CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG CHO MỐI HÀN

CHỤP ẢNH BỨC XẠ DÙNG CHO MỐI HÀN
5.1 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẰNG CHỤP ẢNH BỨC XẠ
Phương pháp chụp ảnh bức xạ được dùng để xác định khuyết tật bên trong của nhiều
loại vật liệu có cấu trúc khác nhau.
Phương pháp chụp ảnh bức xạ sử dụng nguyên lý truyền qua và sự hấp thụ khác nhau
đối với những năng lượng khác nhau của vật liệu để kiểm tra các khuyết tật bên trong đối
tượng. Một chùm tia bức xạ tới sau khi đi qua các bề dày khác nhau của mẫu vật thì sự biến
thiên hay thay đổi cường độ của chùm bức xạ qua vật liệu sẽ được ghi lại trên phim. Sau các
quá trình tráng rửa phim ta nhận được ảnh chụp bức xạ của mẫu vật, từ đó có thể giải đoán để
phân tích các khuyết tật hoặc sự hư hỏng nằm bên trong mẫu hay không.
5.2 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỤP ẢNH BỨC XẠ
I. Các tính chất cơ bản của tia X và tia Gamma
1. Sự ra đời, bản chất của bức xạ tia X và tia Gamma
Năm 1895 Roentgen đã phát hiện ra bức xạ tia X trong lúc ông đang nghiên cứu hiện
tượng phóng điện qua không khí. Trong một thời gian thí nghiệm trên những loại tia mới và
bí ẩn này thì Roentgen đã chụp được một bức ảnh bóng của các vật thể khác nhau gồm có
hộp đựng các quả cầu và một khẩu súng ngắn nhìn thấy được r rng. Những bức ảnh bĩng
nàyđãđánh dấu sự ra đời của phương pháp chụp ảnh bức xạ. Trong khoảng một năm sau khi
Roentgen đã phát hiện ra bức xạ tia X thì phương pháp chụp ảnh bức xạ được áp dụng để
kiểm tra các mối hàn. Năm 1913 Collidge đã thiết kế một ống phát bức xạ tia X mới. Thiết bị
này có khả năng phát bức xạ tia X có năng lượng cao hơn và có khả năng xuyên sâu hơn.
Năm 1917 phòng thí nghiệm chụp ảnh bức xạ bằng tia X đã được thiết lập tại Royal Arsenal
ở Woolwich. Bước phát triển quan trọng kế tiếp là vào năm 1930 khi hải quân Mỹ đồng ý
dùng phương pháp chụp ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn của nồi hơi. Trong khoảng một
vài năm sau đó bước phát triển này đi đến sự chấp nhận rộng rãi là dùng phương pháp chụp
ảnh bức xạ để kiểm tra các mối hàn trong bình áp lực và bức xạ tia X đã tạo ra một sự phát
triển bền vững như là một công cụ dùng để kiểm tra các mối hàn và vật đúc. Quá trình này đã
đặt ra một cơ sở cho sự phát triển liên tục của kỹ thuật kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ.
Bản chất của bức xạ tia X: Bức xạ tia X là dạng bức xạ điện từ giống như ánh sáng. Giữa
bức xạ tia X và ánh sáng bình thường chỉ khác nhau về bước sóng. Bước sóng của bức xạ tia
X nhỏ hơn vài ngàn lần so với bước sóng của ánh sáng bình thường. Trong kiểm tra vật liệu

bằng chụp ảnh bức xạ thường sử dụng bức xạ tia X có bước sóng nằm trong khoảng 10
-4
0
A
đến 10
0
A
trong đó 1
0
A
= 10
-8
cm.
Bức xạ gamma là một loại bức xạ sóng điện từ giống như bức xạ tia X nhưng chúng
thường có bước sóng ngắn hơn và có khả năng xuyên sâu hơn bức xạ tia X được phát ra từ
các máy phát bức xạ tia X mà được sử dụng rộng rãi trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp.
Một số bức xạ gamma có khả năng xuyên qua một lớp chì có bề dày đến 10cm. Bức xạ
gamma được phát ra từ bên trong hạt nhân của nguyên tử, khác với bức xạ tia X được phát ra
ở bên ngoài hạt nhân.
Bước sóng của bức xạ sóng điện từ được tính theo mét, centimet, millimet, micromet,
nanomet và angstron trong đó 1
0
A
= 10
-8
cm. Hình 2.1 biểu diễn vị trí của bức xạ tia X và tia
gamma trong phổ bức xạ sóng điện từ.
2. Phổ bức xạ tia X và tia Gamma
Một yếu tố cơ bản là bức xạ tia X được phát ra khi các electron bị hãm lại. Khi các
electron di chuyển với vận tốc cao đến gần hạt nhân (hạt nhân mang điện tích dương), chúng

