第一章 射线检测的物理基础答辩ppt课件.ppt

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1、第一章射线检测物理基础2第一章射线检测的物理基础NDT前言：什么是射线检测？射线检测：是采用射线，基于射线与物质的相互作用的吸收和散射等，实现对被检工件的材料质量和工艺质量等进行检测的技术。3第一章射线检测的物理基础NDT前言：什么是射线检测？高曝光区低曝光区定影后的底片射线胶片射线源射线带缺陷的工件4第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型物质元素原子元素：原子序数相同的原子的总称。元素有如下特点：*不同元素的原子核，质子数不同；*同一种元素的中子数可以有几种不同的组成，即

2、通常所所说的同位素。每种元素都有特定的符号：碳元素符号：C铁元素符号：Fe实际上每一种元素代表了一类原子。铁—碳元素组成物质：铁氢元素的三种原子5第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型原子：体现元素性质的最小微粒。在化学反应中原子的种类和性质不会发生改化。原子量：原子的平均质量相对的质量的1/12的比值。在物理学中采用“原子质量单位”表示，用符号“u”表示，例如氢元素的原子量为1，氧元素的原子量为16。原子的组成：原子(呈电中性)原子核(带正电)核外电子(带负电)质子(带正

3、电)中子(不带电)氧原子的空间结构质子中子电子6第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型在原子中，原子核所带的正电荷数（简称核电荷数）与核外电子所带的负电荷数相等，所以核外电子数就等于核电荷数。不同元素的核电荷数不同，核外电子数也不同。在数值上存在如下关系：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数质子的重量近似等于中子的质量，电子的质量相对于质子和中子质量可以忽略不计。所以存在：原子量=质子数+中子数通常所说的原子量是指该元素原子的平均质量。原子的质量数A=质子数Z+中子数N7

4、第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型卢瑟福的行星模型：卢瑟福通过α粒子的散射试验证实，原子像一个缩小的太阳系，中心一个很小的体积内，有一个几乎带有全部质量且带正电的原子核，核外有若干带负电的电子绕核运动，如同行星绕太阳运转一样。但是存在如下问题：*与经典电磁理论相矛盾。（据经典电磁理论，绕核运动的电子必将不断地辐射电磁波，这样电子的能量将不断减小，它将以螺线形式，逐渐接近原子核，最后落在核上。这与卢瑟福的行星结构是一个稳定的系统相矛盾。）*无法对线状光谱的产生进行解释。卢

5、瑟福的α散射试验8波尔理论：玻尔提出了原子轨道和能级的假设概念，对卢瑟福的行星模型作了进一步的发展和完善。☆原子系统只存在一系列不连续的能量状态，电子只能在一定的轨道上绕核作圆周运动，但不辐射能量。这些状态称为原子系统的稳定态。☆电子轨道取决于电子的动量矩（及量子化条件）。☆原子从一个稳定态过渡到另一个稳定态的同时，将吸收或发出单色辐射。第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型9第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型原子的轨道和能级：波尔理论：波

6、尔及行星模型基态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，原子是稳定的。定态转换：原子从一个状态迁到另一种状态，将辐射或吸收一定频率的光子。电子的不同轨道分布，对应于原子的不同能量状态。10第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构一、原子结构的行星模型原子的状态基态：所有的核外电子，都在可能的最低能量轨道上运动激发态：除基态之外的状态。基态激发态吸收能量辐射能量电离：产生自由电子吸收足够能量氢原子能级图11第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构二、原子核原子核质子中子核力短程力

7、具有饱和性强大保证了原子核的稳定性☆原子核的半径为10-13cm~10-12cm，约为原子半径的万分之一。原子内部绝大部分是空的。12第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构二、原子核原子核的放射性衰变：不稳定的核素会自发蜕变，变成另一种核素，同时放出各种射线，这种现象称为放射性衰变。在衰变过程中，电荷数和质量数守恒。放射性衰变有多种模式，其中最主要的有：α衰变：放出带两个正电荷的氦核，衰变后形成的子核，核电荷数较母核减少2，即在周期表中向前进2位，原子量较母核减小4β衰变：包括βˉ衰变、β＋衰变

8、（电子流）和轨道电子俘获。βˉ衰变：母核中放出一个电子，衰变后子核的质量数不变，而核电荷数增加1，即在周期表中位置后退一位。β＋衰变：母核中放出一个正电子，衰变后子核的质量数不变，而核电荷数减少1，即在周期表中位置前移一位。轨道电子俘获：如果母核俘获核外轨道上的一个电子，核中质子转为中子，核在周期表上前移一位。13第一章射线检测的物理基础NDT第一节：原子结构二、原子核衰变模式：β衰变中，原子核发生下列三种类型的变化：式中X和Y分别代表母核