm theo máy

- Xây dựng đường cong đặc trưng giữa liều chiếu và độ đen cho từng bề dày lần lượt tại các cao áp: 60kV; 70kV; 80kV; 90kV; 100kV; 110kV; 120kV; 130kV; 140kV:

o Với mỗi bề dày nhôm, tại từng cao áp, chụp kiểm tra 5 lần với 5 liều chiếu khác nhau

Chú ý: Căn cứ vào giản đồ liều chiếu để tính toán liều chiếu phù hợp sao cho

độ đen thu được nằm trong khoảng ~2.0 (ít nhất 2 độ đen >2.0; 2 độ đen <2.0)

o Xử lý phim trong cùng điều kiện, đo độ đen

o Xây dựng đường cong đặc trưng

o Từ đường cong đặc trưng vừa xây dựng được nội suy liều chiếu khi chụp đạt được độ đen D = 2.0

o Chụp kiểm tra với liều chiếu nội suy được

o Hiệu chỉnh lại liều chiếu

Tiến hành các bước như trên cho 5 mẫu nhôm bề dày khác nhau tại từng cao áp

- Xây dựng giản đồ liều chiếu cho từng cao áp

Căn cứ vào kết quả liều chiếu hiệu chỉnh ở trên, xây dựng giản đồ liều chiếu thể hiện quan hệ giữa bề dày và liều chiếu để khi chụp đạt được độ đen 2.0

- Xây dựng giản đồ liều chiếu cho máy.

Từ các giản đồ liều chiếu cho từng cao áp, xây dựng giản đồ liều chiếu cho máy MHF 200D

2.3 Chuẩn bị trước khi chụp.

Trang 33

Hình 2 2 Mẫu nhôm trong quá trình thực hiệnTrong đồ án này, mẫu được sử dụng là mẫu nhôm trong công nghiệp Mẫu là mẫu hình hộp có các kích thước trong khoảng 6mm đến 90mm.

Bảng 2 2 Kích thước mẫu kiểm tra

2.3.2 Lựa chọn phim, thuốc rửa

- Lựa chọn phim chup:

Trang 34

Căn cứ vào bảng 1.2, với mẫu nhôm là kim loại nhẹ nên lựa chọn phim loại 2 đểchụp Kết hợp với phân loại phim của hang FUJI (bảng 2.), lựa chọn được phim FUJI#100.

Bảng 2 3 Phim chụp ảnh bức xạ trong công nghiệp của hãng FUJI

Co - 60

Bức xạ tia X

ASTM

Màn tăngcườngkim loạihuỳnhquangSMP 308

Màn tăngcườnghuỳnhquang

KZ-S-F

khôngdùng màn

tăngcường

cườnghuỳnhquang

- Thuốc rửa được sử dụng là thuốc rửa của hãng FUJI.

2.4 Bố trí hình học đo

- Đầu phát bức xạ tia X được đặt trên một giá chắc chắn bằng sắt, hướng phát tia

hướng xuống dưới Khoảng cách giữa đầu phát và giá đỡ là 700mm

- Phim được đặt ngay sát mẫu ở phía đối diện với nguồn

- Dưới phim có một tấm chì để chống tán xạ ngược

- Chỉ thị chất lượng ảnh được đặt trên mẫu

Trang 35

Hình 2 3 Bố trí hình học đo

Hình 2 4 Bố trí phim chụp

Trang 36

2.5 Xây dựng giản đồ liều chiếu cho từng cao áp

2.4.1 Cao áp 60kV.

2.4.1.1 Điều kiện xử lý phim.

Tất cả các phim sau khi chụp được xử lý trong cùng điều kiện:

- Nhiệt độ: 200C

- Thời gian hiện: 5 phút

- Thời gian rửa trung gian: 1 phút

- Thời gian hãm: 10 phút

- Thời gian rửa cuối: 30 phút

2.4.1.2 Kết quả thu được

Cường độ(mA)

Thời gian (phút, giây)

Độ đen(Đo được)

Trang 37

Hình 2 5 Đường cong đặc trưng cho nhôm với bề dày 6.02mm tại cao áp 60kV

Cường độ(mA)

Trang 38

Cường độ(mA)

Trang 39

Cường độ(mA)

Trang 40

Cường độ(mA)

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	2,57 MB