chịu một lực hút và chuyển động chậm lại. Trong quá trình chuyển động chậm hoặc bị hãm
lại này thì các electron này mất đi một phần động năng ban đầu của chúng và động năng mất
đi đó được phát ra dưới dạng bức xạ tia X. Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng bức xạ tia X được
phát ra là một quá trình tiếp theo sau quá trình làm lệch hướng chuyển động của các electron
ở cathode bởi một trường lực mạnh nằm xung quanh hạt nhân của các phần tử bia. Đôi khi
các electron bị hãm lại đột ngột thì toàn bộ động năng của chúng được chuyển thành năng
lượng bức xạ tia X lớn nhất cùng với bước sóng nhỏ nhất. Nhưng trong thực tế toàn bộ phổ
của bức xạ có dải bước sóng dài hơn hoặc dải tần số thấp hơn được phát ra bởi các electron
mà các electron này chỉ mất đi một phần năng lượng của chúng trong một lần tương tác với
hạt nhân và chịu nhiều va chạm với các nguyên tử bia trước khi chúng dừng lại. Như vậy, phổ
bức xạ tia X là một dạng phổ liên tục với một bước sóng nhỏ nhất λ
min
có giá trị xác định. Ta
có E = h.f trong đó h là hằng số Plank và f là tần số. Năng lượng của một electron có điện tích
là (e) đi vào một hiệu điện thế VÀlà e.VÀvà sự hấp thụ hoàn toàn (hoặc dừng lại hoàn toàn)
thì năng lượng này xuất hiện như một lượng tử tia X có năng lượng h.f = h.c/λ = e.VÀmà ta
có λ
min
= h.c/e.VÀ= 12.4/V. Trong đó c là vận tốc của ánh sáng và VÀlà hiệu điện thế được
áp vào ống phát bức xạ tia X.
Khác với phổ bức xạ tia X là phổ liên tục thì phổ bức xạ gamma là phổ gián đoạn, ngưỡng giá
trị của bước sóng trong thực tế phụ thuộc vào sự phát xạ của hạt nhân nghĩa là nguồn phóng
Các đỉnh của bức xạ
tia X đặc trưng
Cöôøng ñoä
Tần số
xạ. Các đồng vị phóng xạ có thể phát ra bức xạ có một hoặc nhiều bước sóng. Ví dụ Caesium
– 137 chỉ phát ra bức xạ gamma có một bước sóng, Cobalt – 60 phát ra bức xạ gamma có hai
bước sóng và Iridium – 192 phát ra bức xạ gamma có năm bước sóng trội. Tất cả các nguồn
phóng xạ phát bức xạ gamma có dạng phổ vạch (phổ gián đoạn) khác với phổ bức xạ tia X là

phổ liên tục, hình:
Hình 2.4: Phổ vạch của nguồn phóng xạ gamma.
3. 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
:
(i) Không thể nhìn thấy được chúng.
(ii) Không thể cảm nhận được chúng bằng các giác quan của con người.
(iii) Chúng làm cho các chất phát huỳnh quang. Các chất phát huỳnh quang đó là kẽm
sulfide, canxi tungstate, kim cương, barium platinocyanide, naphátalene,
anthracene, stillbene, thallium được kích hoạt natri iodide.
(iv) Chúng truyền với một vận tốc bằng với vận tốc ánh sáng nghĩa là 3 × 10
10
cm/s.
(v) Chúng gây nguy hại cho tế bào sống.
(vi) Chúng gây ra sự ion hoá, chúng có thể tách các electron ra khỏi các nguyên tử khí
để tạo ra các ion dương và ion âm.
Cường độ
(vii) Chúng truyền theo một đường thẳng, là dạng bức xạ sóng điện từ nên bức xạ tia X
hoặc tia gamma cũng có thể bị phản xạ, khúc xạ và nhiễu xạ.
(viii) Chúng tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách mà theo định
luật này thì cường độ bức xạ tia X hoặc tia gamma tại một điểm bất kỳ nào đó tỷ lệ
nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn đến điểm đó.
Theo toán học thì I ∼ 1/r
2
trong đó I là cường độ bức xạ tại điểm cách nguồn phóng xạ một
khoảng cách r.
(ix) 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 = I
0
e
(-
µ
x)
Trong đó:
I
0
= 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.
(x) Chúng tác động lên lớp nhũ tương phim ảnh và làm đen phim ảnh.
(xi) Trong khi truyền qua vật liệu chúng bị hấp thụ hoặc bị tán xạ.
Những tính chất (vii), (viii), (ix), (x), (xi) là những tính chất thường được sử dụng trong chụp
ảnh bức xạ công nghiệp.
4. Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
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. Định luật này được minh họa trong hình 2.5. Trong ví dụ này ta giả sử rằng nguồn phát
ra bức xạ có cường độ không đổi mà khi bức xạ đi qua khe hở B toả ra một diện tích là 4cm
2
đi đến bề mặt ghi nhận C1 cách nguồn 12cm nếu bề mặt ghi nhận được dịch chuyển đến vị trí
cách nguồn phóng xạ là 24cm tại C2 thì chùm bức xạ tia X tỏa ra một diện tích bằng 16cm
2
.
Diện tích này lớn bằng bốn lần diện tích tại C1. Do đó, ta có bức xạ trên 1cm
2
ở bề mặt ghi
nhận tại điểm C2 chỉ bằng 1/4 bức xạ trên 1cm

2
ở bề mặt ghi nhận tại điểm C1. Quá trình này
được biết là định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách của bức xạ.
Trong thực tế, định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có một tầm quan trọng
trong quá trình thực hiện chụp ảnh bức xa. Phim phải ghi nhận được một suất liều chiếu hoặc
liều chiếu nhất định để tạo ra một ảnh chụp bức xạ trên phim có một độ đen mong muốn. Nếu
do một số lý do nào đó mà khoảng cách từ nguồn đến phim có một sự thay đổi thì liều chiếu
cũng bị thay đổi theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.
Do vậy, liều chiếu có thể thích hợp tại C1 thì phải tăng lên bốn lần để tạo ra một ảnh chụp
bức xạ trên phim tại C2 có độ đen bằng với độ đen bằng với ảnh chụp bức xạ trên phim được
chụp tại C1.
Hình 2.5. Biểu đồ minh họa định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.
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.
A
B
C
1
C
2
r
1
r
2
Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách có thể biểu diễn bằng công thức toán học
như sau :
Trong đó : r
1
và r

2
tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến C1 và C2.
Vì I
1
∼ 1/E
1
và I
2
∼ 1/E
2
nên E
2
/E
1
= (r
2
)
2
/(r
1
)
2
.
Trong đó :
E
1
là liều chiếu tại C1.
E
2
là liều chiếu tại C2.

Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách cũng có thể được trình bày theo
cách khác nhằm giúp cho việc an toàn và bảo vệ chống bức xạ khi làm việc trong vùng có
phóng xạ.
Định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách theo dạng này được biểu diễn theo
công thức D
1
/D
2
= (r
2
)
2
/(r
1
)
2
. Trong đó, D
1
và D
2
suất liều chiếu tại khoảng cách r
1
và r
2
tính từ
nguồn phóng xạ. D
1
và D
2
có cùng một đơn vị và r

1
và r
2
cũng có cùng một đơn vị. Điều này
có nghĩa là sự nguy hiểm của phóng xạ (suất liều chiếu) sẽ giảm xuống rất nhanh khi ta đứng
ở một khoảng cách xa nguồn phóng xạ. Ví dụ như suất liều chiếu đối với một nguồn phóng
xạ ở khoảng cách 10m tính từ nguồn sẽ còn lại bằng (1/100 = 1/10
2
) suất liều chiếu cũng của
nguồn phóng xạ đó tại khoảng cách 1m tính từ nguồn. Đây là một cách thực hiện đơn giản
nhất để đảm bảo có thể giữ cho một người làm việc với các nguồn phóng xạ hở nhận một liều
chiếu thấp.
II. Hiện tượng bức xạ
1. Sự phân rã bức xạ
Hoạt độ phóng xạ của bất kỳ một chất phóng xạ nào phụ thuộc vào độ tập trung của
các nguyên tử phóng xạ có trong chất phóng xạ. Sự phân rã phóng xạ theo quá trình này tuân
theo định luật hàm số mũ được gọi là định luật phân rã phóng xạ. Định luật này có thể được
I
1
(cường độ bức xạ tại C1)
I
2
(cường độ bức xạ tại C2)
(r
2
)
2
(r
1
)

2
biểu diễn theo toán học là : N = N
0
× e
-
µ
.t
trong đó N
0
là số nguyên tử phóng xạ ban đầu (ở
thời điểm t = 0), N là số nguyên tử phóng xạ còn lại sau một khoảng thời gian là t và λ được
gọi là hằng số phân rã phóng xạ và là một đặc trưng của chất phóng xạ. Các chất phóng xạ có
giá trị λ càng lớn thì phân rã càng nhanh và ngược lại. Trong những ứng dụng thực tế thì sự
phân rã của một chất phóng xạ thường được phát biểu theo thuật ngữ là chu kỳ bán rã của nó
được ký hiệu là T
1/2
. Chu kỳ bán rã được định nghĩa là thời gian cần thiết để cho số nguyên tử
phóng xạ ban đầu giảm xuống còn một nửa. Theo một cách trình bày đơn giản là sau một chu
kỳ bán rã thì số nguyên tử phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ ban đầu (lúc t = 0) giảm xuống hai
lần. Chu kỳ bán rã là một đặc trưng của một đồng vị phóng xạ (nghĩa là sau một chu kỳ bán
rã thì số nguyên tử phóng xạ hoặc hoạt độ phóng xạ giảm xuống hai lần so với số nguyên tử
phóng xạ hoặc hoạt độ phóng xạ ban đầu (tại thời điểm t = 0). Chu kỳ bán rã là một đặc trưng
riêng của một đồng vị phóng xạ, các đồng vị phóng xạ khác nhau có chu kỳ bán rã khác nhau
(sự khác nhau chủ yếu của các đồng vị phóng xạ là sự khác nhau về chu kỳ bán rã). Có các
đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã chỉ một phần nào đó của giây ngược lại có các đồng vị
phóng xạ có chu kỳ bán rã lên đến hàng triệu năm (chu kỳ bán rã của các đồng vị phóng xạ
biến thiên từ một phần nào đó của giây lên đến hàng triệu năm). Trong chụp ảnh bức xạ
chúng ta sử dụng những đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã khoảng vài ngày đến vài năm.
Những đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã càng ngắn thì số nguyên tử phóng xạ và hoạt độ
phóng xạ và hoạt độ phóng xạ phân rã càng nhanh. Thay N = N

0
/2 và t = T/2 vào phương
trình phân rã thì nó có thể được chuyển đổi thành :

2/1
T.
00
eN2/N
λ−
×=
với T
1/2
= 0.63/λ.

Theo lý thuyết thì phương trình phân rã chỉ ra rằng để một chất phóng xạ phân rã hoàn
toàn thì cần phải có một thời gian vô hạn. Khi vẽ phương trình phân rã lên một đồ thị thì trên
đồ thị sẽ cho ta một đường cong được gọi là đường cong phân rã như được biểu diễn trong
hình
2. Cường độ bức xạ và hoạt độ bức xạ riêng
Cường độ bức xạ được định nghĩa là số tia bức xạ đi đến tương tác trên một đơn vị
diện tích vuông góc với hướng truyền của chùm tia trong một giây. Bức xạ phát ra từ một
nguồn phóng xạ cho trước được đo theo đơn vị Roentgen trên giờ ở một khoảng cách là một
mét tính từ nguồn. Giá trị này được gọi là giá trị RHM của nguồn (bức xạ phát ra, công suất
phát bức xạ, suất liều chiếu hay suất liều phát). Bản thân Roentgen được định nghĩa là lượng
bức xạ tia X hoặc tia gamma đi qua một centimet khối không khí khô ở điều kiện tiêu chuẩn
(NTP) (1cm
3
không khí khô có khối lượng 0.00129g) tạo ra một lượng ion tương đương với
một đơn vị điện tích e.s.u mỗi dấu. Roentgen cũng tương đương với một vật liệu bị chiếu xạ
hấp thụ một năng lượng 87.7 erg/g. Mỗi nguồn phóng xạ có một giá trị RHM trên Curie

