مقاله رادیوگرافی

توضیحات

 مقاله رادیوگرافی دارای 77 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله رادیوگرافی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله رادیوگرافی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله رادیوگرافی :

پرتوهای الكترومغناطیس با طول موجهای بسیار كوتاه ،‌یعنی پرتوهای X و   ، بدرون محیطهای مادی جامد نفوذ كرده ولی تا حدی بوسیله آنها جذب می شوند. میزان جذب به چگالی و ضخامت ماده ای كه موج از آن می گذرد و همچنین ویژگیهای خود پرتوالكترومغناطیس بستگی دارد. تشعشعی را كه از ماده عبور می كند می توان روی فیلم و یا كاغذ حساس آشكارسازی و ثبت نموده ، بر روی یك صفحه دارای خاصیت فلورسانس و یا به كمك تجهیزات الكترونیكی مشاهده نمود.

به بیان دقیق ، رادیوگرافی به فرآیندی اطلاق می شود كه در آن تصویر بر روی یك فیلم ایجاد شود. هنگامی كه تصویری دائمی بر روی یك كاغذ حساس به تابش ثبت گردد،‌فرآیند به رادیوگرافی كاغذی موسوم می باشد. سیستمی كه در آن تصویری نامریی بر یك صفحه باردار الكترواستاتیكی ایجاد شده و از این تصویر برای ایجاد تصویر دائمی بر روی كاغذ استفاده می شود، به رادیوگرافی خشك شهرت داشته و فرآیندی كه بر یك صفحه دارای خاصیت فلورسانس تصویر گذار تشكیل می دهد، فلورسكپی نامیده می شود. بالاخره هنگامی كه شدت تشعشعی كه از ماده گذشته بوسیله تجهیزات الكترونیكی نمایان و مشاده گردد، با فرآیند پرتوسنجی سرو كار خواهیم داشت.

به جای پرتوهای X و   می توان از پرتوهای نوترون استفاده نمود ، این روش به رادیوگرافی نوترونی موسوم می باشد (به بخش 2-7 فصل 7 رجوع كنید)
هنگامی كه یك فیلم رادیوگرافی تابش دیده ظاهر شود ،‌با تصویری روبرو خواهیم بود كه كدورت نقاط مختلف آن متناسب با تشعشع دریافت شده بوسیله آنها بوده و مناطقی از فیلم كه تابش بیشتری دریافت كرده اند سیاه تر خواهند بود. همانطور كه پیش از این اشاره كردیم ،‌میزان جذب در یك ماده تابعی از چگالی و ضخامت آن می باشد. همچنین وجود پاره ای از عیوب از قبیل تخلخل و حفره نیز بر میزان جذب تأثیر می گذارد. بنابراین ، آزمون رادیوگرافی را می توان برای بازرسی و آشكارسازی برخی از عیوب مواد و قطعات مورد استفاده قرار داد. در بكار بردن سیستم رادیوگرافی و دیگر فرآیندهای مشابه یابد نهایت دقت اعمال شود ،‌زیرا پرتوگیری بیش از حد مجاز می تواند نسوج بدن را معیوب نماید.

كاربردهای رادیوگرافی
ویژگیهایی از قطعات و سازه ها را كه منشأ تغییر كافی ضخامت یا چگالی باشند، می توان به كمك رادیوگرافی آشكارسازی و تعیین نمود. هر چه این تغییرات بیشتر باشد آشكارسازی آ“ها ساده تر خواهد بود ،‌تخلخل و دیگر حفره ها و همچنین ناخالصیها – به شرط آنكه چگالیشان متفاوت با ماده اصلی باشد . از جمله اصلی ترین عیوب قابل تشخیص با رادیوگرافی به شمار می روند. عموماً بهترین نتایج بازرسی هنگامی حاصل خواهد شد كه ضخامت عیب موجود در قطعه ، در امتداد پرتوها ، قابل ملاحظه باشد. عیوب مسطح از قبیل تركها ،‌به سادگی قابل تشخیص نبوده و امكان آشكارسازی آنها بستگی به امتدادشان نسبت به امتداد تابش پرتوها خواهد داشت. هر چند كه حساسیت قابل حصول در رادیوگرافی به عوامل گوناگونی بستگی پیدا می كند ؛ ولی در حالت كلی اگر ویژگی مورد نظر تفاوت میزان جذب 2درصد یا بیشتر ،‌نسبت به محیط مجاور ،‌را به همراه داشته قابل تشخیص خواهد بود.
رادیوگرافی و بازرسی فراصوتی (به فصل 5 رجوع كنید ) روشهایی هستند كه معمولاً برای آشكارسازی موفقیت آمیز عیوب درونی و كاملاً زیر سطحی مورد استفاده قرار می گیرند. البته باید توجه دشات كه كاربرد آنها به همین مورد محدود نمی كگدرد. این دو روش را می توان مكمل همدیگر دانست ، زیرا در حالیكه رادیوگرافی برای عیوب غیر مسطح مؤثرتر می باشد، روش فراصوتی نقایص مسحط را راحت تر تشخیص می دهد.

