radiografske metode

29
Radiografsk e metode Nastavnik: Doc.dr.sc. Samir Lemeš Student: Emir Hodžić Univerzitet u Zenici Mašinski fakultet Katedra za automatizaciju i metrologiju PREDMET: Ispitivanje proizvoda

Upload: doane

Post on 06-Jan-2016

41 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Univerzitet u Zenici Mašinski fakultet Katedra za automatizaciju i metrologiju PREDMET: Ispitivanje proizvoda. Radiografske metode. Nastavnik: Doc.dr.sc. Samir Lemeš Student: Emir Hodžić. UVOD. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Radiografske metode

Radiografske metode

Nastavnik:

Doc.dr.sc. Samir Lemeš

Student:

Emir Hodžić

Univerzitet u ZeniciMašinski fakultetKatedra za automatizaciju i metrologijuPREDMET: Ispitivanje proizvoda

Page 2: Radiografske metode

UVOD

• Radiografija je jedna od najvažnijih i najsvestranijih nedestruktivnih metoda ispitivanja, koja datira još od 1895. godine.

• Intenzivno se koristi u industriji.• Radijacija, koja se koristi za radiografiju, predstavlja potencijalnu

opasnost po operatore uređaja za radiografsko ispitivanje, kao i za njihovu okolinu.

• Budućnost je snimanje fotografije u digitalnom obliku i slanje kupcima pri završenom pregledu, te sistemi koji će biti u mogućnosti da skeniraju dio i predstave trodimenzionalnu fotografiju operatoru, otkrivajući defekt unutar dijela.

Page 3: Radiografske metode

POJAM ZRAČENJA• Radijacija je tok energije kroz prostor i materiju.• Može biti u vidu čestica ili talasa.• Ionizirajuća radijacija je radijacija koja stvara ione u materiji.

– Elektromagnetni talasi:• x-zrake• gama zrake

– Čestice:• neutroni – čestice bez naboja, dobra penetracija• elektroni, beta zrake – 1800x manji od neutrona• protoni – masa slična neutronu, kosmičko zračenje• alfa čestice – 2 protona i 2 neutrona, raspad urana• teški ioni – veći od alfa čestice, bez elektrona

Page 4: Radiografske metode

POJAM ZRAČENJA

Slika 1. Prikaz odnosa x-zraka i gama zraka u odnosu na neionizirajuće oblike radijacije prema porastu ili opadanju talasne dužine

Page 5: Radiografske metode

POJAM ZRAČENJA– Neke od osobina x-zraka i gama zraka su:

• Ne mogu se detektovati ljudskim čulima• Putuju pravolinijski brzinom svjetlosti• Njihovi pravci kretanja ne mogu se promijenit električnim ili magnetnim

poljima• Mogu se prelamati do određenog stepena na prelazima između dva

različita medija• Penetriraju kroz materiju sve dok ne dođu u kontakt sa atomom• Stepen penetracije zavisi od njihove energije i materije kroz koju prolaze• Imaju dovoljno energije da ioniziraju materiju, te mogu oštetiti ili uništiti

žive ćelije

Page 6: Radiografske metode

ISPITIVANJE X-ZRAKAMA

Page 7: Radiografske metode

RENDGENSKO (X) ZRAČENJE• X-zračenje je oblik elektromagnetnog zračenja, koje ima talasnu

dužinu u rasponu od 0,01 do 10 nanometara, što odgovara frekvencijama u rasponu od 30 petaherca do 30 eksaherca (3×1016 Hz do 3×1019 Hz) i energijama u rasponu od 120 eV do 120 keV.

• X-zrake su dobile naziv po Wilhelmu Conradu Röntgenu, koji se smatra pronalazačem x-zraka.

• X-zrake energije od oko 0,12 do 12 keV (talasna dužina od 10 do 0,10 nm) su klasifikovane kao "meke" x-zrake (slabo prodiru kroz materiju), a x-zrake energije od oko 12 do 120 keV (talasna dužina od 0,10 do 0,01 nm) kao "teške" x-zrake (fotografisanje unutrašnjosti predmeta u dijagnostičkoj radiografiji i kristalografiji).

Page 8: Radiografske metode

IZVORI X-ZRAKA• X-zrake mogu se stvarati u rendgenskoj cijevi pod vakumom koji

koristi visoki napon kako bi se elektroni oslobođeni sa užarene katode ubrzali do visoke brzine. Elektroni visoke brzine sudaraju sa sa metalnom „metom“, koja predstavlja anodu i koja stvara x-zrake.