riêng. Số roentgen trên giờ tại khoảng cách một mét tính từ một nguồn phát bức xạ gamma có
hoạt độ 1mCi được gọi là hệ số K (hằng số gamma) của một quá trình phát bức xạ gamma
riêng biệt. Cường độ bức xạ tuân theo định luật tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
nghĩa là khi khoảng cách tính từ nguồn phóng xạ được tăng gấp đôi thì cường độ bức xạ tại
khoảng cách đó sẽ bị giảm xuống bốn lần.
Hoạt độ phóng xạ riêng của một nguồn phóng xạ thường được đo theo đơn vị là số
Curie trong một gam và hoạt độ phóng xạ riêng đóng một vai trò quan trọng trong chụp ảnh
bức xạ. Một nguồn phóng xạ có hoạt động riêng càng cao nghĩa là có thể tạo ra một nguồn có
cường độ cho trước theo một kích thước vật lý nhỏ, điều này có một tầm quan trọng lớn đối
với quan điểm về độ xác định ảnh chụp bức xạ. Cũng với một nguồn được chế tạo với kích
thước nhỏ thì có độ tự hấp thụ nhỏ hơn và vì thế có suất liều chiếu hiệu dụng lớn hơn. Hoạt
độ phóng xạ riêng phụ thuộc vào lò phản ứng hạt nhân và thời gian mà chất bị chiếu xạ cũng
như các đặc tính của chất bị chiếu xạ như là khối lượng nguyên tử (số khối) và tiết diện kích
hoạt. Một số nguyên tố có thể được kích hoạt để cho một hoạt độ riêng rất cao ngược lại cũng
có một số nguyên tố khác không có khả năng đạt đến những giá trị hoạt độ riêng cao với một
thông lượng neutron thích hợp.
Hỡnh 2.6. S phõn gió phúng x ca mt cht phúng x cú chu k bỏn ró 24h
ng cong phõn ró in hỡnh ca ngun Ir 192 c biu din trong hỡnh 2.7 v 2.8 cũn
ng cong phõn ró ca ngun Co 60 v cỏc ng v phúng x quan tõm khỏc cú th v
c d dng nu bit c chu k bỏn ró ca chỳng (hỡnh 2.9)
III. Quỏ trỡnh tng tỏc ca bc x vi vt cht
Khi mt chựm bc x tia X hoc tia gamma i qua vt cht thỡ cú mt s tia c truyn
qua, mt s tia b hp th v mt s tia b tỏn x theo nhiu hng khỏc nhau. S hiu bit v
nhng hin tng ny l rt quan trng cho mt nhõn viờn chp nh bc x v nhng khớa
cnh khỏc nhau ca nú c trỡnh by di õy :
1. Hin tng hp th
Mt chựm bc x tia X hoc tia gamma khi i qua vt cht thỡ cng ca chỳng b
suy gim. Hin tng ny c gi l s hp th bc x tia X hoc tia gamma trong vt cht.
Lng bc x b suy gim ph thuc vo cht lng ca chựm bc x, vt liu, mt ca
mu vt v b dy ca mu vt m chựm tia bc x i qua. Tớnh cht ny ca bc x tia X

Phaõn raừ phoựng xaù,
mR/h
200mR/h
100mR/h
50mR/h
25mR/h
3.12mR/h
1.56mR/h
Trong 7 chu k bỏn ró
thỡ hot ca cht
phúng x ó b phõn ró
xung cũn nh hn 1%
24h 24h 24h 24h
24h24h 24h
1
2 3 4 5 6
7 Ngaứy
hoặc tia gamma được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ cơng nghiệp. Nếu có một khuyết tật
nằm bên trong cấu trúc của một mẫu vật nghĩa là có sự thay đổi về bề dày (chẳng hạn như lỗ
rỗng) hoặc sự thay đổi theo mật độ (chẳng hạn như các tạp chất của các vật liệu khác ở bên
ngồi). Sự hiện diện của những khuyết tật này sẽ tạo ra những thay đổi tương ứng với cường
độ của chùm bức xạ truyền qua và chùm bức xạ truyền qua này được ghi nhận trên phim tạo
ra được một ảnh chụp bức xạ trên phim. Hiện tượng này có một tính chất rất quan trọng nên
chúng ta cần phải xem xét một cách chi tiết
Hình 1.10. Q trình hấp thụ bức xạ.
2. Hệ số hấp thụ
Trong phương trình biểu diễn q trình hấp thụ thì µ được gọi là hệ số hấp thụ tuyến
tính. Hệ số hấp thụ tuyến tính là phần cường độ bức xạ bị suy giảm trên một đơn vị bề dày
của vật hấp thụ. Bề dày vật hấp thụ thường được tính theo centimet (cm) và µ
x

khơng có đơn
vị nên µ sẽ có đơn vị là (cm
-1
). Khoảng cách 1/µ đơi khi được gọi là quảng đường tự do trung
bình của bức xạ và để tính tốn độ xun sâu thì độ xun sâu thường được biểu diễn theo
chiều dài hồi phục và trong đó x = 1/µ ; µ
x
= 1 được gọi là một chiều dài hồi phục.
Giá trị của µ = Kλ
3
Z
3
chỉ ra rằng µ phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ sơ cấp và do đó
những bức xạ mềm hay bức xạ có năng lượng thấp sẽ có hệ số hấp thụ lớn hơn. µ cũng phụ
thuộc vào ngun tử số (Z) của chất hấp thụ và tăng lên theo ngun tử số (Z). Do đó những
vật liệu có ngun tử số (Z) cao sẽ hấp thụ bức xạ tia X hoặc tia gamma nhiều hơn so với
những chất có ngun tử số (Z) thấp. Trong phương trình của µ thì K là hằng số phụ thuộc
vào mật độ vật lý của chất hấp thụ.
Chùm tia
bức xạ tới
Chùm tia bức
xạ truyền qua
3. Bề dầy làm yếu một nửa
Bề dày hấp thụ một nửa HVLÀ(Half value layer) là bề dày của một vật liệu cho trước
mà ta sẽ làm cho cường độ của chùm bức xạ phát ra khi đi qua nó giảm xuống còn một nửa.
Bề dày hấp thụ một nửa HVLÀđược xác định từ công thức :
)exp( xII
µ
−=
x