تكنیكهای رادیوگرافی غالباً برای آزمایش جوش و قطعات ریختگی مورد استفاده قرار می گیرد و در بسیاری از موارد ، از جمله مقاطع جوش و ریختگی های ضخیم سیستم های فشار بالا (مخازن تحت فشار ) ،‌بازرسی با رادیوگرافی توصیه می شود. همچنین می توان وضعیت استقرار و جاگذاری صحیح قطعات مونتاژ شده سازه ها را به كمك رادیوگرافی مشخص نمود. یكی از كاربردهای بسیار مناسب به جای این روش ، بازرسی مجموعه های الكتریكی و الكترونیكی برای پیدا كردن ترك ، سیمهای پاره شده ، قطعات اشتباه جاگذاری شده یا گم شده و اتصالات لحیم نشده است. ارتفاع مایعات در سیستم های آب بندی شده حاوی مایع را نیز می توان با روش رادیوگرافی تعیین نمود.
هر چند روش رادیورگرافی را می توان برای بازرسی اغلب مواد جامد بكار برد، ولی آزمایش مواد كم چگالی و یا بسیار چگال می تواند با مشكلاتی همراه باشد. مواد غیر فلزی و همچنین فلزات آهنی و غیر آهنی ،‌در محدوده وسیعی از ضخامت ، را می توان با این تكنیك بازرسی كرد. حساسیت روشهای رادیوگرافی به پارامترهای چندی از جمله نوع و شكل قطعه و نوع عیوب آن بستگی دارد. این عوامل در بخشهای زیرین مورد توجه قرار خواهد گرفت.

برخی از محدودیت رادیوگرافی
هر چند بازرسی غیر مخرب به روش رادیوگرافی تكنیكی بسیار مفید برای آزمون مواد به حساب می آید ،‌ولی دارای محدودیتها و معایبی نیز هست.هزینه های مرتبط با رادیوگرافی در مقایسه با دیگر روشهای غیر مخرب بالا می باشد ؛ میزان سرمایه گذای ثابت برای خرید تجهیزات اشعه X زیاد بوده و بعلاوه ، فضای قابل ملاحظه ای برای آزمایشگاه كه تاریكخانه نیز بخشی از آنست مورد نیاز است . هزینه سرمایه گذاری برای منابع اشعه X قابل جابجایی كه برای بازرسی های «درجا» مورد استفاده قرار می گیرند بسیار كمتر ؛ ولی به تاریكخانه و فضای تفسیر فیلم نیاز خواهد بود.
هزینه های عملیاتی رادیورگافی نیز بالا می باشد ،‌زمان سوار كردن و تنظیم دستگاهها معمولاً طولانی بوده و ممكن است بیش از نصف كل زمان بازرسی را در برگیرد. رادیوگرافی پای كار قطعات و سازه ها ممكن است فرآیندی طولانی باشد، زیرا تجهیزات قابل جابجایی اشعه X دارای پرتوهای كم انرژی بوده و چشمه های قابل جابجایی اشعه   نیز ،‌به همین ترتیب ، شدت نسبتاً كمی دارند زیرا منابع پر انرژی احتیاج به حفاظ های سنگینی داشته و بنابراین عملاً قابل انتقال نخواهند بود.

با توجه به این عوامل ،‌رادیوگرافی پای كار به ضخامت های تا 75 میلیمتر فولاد یا معادل آن محدود می گردد؛ در اینحال نیز آزمایش مقاطع ضخیم ممكن است تا چند ساعت طول كشد . در اینگونه موارد ممكن است پرسنل واحد مورد بازرسی برای مدتی طولانی مجبور به ترك محل گردند ،‌كه این عامل را نیز باید در زمره معایب این تكنیك بازرسی به حساب آورد.
هزینه های عملیاتی فلورسكپی اشعه X ، در مقایسه با رادیوگرافی ،‌بسیار كمتر می باشد. زمان تنظیم و سوارد كردن تجهیزات بسیار كوتاهتر و زمان تابش دهی نیز معمولاً كوتاه بوده و نیازی به آزمایشگاه ظهور فیلم نیست.