Slika 2. Šematski prikaz uređaja za generisanje x-zraka

Page 9: Radiografske metode

IZVORI X-ZRAKA– X-zrake nastaju na jedan od slijedeća dva načina:

• Fluorescencija x-zraka – elektron izbacuje drugi elektron iz unutrašnjih orbitala atoma, pri čemu elektroni sa viših energetskih nivoa popunjavaju prazninu uz emitovanje x-zraka.

• Bremsstrahlung (njemački: bremsen-"kočiti" i Strahlung "radijacija", tj. "kočiona radijacija" ili "decelerirajuća radijacija") je elektromagnetna radijacija koja nastaje usporavanjem nabijene čestice pri odbijanju od druge čestice, pri čemu elektron gubi kinetičku energiju, koja se, pretvara u foton, koji predstavlja x-zračenje.

Slika 3. Rendgenska cijev

Page 10: Radiografske metode

UREĐAJI ZA ISPITIVANJE X-ZRAKAMA

Slika 4. Šema uređaja za ispitivanje x-zrakama

Glavne kopomenete generatora x-zraka su:

• Rendgenska cijev

• Generator visokog napona

• Kontrolna konzola

• Sistem hlađenja

Page 11: Radiografske metode

UREĐAJI ZA ISPITIVANJE X-ZRAKAMA

Slika 5. Standardna operama industrijskog aparata za ispitivanje x-zrakama (modul za hlađenje, generator visokog napona, rendgenska cijev

Page 12: Radiografske metode

ISPITIVANJE GAMA ZRAKAMA

Page 13: Radiografske metode

GAMA ZRAČENJE

• Gama zrake su najenergičniji oblik elektromagnetnog zračenja, sa veoma kratkom talasnom dužinom manjom od jedne desetine nanometra.

• Gama zračenje je proizvod radioaktivnih atoma. • Gama zraka najčešće imaju frekvencije iznad 10 eksaherca (ili

>1019 Hz), te pri tome imaju energije iznad 100 keV i talasnu dužinu manju od 10 pikometara, manju od prečnika atoma.

• Gama zrake i x-zrake razlikuju se po mjestu nastanka zračenja: x-zrake se, po definiciji, emituju od strane elektrona izvan jezgra, dok gama zrake emituje samo jezgro atoma.

Page 14: Radiografske metode

IZVOR GAMA ZRAKA• Vještački izvori radioaktivnosti proizvode se uvođenjem dodatnog

neutrona u atome materijala.• Dva najčešća izvora gama zraka za industrijsku radiografiju su

iridijum-192 i kobalt-60.• Ovi izotopi emituju zračanje na nekoliko diskretnih talasnih

dužina. Kobalt-60 emituje gama zrake energije 1,33 i 1,17 MeV, a iridijum-192 emituje gama zrake energije 0,31, 0,47 i 0,60 MeV.

• U poređenju sa generatorom x-zraka, kobalt-60 proizvodi energije uporedive sa generatorom x-zraka energije 1,25 MeV, a iridijum-192 proizvodi energije kao genetator x-zraka energije 460 keV.

Primjer nastajanja gama zračenja: gdje je:60 60 *

e27 28

60 * 6028 28

Co    Ni    e           1  ,17 MeV

Ni     Ni           1  ,33 MeV

e

e  

   

 

emitovani elektron

elektronski neutrino

gama zračenje

Page 15: Radiografske metode

IZVOR GAMA ZRAKA

Slika 6. Izvor gama zraka zajedno sa sistemom zaštite i sistemom usmjeravanja zračenja prema predmetu koji se ispituje

Page 16: Radiografske metode

UREĐAJI ZA ISPITIVANJE GAMA ZRAKAMA

Slika 7. Šema mehanizma prenosa radioaktivnog izotopa iz zaštitnog kućišta do kolimatora (pozicija izlaganja predmeta koji se ispituje) i nazad

Page 17: Radiografske metode

UREĐAJI ZA ISPITIVANJE GAMA ZRAKAMA

Slika 8. Izgled sistema za ispitivanje gama zrakama

Page 18: Radiografske metode

UREĐAJI ZA ISPITIVANJE GAMA ZRAKAMA

Slika 9. Prenosivi zaštitni spremnik sa radioaktivnim izotopom

Page 19: Radiografske metode

RADIOGRAFSKI FILM• Glavni medij za snimanje u radiologiji je radiografski film.