o
I
I
µ
−=⇒








ln
Với
2
1
=
o
I
I
ta có :
x
µ
−=







2
1
ln
⇒ x = HVLÀ=
µ
693,0
Bề dày giảm 10 : TVLÀ(Ten value layer)
Là bề dày của vật liệu che chắn mà làm giảm cường độ bức xạ hay liều chiếu đi 10 lần.
Tính tương tự như bề dày hấp thụ một nửa ta có :
HVLTVL 32,3
3,2
==
µ
IV. Quá trình iôn hóa
Các nguyên tử và các phân tử thường là trung hoà về điện. Nếu vì một quá trình nào đó
mà các electron trong nguyên tử hay phân tử bị tách ra khỏi khối trung hoà điện này thì các
điện tích dương vẫn còn được giữ lại trong chúng. Những nguyên tử, phân tử và các hạt nằm
bên trong nguyên tử mang điện tích dương hoặc điện tích âm được gọi là các ion. Các
electron tự do không liên kết chặt với bất kỳ một nguyên tử mẹ nào, các electron tự do là các
ion mang điện tích âm và các hạt tự do mang điện tích dương là các ion dương. Bất kỳ một
tác động nào mà làm mất đi sự cân bằng về điện của các nguyên tử mà hình thành nên vật
chất được gọi là sự ion hóa. Bức xạ hạt hay bức xạ điện từ đều có khả năng ion hóa. Một hạt
có vận tốc cao hay một bức xạ điện từ có năng lượng cao khi đi qua vật chất sẽ phá vỡ sự sắp
xếp nguyên tử trong vật chất.
Do quá trình ion hóa nên số lượng các electron qũy đạo có thể bị thay đổi nhưng không
làm thay đổi hạt nhân. Hạt nhân vẫn là hạt nhân của một nguyên tử của cùng một nguyên tố
ban đầu. Bức xạ gamma và bức xạ tia X được xem như không có khối lượng và cũng không
có kích thước. Chúng di chuyển với một vận tốc bằng với vận tốc của ánh sáng và không gây
ra quá trình ion hóa trực tiếp qua quá trình va chạm. Khi đi qua vật chất bức xạ gamma hoặc

bức xạ tia X truyền năng lượng của chúng cho các nguyên tử thông qua ba quá trình ion hóa
đã được trình bày trong phần 2.3 đó là Sự hấp thụ quang điện, quá trình tán xạ Compton và
sự tạo cặp.
Liều chiếu bức xạ hay suất liều chiếu là thuật ngữ được dùng để mô tả tổng cường độ
bức xạ nhận được bởi một khối chất nào đó ở tại một vị trí nào đó. Có một số yếu tố liên quan
đến quá trình đánh giá liều chiếu.
Cường độ bức xạ được phát ra bởi một nguồn phóng xạ và yếu tố quan trọng đó là
cường độ bức xạ thay đổi theo khoảng cách và các vật liệu che chắn chúng. Yếu tố quan
trọng thứ hai là thời gian đối với sự tồn tại của cường độ bức xạ nói trên. Liều chiếu hay suất
liều chiếu có thể được định nghĩa theo dạng toán học đó là E = I.t Trong đó E là liều chiếu, I
là cường độ bức xạ và t là thời gian mà đối với một khối chất nào đó đã bị chiếu xạ. Liều
chiếu được đo bằng Roentgen.
Roentgen đã được định nghĩa trong phần trước nhưng để thuận tiện trong việc giải
thích thì định nghĩa này được trình bày lại ở đây. Một Roentgen được định nghĩa đó là cường
độ bức xạ mà tạo ra trong một đơn vị thể tích không khí khô ở nhiệt độ 0
0
C và áp suất
760mmHg một điện tích 1e.s.u mỗi dấu. Roentgen có thể áp dụng cho bức xạ tia X hoặc tia
gamma và chỉ cho trong môi trường không khí. Liều hấp thụ Roentgen (Rad) được định
nghĩa là cường độ bức xạ tương đương với một năng lượng hấp thụ là 100erg/g của vật liệu bị
chiếu xạ.
V. Nguyên lý ghi nhận bức xạ tia X và tia Gamma
1. Ghi nhận bức xạ bằng phim
Bức xạ tia X và γ gây ra những thay đổi quang hoá trong lớp nhũ tương chụp ảnh của film
tạo ra những thay đổi về mật độ quang học (độ đen) của film. Độ đen của film phụ thuộc vào
số lượng và chất lượng của chùm bức xạ đến tương tác với film.
Khi bức xạ đến tương tác với lớp nhũ tương của film sẽ hình thành 1 ảnh ẩn. Lớp nhũ
tương chụp ảnh của film có chứa những tinh thể AgBr nhỏ li ti. Dưới tác động của bức xạ có
năng lượng hν xảy ra quá trình sau :
AgBr + hν → Ag + Br

Các nguyên tử AgBr kết hợp lại với nhau hình thành các hạt Br và thoát ra khỏi tinh thể
AgBr, còn các nguyên tử Ag sẽ lắng xuống, hình thành ảnh có thể nhìn thấy được.
2. Ghi nhận bức xạ bằng các chất phát huỳnh quang
Một số chất có khả năng phát ra ánh sáng nhìn thấy và ánh sáng tử ngoại khi chúng bị
chiếu xạ bởi bức xạ tia X và γ như Cadmium, Sulphate, Barium platinocyamide, calúcium
sulphate Quá trình đó gọi là quá trình phát huỳnh quang. Người ta đã lợi dụng tính chất
trên để chụp ảnh bức xạ và soi ảnh trên màn huỳnh quang.Các màn tăng cường bằng huỳnh
quang cũng được sử dụng để làm tăng hiệu ứng quang hoá trên film mà được tạo ra bởi bức
xạ.
3. Ghi nhận bức xạ bằng các đầu dò
Các detector được sử dụng để xác địng số đếm, năng lượng, loại bức xạ. Các detector được
sử dụng để ghi nhận bức xạ như detector bán dẫn, detector nhấp nháy, detector khí.
Thông thường các detector được sử dụng để ghi nhận bức xạ là các detector nhấp nháy, hoạt
động dựa trên nguyên lý : khi bức xạ đến tương tác với tinh thể nhấp nháy sẽ làm phát ra ánh
sáng. ánh sáng thu được sẽ đưa vào ống nhân quang điện rồi chuyển thành tín hiệu điện để xử
lý.
5.3 THIẾT BỊ DÙNG TRONG CHỤP ẢNH BỨC XẠ
Để tạo ra tia X cần có các bộ phận chính như sau : nguồn phát e, định hướng và gia tốc e, bia.
Hình 3.1. Một ống phát bức xạ tia X điển hình.
I. Thiết bị phát bức xạ tia X
1. Nguồn phát electron
Nguồn phát e là một cuộn dây được đốt nóng. Khi một điện thế được đặt vào 2 đầu cuộn dây
sẽ sinh ra một dòng điện đốt nóng cuộn dây đến dải nhiệt độ phát ra các e. Trong ống phát tia
X thì nguồn phát e được gọi là Cathode.
2. Quá trình gia tốc electron
Các e sau khi được tạo ra từ Cathode sẽ được định hướng bằng cách đặt vào Cathode điện
tích âm và Anode điện tích dương.
Để tạo ra bức xạ cần thiết cho chụp ảnh phóng xạ thì điện thế đặt vào anode và cathode phải
nằm trong khoảng từ 30KVÀ÷30MV. Năng lượng của các e nhận được tương đương với dải
điện thế này.