یكی دیگر از جنبه های هزینه زای رادیوگرافی لزوم حفاظت پرسنل از اثرات سوء پرتوها می باشد. در این خصوص باید تمهیدات ایمنی مورد لزوم به طور كامل برای پرسنل مستقیماً مرتبط با بازرسی و همچنین آنهایی كه در اطراف محل رادیوگرافی كار می كنند مورد توجه قرار گیرد.
همان طور كه یادآوری شد ،‌جملگی عیوب را نمی توان به روش رادیوگرافی ردیابی كرد؛ مثلاً ترك ها تنها در حالی قابل تشخیص خواهند بود. كه در امتداد تابش پرتوها قرار گیرند؛ حتی در این حالت هم تركهای ریز امكان مخفی شدن را خواهند داشت . عیوب تورقی فلزات نیز غالباً با رادیوگرافی قابل تشخیص نمی باشند.
 
اصول رادیوگرافی
در آزمون رادیوگرافی ، جسم مورد آزمایش در مسیر پرتوهای صادره از چشمه اشعه   X یا   قرار گرفته و محیط ثبت كننده (معمولاً فیلم ) نزدیك به جسم ولی در سمت مقابل چشمه تابش كننده قرار می گیرد.
پرتوهای X و   را نمی توان مانند شعاعهای نوری كانونی كرد و از این رو ، در بسیاری از موارد ، تابش های صادر شده از چشمه در مسیری مخروطی حركت می كنند. برخی از شعاعهای تابیده شده به جسم ، در آن جذب شده و گروهی دیگر پس از عبور از آن ، بر روی فیلم تصویری غیر قابل رؤیت كه احتیاج به ظهور دارد تشكیل خواهند داد. در حالیكه جسم دارای عیبی با ضریب جذب متفاوت با آن باشد ،‌میزان تشعشع رسیده به فیلم در مسیر عیب با نقاط اطراف آن كه پرتوهای گذشته از مناطق سالم را دریافت كرده اند متفاوت بوده و بنابراین فیلم ظاهر شده ، در منطقه مربوط به عیب دارای تفاوت رنگ خواهد بود. منطقه مذكور ممكن است دارای چگالی رنگ كمتر یا بیشتر از محیط مجاور خود (بسته به نوع عیب و قابلیت جذب نسبی آن ) باشد.

فیلم ظاهر شده تصویری دو بعدی از یك جسم سه بعدی می باشد كه ممكن است از نظر اندازه و شكل ،‌در مقایسه با جسم ، دچار اعوجاج شده باشد. موقعیت مكانی عیب درون قطعه را با یك بار رادیوگرافی نمی توان مشخص كرد، بلكه لازم است جسم از چند زاویه مختلف رادیوگرافی شده و به این طریق موقعیت عیب آن در مقایسه با ضخامت قطعه تعیین گردد.

منابع تشعشع
بخشی از بیناب امواج الكترومغناطیس پرتوهای با بسامد بسیار بالا (طول موج كوتاه ) كه متناظر با تابش های  X و   می باشد ، تنها بخشی از بیناب است كه می تواند از اجسام جامد جامد و مات عبور نماید. امواج الكترومغناطیس را می توان به صورت یكسری كوانتایا فوتون تصور نمود كه انرژی آنها بسته به بسامد موج تغییر می كند ، رابطه بین بسامد و انرژی فوتون طبق معادله كوانتمی پلانك به صورت زیر می باشد:
E  =h

كه E انرژی فوتون ،‌  بسامد و h ثابت پلانك ) J.s 34- 10*625/6= h ) است. انرژی فوتونها در منطقه پرتوهای X و   ، در بیناب ،‌از 50 تا 6 10  یا 7 10 الكترون ولت تغییر می كند. الكترون ولت (eV) واحد انرژی است و عبارت است از انرژی مورد نیاز برای حركت دادن یك الكترون بین دو نقطه با اختلاف پتانسیل یك ولت   J) 19- 10 *602/1=eV1) ،‌انرژی فوتونهای با بسامدهای مختلف نیز مشخص شده است.

پرتوهای X و   از یكدیگر قابل تمیز نبوده و تنها تفاوت آنها روش تولیدشان است : در حالیكه پرتوهای X از بمباران هدفی ؟؟ با الكترونهای دارای سرعت بالا در لامپ های اشعه X حاصل می شوند، پرتوهای گاما از فرآیند واپاشی مواد رادیواكتیو تولید         می شوند.