Slika 10. Presjek randgenskog filma sa prikazon svih njegovih slojeva

Osnovni segmenti rafiografskog filma su:

• Baza filma (175 mikrona) – celulozni triacetat i poliester

• Adhezivni sloj

• Fotosenzitivna emulzija (10-15 mikrona)

• Zaštitni omotač (1 mikron)

Page 20: Radiografske metode

RADIOGRAFSKI FILM• Dva najvažnija sastojka fotografske emulzije su želatin i srebro halid (AgBr,

AgI, AgCl, i td.). • Fotoosjetljivost se povećava smjesom između 1% i 10% srebro jodida i 90

do 99% srebro bromida.

Slika 11. Prikaz pakovanja radiografskih filmova, koji se, zbog osjetljivosti na svjetlost, moraju pakovati u posebnu ambalažu.

Page 21: Radiografske metode

RAZVIJANJE RADIOGRAFSKOG FILMA

• Kada x-zrake, gama zrake ili svjetlosne zrake padnu na kristale ili zrna, neki od Br- iona se oslobodi da bi ih privukli Ag+ ioni.

• U ovom stanju, za radiograf se kaže da sadrži latentnu (skrivenu) fotografiju, jer je promjena na zrnima praktično nevidljiva, ali su izložena zrna sada osjetljivija na reakciju sa razvijačem filma.

Slika 12. Prikaz procesa automatizovanog proces razvijanja filma

Page 22: Radiografske metode

RAZVIJANJE RADIOGRAFSKOG FILMA

Procesuiranje filma praktično se sastoji od sljedećih pet koraka:

• Razvijanje – agens za razvoj daje elektrone za pretvaranje zrna srebro halida u metalno srebro.

• Zaustavljanje razvijanja – zaustavna kupka jednostavno zaustavlja proces razvijanja razblaživanjem i ispiranjem razvijača vodom.

• Fiksiranje – neizloženi kristali srebro halida uklanjaju se kupkom u fiksatoru.

• Pranje – film se pere sa vodom kako bi se uklonile sve hemikalije procesa procesuiranja.

• Sušenje – film se suši kako se mogao pregledati

Na slici desno prikazan je primjer razvijenog i nerazvijenog radiogragskog filma.

Page 23: Radiografske metode

ZAŠTITA OD ZRAČENJA I POSLJEDICE

• Posebne mjere opreza moraju se poduzeti kada se koristi i radi oko ionizirajućeg zračenja.

• Postoje tri principa zaštite od zračenja:

1. Vrijeme2. Udaljenost3. Zaštitna obloga

Materijal Debljina upolovljavanja, [cm] Gustoća, [g/cm³]

Olovo 1,0 11,3

Beton 6,1 3,33

Čelik 2,5 7,86

Voda 18 1,00

Drvo 29 0,56

Zrak 15.000 0,0012

Tabela 1. Prikaz debljine upolovljavanja energije zračenja za nekoliko materijala

Page 24: Radiografske metode

ZAŠTITA OD ZRAČENJA I POSLJEDICE

Efekti na zdravlje pri primanju određene količne radioaktivnog zračenja zavise od:

1. Vrste zračenja – pošto gama zračenja i x-zračenje imaju veću energiju, oni i mogu uzrokovati teže zdravstvene probleme, koji vode čak i u smrt.

2. Veličini primljene doze – što je veća doza, veća je vjerovatnoća efekata na zdravlje.

3. Brzina primanja doze – tkivo može primiti veće doze zračenja tokom određenog preioda vremena, ali ne i nagle i brze doze, koje uzrokuju oštećeja.

4. Dio tijela koji je izložen – ekstrmiteti mogu primiti veće količine radijacije od torza.

5. Starost pojedinca – što je osoba starija, to je sposobnost regeneracije ćelija manja, tako da je i uticaj zračnja na ćelije veći, sa smanjenom mogućnošću popravke.

6. Biološka raznolikost – neki pojedinci su osjetljiviji na efekte zračenja od drugih.

Page 25: Radiografske metode

PRIMJERI PRIMJENE I ZAKLJUČCI

Slika 13. Rendgenski snimak zavarenog spoja

Page 26: Radiografske metode

PRIMJERI PRIMJENE I ZAKLJUČCI

Slika 14. Rendgenski snimak za provjeru dimenzionalnosti cjevovda na naftu

Page 27: Radiografske metode

PRIMJERI PRIMJENE I ZAKLJUČCI

Slika 16. Snimak serije klipnjača gama zrakama

Page 28: Radiografske metode

PRIMJERI PRIMJENE I ZAKLJUČCI

Slika 17. Snimak skenera za vozila na bazi gama zraka

Page 29: Radiografske metode

HVALA NA PAŽNJI!