3. Bia
Bức xạ tia X được phát ra khi các điện tử được gia tốc có năng lượng cao va đập vào
bất kỳ một dạng vật chất nào. Vật liệu dùng để làm bia cần phải có các tính chất cần thiết
như : nguyên tử số Z cao, điểm nóng chảy cao, độ dẫn nhiệt cao. Tungsten là kim loại duy
nhất có tất cả các tính chất trên. Bia được gắn với một cốc được làm bằng đồng có chức
năng như anode.
Vỏ bọc bóng thủy tinh
Anode làm bằng đồng
Bia làm bằng Tungsten
Sợi dây đốt nóng
Cathode
Dây dẫn điện đến sợi dây đốt nóng
Chùm búc
xạ tia X
hữu ích
Hình 3.2. Kích thước tiêu điểm phát bức xạ hiệu dụng so với tiêu điểm phát bức xạ thực tế.
II. Thiết bị và các nguồn phát bức xạ tia Gamma
Các nguồn γ phát bức xạ mọi lúc mọi nơi, theo mọi phương nên không an toàn khi sử dụng
chúng. Vì vậy, các nguồn phát bức xạ γ cần được đặt trong các thiết bị chứa nguồn nhằm đảm
bảo an toàn khi sử dụng. Thiết bị chứa nguồn γ còn gọi là Container hay buồng chứa, thường
được chế tạo bằng các kim loại có khả năng hấp thụ bức xạ tốt như chì, Tungsten, Uranium
nghèo.
Những yêu cầu cơ bản cho một buồng chứa :
- Thuận thiện cho việc nạp nguồn và thay đổi vỏ bọc.
- Buồng chứa phải bền chắc, an toàn khi bị hỏng hóc.
- Cần phải có biển báo vị trí của nguồn.
- Buồng chứa phải được thiết kế sao cho có thể điều chỉnh được hướng phát chùm tia.
Có thể điều chỉnh được độ rộng chùm tia sao cho phù hợp với kích thước mẫu vật và film.
1. Các đồng vị bức xạ có trong tự nhiên
Trước khi xuất hiện các loại nguồn phóng xạ được chế tạo bằng phương pháp nhân tạo, thì

radium là loại nguồn phóng xạ tự nhiên được sử dụng phổ biến nhất để chụp ảnh bức xạ
gamma. Nó có chu kỳ bán rã rất dài : 1590 năm và có hiệu suất phát bức xạ tương đối lớn.
Ngày nay nó đã được thay thế hoàn toàn bởi các đồng vị phóng xạ nhân tạo rẽ tiền hơn nhiều
và việc sử dụng nó trong công nghiệp chỉ còn mang ý nghĩa lịch sử. Tuy nhiên, một nguồn
Chuøm electron
71
0
radium chứa khoảng 200 đến 250mg một nguyên tố có dạng muối kim loại, được hàn kín
trong một vỏ bọc làm bằng bạch kim. Phát ra bức xạ ưu tiên có năng lượng là 0.6, 1.12 và
1.76MeVÀcó khả năng chụp ảnh bức xạ tương đương với các máy tia X hoạt động trong dải
điện thế 1000 – 2000KV. Chu kỳ bán rã là 1590 năm và nguồn này có thể sử dụng để chụp
ảnh bức xạ cho các mẫu vật bằng thép dày từ 5 đến 15cm. Một Curie của nguồn phát ra một
liều chiếu 0.83 roentgen trên 1 giờ tại một mét.
2. Các đồng vị bức xạ được tạo ra bằng phương pháp nhân tạo
Các đồng vị phóng xạ sử dụng trong chụp ảnh bức xạ là những đồng vị phóng xạ được tạo ra
bằng phương pháp nhân tạo. Một số trong những đồng vị phóng xạ này được tạo ra bằng cách
dùng neutron ở trong lò phản ứng hạt nhân kích hoạt vào nó. Hầu hết các nguồn phóng xạ
gamma được tạo ra theo phản ứng (n,γ). Phản ứng (n,γ) này chủ yếu là phản ứng neutron
nhiệt.
Hạt nhân của nguyên tố bị kích hoạt sẽ bắt neutron và chất được tạo ra là một đồng vị phóng
xạ của nguyên tố ban đầu. Ví dụ :
27
Co
59
+
0
n
1
→
27

Co
60
+ γ
Iridium – 192, Thulium – 170 và Ytterbium – 169 cũng được tạo ra theo phương pháp này.
Hoạt độ riêng của các đồng vị phóng xạ được tạo ra bằng phương pháp kích hoạt neutron
được tính theo công thức :

( )
A107.3
e16.0
a
10
T/t693.0
2/1
××
−×σ×Φ×
=
−
Trong đó :
a là hoạt độ riêng (Ci/g).
Φ là thông lượng neutron của lò phản ứng (n/cm
2
).
σ là tiết diện kích hoạt (barn) (1barn = 10
-24
cm
2
).
A là số khối của nguyên tố bị chiếu xạ.
t là thời gian chiếu xạ.