تولید اشعه X
همان طور كه در پاراگراف قبل یادآور شدیم ، اشعه X از طریق بمباران سطح فلزات با پرتوهای الكترونی با انرژی زیاد تولید می شود. اجزاء اصلی یك لامپ اشعه X  عبارتند از كاتد صادر كننده الكترون و آند كه هر دوی آنها درون لامپ كه از هوا تخلیه شده است قرار می گیرند. كاتد از یك رشته حلقوی تنگستن تشكیل شده و یك جریان الكتریكی با ولتاژ كم كه از درون آن می گذرد ، باعث گزارش و صدور ترمویونیك الكترون از آنمی گردد. بین كاتد و آند اختلاف پتانسیل الكتریكی زیادی برقرار است كه باعث شتاب گرفتن الكترونها در فاصله بین این دو می شود . اندازه این ولتاژ معمولاً بین 50 كیلوولت و یك مگاولت می باشد.

در مجاورت كاتد یك كلاهك یا سیم پیچ كانونی كننده قرار گرفته و به عنوان یك عدسی الكترومغناطیس ، الكترونهای تابش شده از كاتد را به صورت پرتوی نازك بر مركز آند میتاباند . آند از تكه كوچكی از ماده مورد نظر (معمولاً تنگستن ) كه در یك پایه (نگهدارنده ) مسی جاسازی شده تشكیل شده است. تنگستن به این دلیل مورد استفاده قرار می گیرد كه قابلیت آن برای صدور اشعه X و همچنین نقطه ذوبش بالا (3380 درجه سانتیگراد ) می باشد و می تواند دمای زیاد حاصل از برخورد الكترونها را تحمل نماید . قطعه مسی نگهدارنده آند بوسیله آب و یا روغن ،‌كه در داخلش جریان دارد ، سرد شده و به این طریق گرمای حاصل از برخورد الكترونها در اثر رسانایی مس منتقل شده و از صدمه دیدن آند جلوگیری می شود.
حباب دربرگیرنده كاتد و آند از شیشه ،‌مواد سرامیكی همچون آلومینا، فلزات و یا تركیبی از مواد ساخته می شود. اغلب لامپهای اشعه X امروزی سرامیكی – فلزی می باشند ،‌كه در هر محدوده ای از ولتاژ از لامپهای شیشه ای – فلزی كوچكترند.

حباب تخلیه شده از هوا باید در دماهای بالا از استحكام ساختمانی خوبی برخوردار بوده و بتواند تأثیرات گرمایی مربوط به تشعشع از سطح آند و همچنین نیروهای وارد از اتمسفر مجاور را تحمل نماید. شكل حباب به ولتاژ لامپ و طرح كاتد و آند بستگی داشته و در هر حال باید در مقابل آند پنجره ای وجود داشته باشد تا پرتوهای  X از لامپ خارج شوند. این پنجره از یك ماده دارای عدد اتمی پایین ساخته می شود تا میزان جذب اشعه X در آن به حداقل برسد. برای این منظور معمولاً از ورقه ای از فلز برلیم كه ضخامتش 3 تا 4 میلیمتر است استفاده می شود. اتصالات الكتریكی كاتد و آند به دیواره حباب ، از نوع ذوب جوش می باشد.

 لامپ اشعه X ، به منظور اطمینان از ایجاد ایمنی در مقابل شوك الكتریكی ولتاژ بالا در داخل یك محفظه فلزی كه كاملاً عایق شده قرار گرفته و معمولاً دارای پریز و دو شاخه ای می باشد كه قطع سریع كابلهای رابط بین لامپ و مولد ولتاژ بالا را امكان پذیر می سازد. تجهیزات رادیوگرافی قابل حمل كه برای بازرسی پای كار مورد استفاده قرار می گیرند،‌معمولاً دارای پوسته واحدی هستند كه مولد ولتاژ بالا و لامپ اشعه X    را در خود جا داده و بنابراین كابل اتصال ولتاژ قوی در فضای بیرونی مجموعه وجود ندارد.

یك جریان با ولتاژ كم ،‌رشته تنگستن كاتد را گداخته و به طریق صدور ترمویونیك ،‌در اطراف آن ابرالكترونی ایجاد می نماید. هنگامی كه اختلاف پتانسیل زیادی بین كاتد و آند برقرار شود، الكترونها در خلاء بین این دو شتاب گرفته و سطح آند را بمباران می كنند. پرتوالكترونی بنحوی كانونی میشود كه ناحیه كوچكی از سطح آند را كه به خال كانونی موسوم است مورا اصابت قرار دهد.
بخش اعظم انرژی پرتوالكترونی در برخورد با آند به حرارت تبدیل شده و بقیه آن به تابش X تبدیل می گردد، هر چه خال كانونی روی هدف (آند ) كوچكتر باشد ، تصویر رادیوگرافی حاصل از پرتو X دقیق تر خواهد بود. البته گرمایش بیش از حد آند امكان كوچك كردن خال كانونی را محدود می سازد. عملاً طراحی آند به نحوی انجام می شود كه بین دو خواسته در تقابل با هم ،‌یعنی عمر طولانی آند و حداكثر دقت رادیوگرافی ،‌توافق حاصل شود. در بسیاری از موارد سطح آند نسبت به امتداد پرتوهای الكترونی شیب دار بوده و الكترونها به نحوی كانونی می شوند كه تصویر خال كانونی در امتداد عمود بر پرتوها مربعی شكل و كوچك بوده در حالیكه خال كانونی روی سطح آند دراز و باریك می باشد.

در لامپهای اشعه X سه متغیر مهم وجود دارد كه عبارتند از جریان رشته كاتد ، ولتاژ (اختلاف پتانسیل بین كاتد و آند ) و جریان لامپ ، تغییر جریان كاتد ،‌دما و بنابراین آهنگ صدور ترمویونیك الكترونها از سطح آن را تغییر می دهد. افزایش ولتاژ لامپ نیز باعث افزایش انرژی پرتوالكترونی و افزون شدن انرژی و قدرت نفوذ اشعه X حاصل از برخورد آن به آند خواهد شد. سومین متغیر ،‌یعنی جریان لامپ ،‌میزان جریان الكترونها در فاصله بین كاتد و آند است و با دمای كاتد متناسب می باشد . به جریان لامپ ،‌معمولاً میلی آمپر آن اطلاق می شود و شدت پرتوهای X   ایجاد شده تقریباً با این كمیت متناسب می باشد.

این سیستم برای استفاده در آزمایشگاه اشعه X مناسب بوده و لامپ سرامیكی – فلزی آن ، كه در درون حفاظش قرار گرفته ،‌بر پایه ای قابل تنظیم كه تعیین موقعیت مناسب لامپ نسبت به قطعه مورد آزمایش را ممكن می سازد مستقر شده است.

بیناب اشعه X
پرتوهای حاصل از یك مولد اشعه X دارای یك طول موج مشخص نبوده و محدوده ای از طول موجها را شامل می شوند، دو فرآیند در تولید پرتوهای ایكس دخالت دارد. كندش نهایی الكترونها هنگامی كه با اتمهای آند برخورد می كنند پرتوهای X با طول موجهای متفاوت تولید می كند. این تشعشع سفید و یا بیناب پیوسته بسامدها به تابش ترمزی موسوم می باشد. گذشته از این بیناب پیوسته برخورد الكترونها با اتمهای آند ممكن است باعث جابجایی الكترونها از یك لایه اتمی به لایه با انرژی بیشتر گردد كه هنگام برگشت این الكترونها به لایه اصلی آنها ، انرژی ازاد شده به صورت تشعشع X با بسامد معین صادر خواهد شد. این پدیده را تحریك می نامیم و پرتوهای با بسامدهای مشخصه حاصل از آن ، شدت بسیار بیشتری در مقایسه با بیناب زمینه (پیوسته ) دارند. مواد مورد استفاده برای آند معمولاً دارای بیش از یك طول موج مشخصه (تحریكی ) می باشند ؛ ولی طول موج با بیشترین شدت تشعشع ،‌KA  نامیده می شود.

طول موج این تابش مشخص برای آند تنگستن ½ نانومتر می باشد. تشعشع حاصل از یك لامپ اشعه X دارای طول موجی حداقل (مینیمم ) می باشد ، كه مقدار آن متناسب با عكس ولتاژ لامپ است. این طول موج مینیمم (برحس نانومتر ) از رابطه زیر بدست می آید:
 