T
1/2
là chu kỳ bán rã.
Caesium – 137 được chiết tách từ các sản phẩm phân hạch nhiên liệu uranium trong lò phản
ứng hạt nhân
3. Đầu bọc đồng vị bức xạ
Nguồn phóng xạ được dùng trong chụp ảnh bức xạ rất nhỏ và thường được bọc trong một lớp
vỏ kim loại bảo vệ kín. Hình 3.9 biểu diễn một nguồn điển hình. Hầu hết các đồng vị được sử
dụng trong chụp ảnh bức xạ có dạng hình trụ vuông với đường kính và chiều cao gần bằng
nhau. Dạng nguồn này cho phép sử dụng bất cứ bề mặt nào của nó làm tiêu điểm phát bức xạ,
do tất cả các bề mặt khi hướng đến mẫu vật có diện tích gần bằng nhau.
Hình 3.9: Mô hình cấu trúc bên trong của một đầu chụp ảnh phóng xạ điển hình
Đường kính của các nguồn hình trụ khác nhau thay đổi trong khoảng từ 0.5 đến 20mm trong
khi đó chiều dài của chúng thay đổi trong khoảng từ 0.5 đến 8mm. Đôi khi các nguồn cũng
được chế tạo theo dạng hình cầu. Đường kính của phần có phóng xạ nằm trong khoảng 6 đến
20mm.
Các nguồn được cung cấp có thể kèm theo thẻ (nhãn) hoặc không có. Các nguồn Cs
137
có hoạt
độ lên đến 3Ci chứa đồng vị phóng xạ giống như là một hạt thủy tinh caesium. Những nguồn
vỏ bọc bên ngoài
Nguồn phóng xạ dạng viên
vỏ bọc bên trong
Tấm nêm
Mối hàn
lớn hơn chứa các viên caesium chlorride nhỏ được nén lại. Chúng có thể đặt trong các vỏ bao
hình trụ trơn hoặc trong các vỏ bao có nhãn dạng phẳng.
4. Các đầu chiếu
Các nguồn γ luôn phát bức xạ mọi lúc, mọi nơi, theo mọi phương, nên không an toàn khi sử
dụng chúng cho công việc chụp ảnh bức xạ, ngay cả khi chúng ở dạng vỏ bọc như trên . Các

nguồn được đặt trong các container (buồng chứa) được thiết kế đặc biệt gọi là các đầu chiếu
bức xạ gamma hoặc các máy chiếu bức xạ gamma. Các container (buồng chứa) này nói
chung thường được chế tạo từ các kim loại có khả năng hấp thụ bức xạ tốt như chì, tungsten,
hoặc uranium nghèo để làm giảm cường độ bức xạ phát ra xuống đến mức cho phép. Việc
thiết kế những container này cần có bề dày phù hợp để bảo đảm an toàn khi nguồn không sử
dụng và cũng tạo ra chùm bức xạ mong muốn khi cần thiết. Các đầu chiếu bức xạ gamma có
sẵn trên thị trường theo một vài dạng thiết kế thích hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Ta có
thể lựa chọn một hoặc nhiều thiết bị khác nhau thích hợp nhất cho những yêu cầu của ta.
5. Lựa chọn nguồn phát bức xạ Gamma
Để đánh giá khả năng sử dụng của các nguồn phát bức xạ gamma khác nhau cho một công
việc nào đó, một số tính chất của nó cần phải được xem xét. Những chỉ dẫn tóm tắt được trình
bày dưới đây :
(i) Chu kỳ bán rã
Nguồn phải có chu kỳ bán rã đủ dài để có thể thực hiện hoàn tất công việc. Tuy nhiên, nếu
lựa chọn một nguồn có thời gian sống ngắn thì cần phải xem xét những tính chất cần thiết
khác như hoạt độ khi xuất xưởng phải cao. Ví dụ như nguồn Radon có chu kỳ bán rã là 3,825
ngày và phân rã nhanh nhưng một nguồn như vậy mà có hoạt độ ban đầu khoảng chừng
150mCi sẽ có khả năng sử dụng để trong chụp ảnh bức xạ lên đến hai tuần lễ.
(ii) Năng lượng của bức xạ Gamma
Năng lượng của bức xạ gamma phát ra từ nguồn phải đủ lớn để xuyên qua được bề dày mẫu
kiểm tra. Dải bề dày kim loại thông dụng tương ứng với các loại nguồn gamma khác nhau
đều có ở trong các tài liệu kỹ thuật. Thực tế thường giới hạn bề dày trong một dải chỉ định để
giảm thiểu khả năng làm mất chất lượng ảnh chụp bức xạ.
Năng lượng bức xạ phát ra từ một nguồn phóng xạ gamma không thể thay đổi được, để có
các năng lượng bức xạ phát ra khác nhau thì chỉ có cách sử dụng các nguồn phóng xạ gamma
khác nhau.
(iii) Kích thước nguồn
Kích thước nguồn cần phải nhỏ để làm giảm bóng mờ (Unsharápness – Ug) của ảnh chụp bức
xạ trên phim đến mức nhỏ nhất, do đó sẽ làm tăng chất lượng ảnh chụp bức xạ. Trong kỹ
thuật chụp ảnh bức xạ kiểm tra các mối hàn ống, ví dụ như ở đó nguồn được đặt ở bên trong