پرتوهای بخش با طول موج كم بیناب در رادیوگرافی از بیشترین اهمیت برخوردارند ،‌زیرا قابلیت نفوذ آنها بیشتر می باشد.
اندازه جریان لامپ بر توزیع طول موجهای بیناب آن تأثیری ندارد ولی شدت پرتوها را تغییر می دهد،
طول موج پرتوهای X و   پارامتر بسیار مهمی به شمار می رود و قابلیت نفوذ پرتوها در مواد ،‌با كاهش طول موج افزایش می یابد. به عبارت دیگر ، تشعشع با طول موج كوتاه در مقایسه با پرتوهای دارای طول موج بلند ،‌در یك ماده معین در عمق بیشتری نفذ كرده و همچنین قابلیت نفوذ در مواد چگال تر را نیز دارا خواهد بود.
بنابراین اگر طول موج مینیمم اشعه X با ازدیاد اختلاف پتانسیل بین آند و كاتد كاهش یابد ،‌قدرت نفوذ آن نیز متناسب با ازدیاد ولتاژ افزایش می یابد.
ملاحظه می شود كه پرتوهای حاصل از لامپ دارای ولتاژ 200 كیلوولت قابلیت نفوذ 25 میلیمتر را (در فولاد ) داشته و افزایش ولتاژ تا 1000 كیلوولت (یك مگا ولت ) این قدرت نفوذ را به حدود 125 میلیمتر می رساند. حد بالایی ولتاژ لامپ های متداول اشعه X ، عملاً در حدود 1000 كیلوولت است كه انرژی فوتونهای دارای كمترین طول موج ، در بیناب حاصل از آنها ، در حدود یك میلیون الكترون ولت می باشد.

برای تولید پرتوهای X با فوتونهای دارای انرژی تا 30 میلیون الكترون ولت باید از الكترونهای پر انرژی كه بوسیله ژنراتورهای واندرگراف ،‌شتاب دهنده های خطی و یا چشمه بتاترون تولید می شوند بهره گیری شود. قابلیت نفوذ پرتوهای X لامپهای اشعه X و چشمه های دارای انرژی بالا ، در فولاد لازم به یادآوریست كه ضخامت های ذكر شده در جدول ، به بازرسی های انجام گرفته برای زمانهای پرتودهی تا چند دقیقه و فیلمهای با سرعت متوسط مربوط می باشند؛ در صورتیكه بخواهیم مقاطع ضخیم تر را بازرسی كنیم ،‌باید زمان آزمون را طولانی تر كرده و همچنین از فیلم با سرعت بیشتر استفاده نماییم.
 
چشمه های تشعشع گاما
پرتوهای گاما حاصل واپاشی هسته‌اتمهای مواد رادیوآكتیو بوده و به عكس بیناب پیوسته (گسترده ) حاصل از لامپ های اشعه X ، تابش كننده های   یك یا چند طول موج كه هر یك از فوتونهای مشخص و با انرژی معین تشكیل شده ، تولید می كنند . رادیوم كه یك عنصر رادیواكتیو طبیعی است، مدتها به عنوان تابش كننده   در رادیوگرافی مورد استفاده قرار می گرفت ؛ ولی امروزه بیشتر از رادیوایزوتوپهای حاصل از رآكتورهای هسته ای استفاده می شود. ایزوتوپهایی كه معمولاً به عنوان چشمه تابش كننده   در رادیوگرافی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از سزیم 137 ،‌كبالت 60 ، ایریدیم 192 و تالیوم 170 (اعداد معرف عدد جرمی هسته های رادیواكتیو می باشند).

شدت تشعشع ساطع شده از یك چشمه تابش   با ادامه واپاشی هسته های ناپایدار به طور پیوسته كاهش می یابد، آهنگ واپاشی به طور نمایی و طبق رابطه زیر نسبت به زمان كم می شود:
كه I شدت تشعشع نخستین ،‌IT  شدت در زمان t و K ضریبی است ثابت كه به اتم های متلاشی شونده بستگی دارد . یكی از ویژگیهای مهم هر ایزوتوپ رادیواكتیو نیمه عمر آن می باشد ، این مدت عبارت از زمانی است كه شدت تشعشع به نصف میزان اولیه آن كاهش می یابد. بعد از دو نیمه عمر ، شدت تشعشع به 4/1 مقدار اولیه و پس از سه نیمه عمر به 8/1 آن كاهش می یابد و الی آخر . اگر نیمه عمر T و شدت تابش در زمان T نیز It باشد ، می توان نوشت :
 بنابراین :                                     
 و یا :                                   KT=LN2
                           و بالاخره                                
یكی دیگر از ویژگیهای هر چشمه تابش   قدرت آن است ، كه بر حسب كوری اندازه گیری می شود ، و عبارتست از تعداد فروپاشیهای اتمی در واحد زمان (یك ثانیه ) . قدرت چشمه نیز به طور نمایی نسبت به زمان كاهش یافته و در هر زمان می توان آن را از رابطه زیر به دست آورد:
                     S0e -kt= S   t

شدت تشعشع كه ،‌معمولاً بر حسب رونتگن در ساعت و در فاصله یك متری از چشمه اندازه گیری می شود ،‌عبارتست از قدرت چشمه ( بر حسب كوری ) ضربدر ظرفیت تشعشع ( برحسب رونتگن در ساعت در فاصله یك متری بر كوری ) . اندازه ظرفیت برای هر ایزوتوپ رادیواكتیو مقدار ثابتی است . یكی دیگر از ویژگیهای چشمه های   فعالیت ویژه آنهاست كه بر حسب كوری برگم بیان می شود و معیاری از فعالیت واحد جرم چشمه رادیواكتیو است .

چشمه های رادیوآكتیو تجارتی معمولاً ماهیت فلزی دارند،‌البته نمكهای شیمیایی و گازهای جذب شده بر سطح كربن نیز ممكن است به عنوان چشمه مورد استفاده قرار گیرند. چشمه تابش كننده در حفاظ نازكی از مثلاً آلومینیوم یا فولاد زنگ نزن قرار گرفته و به این طریق از در معرض قرار گرفتن و نشت ماده رادیواكتیو و همچنین استفاده نادرست و خطرزای آن جلوگیری می شود. این منبع لفاف شده ، درون محفظه ای فولادی كه دارای پوشش سربی است قرار داده می شود. معمولاً دو نوع محفظه نگهدارنده مورد استفاده قرار می گیرد. در یكی از این انواع ، چشمه رادیواكتیو در محل ثابتی در مركز محفظه قرار گرفته و خروج پرتوها از یك درب مخروطی كه در بدنه‌آن تعبیه شده و می تواند كنار زده شود انجام می گیرد. از این نوع محفظه نگهدارنده ، برخی اوقات به عنوان دوربین رادیوایزوتوپ یاد می شود. نوع دیگر محفظه نگهدارنده ،‌دارای كنترل راه دور از نوع مكانیكی یا پنوماتیك می باشد كه بازكردن درب محفظه ، خارج كردن چشمه از آن و قراردادنش روی لوله ای تلسكوپی را به عهده دارد. پس از كامل شدن زمان تابش ، می توان چشمه را به داخل محفظه برگشت داده و درب آن را نیز بوسیله كنترل كننده بست. این نوع چشمه ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. زیرا كنترل از راه دور به اپراتور دستگاه امكان می دهد كه در فاصله امن و دور از تابش اشعه قرار گیرد ؛ مزیت دیگر این نوع منابعی تابشی این است كه پرتوها در تمام جهات پخش شده و می توان چشمه را در مركز یك آزمایشگاه حفاظ دار قرار داده و تعداد زیادی از قطعات ،‌مثلاً تولیدات یك تك بار ریخته گری ،‌را كه دورادور آن قرار گرفته اند به طور همزمان رادیوگرافی كرد.

میراشدن تشعشع
پرتوهای X و   با اتمهای محیطی كه از آن می گذرند ، منجمله هوا ، برخورد كرده و تاحدی تضعیف می شوند. در حقیقت تفاوت همین میراشدن در محیطهای مختلف است كه رادیوگرافی را به عنوان یك روش بازرسی مورد توجه قرار داده است. (درجه آهنگ ) میراشدن تشعشع به عوامل مختلفی از قبیل چگالی و ساختار محیط و همچنین نوع ، شدت و انرژی فوتونهای پرتوها بستگی دارد.
شدت تشعشعی كه از یك محیط همگن می گذرد به طور نمایی نسبت به ضخامت محیط كاهش می یابد ،‌این وابستگی را می توان به صورت رابطه I=I0e-ut  نوشت كه I شدت پرتوهای خارج شده از محیط ،0   I شدت پرتوها در هنگام ورود به محیط ،‌t ضخامت محیط و   پارامتری است كه به ویژگیهای محیط بستگی داشته و به ضریب جذب خطی موسوم می باشد. اندازه   در تمام شرایط ثابت نبوده و برحسب انرژی فوتونهای پرتو تغییر می كند. ضریب جذب مواد برخی اوقات برحسب ضریب جذب جرمی و به صورت   بیان می گردد، كه   چگالی ماده می باشد. همچنین می توان این ضریب را بر حسب سطح جذب كننده مؤثر در یك اتم تعریف كرد ،‌كه در اینحالت ضریب جذب اتمی یا مقطع جذب اتمی   نامیده میشود.   از تقسیم ضریب جذب خطی بر تعداد اتمهای موجود در واحد حجم حاصل می شود و معمولاً بر حسب بارن بیان می گردد ( یك بارن = 22-10 میلیمتر مربع است).

فوتونهای اشعه X  یا   به چند طریق می توانند با اتمهای یك محیط وارد كنش متقابل شوند. مهمترین این تأثیرات متقابل عبارتست از اثر فتوالكتریك ،‌پراكندگی ریلی ، پراكندگی كامپتون و تولید زوج در اثر فتوالكتریك فوتون در برخورد با اتم پیوند بین آن و یك الكترون مداری را می شكند؛ اگر انرژی فوتون بیشتر از استحكام پیوند باشد مازاد آن به صورت انرژی حركتی الكترون جذب خواهد شد. اثر یاد شده برای عناصر با عدد اتمی پایین و فوتونهای با انرژی در حد 100 كیلو الكترون ولت قابل صرفنظر می باشد ؛ ولی هنگامی كه برخورد بین عناصر سنگین تر و فوتونهای با انرژی تا 2 میلیون الكترون ولت صورت گیرد ،‌بخش اعظم جذب مربوط به اثر فتوالكتریك خواهد بود.

پراكندگی ریلی ، برخوردی ،‌برخوردی است كه تنها فوتون را از مسیر اولیه منحرف ساخته و با كاهش انرژی فوتون و صدور الكترون همراه نمی باشد. هر چه انرژی فوتونهای برخورد كننده بیشتر باشد، زاویه انحراف كوچكتر خواهد بود. در پراكندگی كامپتون فوتون تابنده بخشی از انرژی خود را صرف كندن یكی از الكترونهای اتم از مدارش كرده و خود آن نیز تحت یك زاویه انحراف (پخش ) و با انرژی كمتر (طول موج بیشتر ) نسبت به قبل از برخورد به راهش ادامه خواهد داد؛ طول موج ثانویه بزرگتر ممكن است در منطقه قابل رؤیت بیناب الكترومغناطیس قرار گیرد. بالاخره تولید زوج در حالی اتفاق می افتد كه انرژی فوتون های تابنده از یك میلیون الكترون ولت تجاوز نماید؛ در این فرآیند هرفوتون جذب شده دو فوتون با انرژی كمتر ایجاد می كند.

جذب كلی عبارتست از مجموع جذب ناشی از پخش (پراكندگی ) در اثر وقع چهارفرآیند بالا . در این پدیده ها هر فوتونی كه پراكنده شود ، ولو اینكه زاویه انحراف آن كوچك هم باشد ، به عنوان یك فوتون جذب شده به حساب آمده و از همین رو پخش مذكور به جذب پرتو باریك موسوم می باشد. در عمل و برای جذب پرتو پهن ،‌فوتونهایی كه در زاویه های كوچك منحرف می شوند حذف نشده بلكه معمولاً بر شدت پرتوهای مستهلك شونده می افزایند. به عبارت دیگر ،‌ضریب جذب پرتو پهن هر ماده كوچكتر از همین پارامتر برای جذب پرتو باریك می باشد.

در محاسبه‌نظری ضریب جذب فرض می شود كه پرتوها تك فام بوده و به بیان دیگر ،‌فوتونها دارای انرژی و بنابراین طول موج مساوی باشند. در حالیكه هر لامپ اشعه X عملاً بیناب پیوسته ای (گسترده ای ) تولید كرده و بنابراین ، ضریب جذب مؤثر مواد برحسب گستره انرژی فوتونهای موجود در پرتوهای تابنده اصلاح می گردد. در محاسبه زمان تابش دهی ،‌معمولاً از ضرایب جذب تجربی استفاده می شود.
با توجه به بحث بالا ، پرتوهای خارج شده از ماده مورد بازرسی شامل شعاعهای مستقیم ولی نسبتاً مستهلك شده و همچنین شعاعهای پراكنده شده می باشد. نسبت شدت تشعشع پراكنده شده به شدت پرتوهای مستقیم ، به ضریب پراكندگی موسوم است. شعاعهای منحرف شده در نمایان ساختن جزئیات نمونه مورد آزمایش سهمی نداشته و بر عكس ،‌از طریق كاهش كنتراست فیلم از كیفیت تصویر كاسته و مانع از ظاهر شدن جزئیات نمونه بر روی فیلم رادیوگرافی می شوند. ضریب پخش با افزایش ضخامت قطعه بیشتر شده ولی با ازدیاد ولتاژ لامپ اشعه X كاهش می یابد، زیرا میزان پخش فوتونهای پر انرژی متناظر با ولتاژ بالا از پخش فوتونهای كم انرژی كمتر می باشد.

بنابراین به منظور دستیابی به كنراست و دقت بیشتر ،‌بهتر است از پرتوهای با طول موج كوتاه یا انرژی بالا (پرتوهای X سخت ) استفاده شود.

برای دریافت اینجا کلیک کنید