ống và phim được đặt ở bên ngoài ống, ống có đường kính trong là 30cm và bề dày thành là
1.2cm có thể kiểm tra được bằng cách sử dụng một nguồn phóng xạ gamma có kích thước là
2mm × 2mm được đặt ngay tại tâm của ống còn trong khi đó đối với một ống có đường kính
trong là 5cm và có bề dày thành là 0.5cm được kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ bằng cách sử
dụng một nguồn phóng xạ gamma có kích thước là 1mm × 1mm thì cần phải giữ Ug của ảnh
chụp bức xạ trong một giới hạn cho phép (< [Ug]).
(iv) Hoạt độ riêng cao
Để giữ thời gian chiếu chụp ngắn thì cần phải có một lượng bức xạ phát ra thích hợp (nghĩa là
hoạt độ cao). Để có độ xác định ảnh (image definition) tối ưu thì nguồn phải có hoạt độ cao
và được ép thành một khối nhỏ nhất. Hoạt độ riêng của một nguồn phóng xạ gamma được
định nghĩa là hoạt độ trên một đơn vị khối lượng (Ci/g; Bq/g).
(v) Tính thích hợp
Nguồn phải tìm kiếm được dễ dàng trên thị trường, giá rẻ nhất và chế tạo được dể dàng. Cuối
cùng cần lưu ý rằng Co-60, Ir-192 có thể chế tạo dễ dàng bằng cách kích hoạt chúng với
neutron trong lò phản ứng hạt nhân còn Cs-137 thì không.
5.4 KỸ THUẬT GHI NHẬN ẢNH
I. Cấu tạo của phim chụp ảnh bức xạ
1 – Lớp nền
2 – Lớp nhũ tương
3 – Lớp bảo vệ
4 – Lớp kết dính
Lớp nền được được làm bằng Polyeste, dày 0,175÷0,2 mm, dẻo dễ uốn, trong suốt, nhẹ
bền và trơ với các chất hoá học.
Lớp nhũ tương là các hạt tinh thể muối AgBr rất mịn có kích thước 0,22÷1,7µm phân
bố đều trong lớp Gelatin dày 0,01÷0,015 mm. Mỗi hạt tinh thể gồm 2÷100 phân tử AgBr.
Lớp nhũ tương này rất nhạy với bức xạ tia X, tia gamma, ánh sáng, nhiệt độ … đây chính là
lớp tạo ảnh khi chụp nên nó là lớp quan trọng nhất của phim.
Lớp bảo vệ là lớp Gelatin mỏng, dày 1µm, được làm cứng để bảo vệ lớp nhũ tương bên trong.
II. Các đặc trưng của phim chụp ảnh bức xạ
Phim chụp ảnh bức xạ được sản xuất bởi rất nhiều công ty khác nhau nhằm đáp ứng

được những yêu cầu rất đa dạng. Mỗi loại phim được thiết kế để đáp ứng được những yêu cầu
kỹ thuật nhất định và chúng được chỉ định bởi các tình huống kiểm tra như : (a) Mẫu vật
kiểm tra, (b) loại bức xạ được sử dụng, (c) năng lượng của bức xạ, (d) cường độ của bức xạ
và (e) mức độ kiểm tra yêu cầu. Không một loại phim nào có khả năng đáp ứng được tất cả
những yêu cầu đặt ra cùng một lúc. Do đó, các công ty sản xuất ra những loại phim khác nhau
và tất cả các loại phim này đều có những đặc trưng khác nhau, việc lựa chọn phim là quá
trình kết hợp giữa kỹ thuật chụp ảnh bức xạ và phim để đạt được kết quả mong muốn.
1 4
3
3
2
2
Những hệ số phim phải xét đến khi lựa chọn phim đó là : tốc độ, độ tương phản, dải bề dày
thay đổi rộng (lattitude) và độ hạt. Bốn hệ số này có quan hệ mật thiết với nhau; bất kỳ một
hệ số nào cũng là một hàm gần đúng của ba hệ số kia. Những loại phim có kích thước hạt lớn
thì có tốc độ cao hơn so với phim có kích thước hạt mịn hơn. Cũng như vậy, những loại phim
có độ tương phản cao thường có kích thước hạt mịn hơn và có tốc độ chậm hơn so với những
loại phim có độ tương phản thấp. Ta cần phải lưu ý, độ hạt có ảnh hưởng tới độ xác định chi
tiết hình ảnh. Đối với các loại phim có cùng độ tương phản thì phim có kích thước hạt nhỏ
hơn sẽ có khả năng phân giải chi tiết hơn loại phim có kích thước hạt lớn hơn.
III. Độ đen của phim chụp ảnh bức xạ
Một cách định lượng, mật độ quang học của ảnh chụp bức xạ được định nghĩa như là mức độ
làm đen một ảnh chụp bức xạ sau khi xử lý tráng rửa phim. Ảnh chụp bức xạ càng đen thì ta
nói rằng độ đen của ảnh chụp bức xạ càng lớn.x
Theo một cách định lượng thì độ đen được xác định theo mối quan hệ sau :
Độ đen = D = log
10
(I
0
/I

t
)
Trong đó :
I
0
= cường độ ánh sáng tới phim.
I
t
= cường độ ánh sáng truyền qua phim.
Tỷ số I
0
/I
t
được gọi là độ cản sáng của ảnh chụp bức xạ trong khi đó ngược lại : I
t
/I
0
được gọi
là độ truyền ánh sáng qua ảnh chụp bức xạ.
IV. Phân loại phim
1. Loại phim sử dụng với màn tăng cường bằng muối
Loại phim này được sử dụng với màn tăng cường bằng muối (Các loại màn tăng cường xem
trong phần 4.13) và có khả năng ghi nhận được ảnh chụp bức xạ với liều chiếu nhỏ nhất.
Chúng ít khi được sử dụng trong công nghiệp nhưng có những ưu điểm về giảm thời gian
chiếu một cách đáng kể nhất.
2. Loại phim trực tiếp
Đây là loại phim được dùng cho quá trình chiếu chụp trực tiếp bằng bức xạ tia X hoặc tia
gamma hoặc các quá trình chiếu chụp có sử dụng 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.

3. Loại phim sử dụng với màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quang
Loại phim này được thiết kế đặc biệt để sử dụng với màn tăng cường bằng kim loại huỳnh
quang. Các loại phim dùng màn tăng cường thông thường có thể sử dụng được với màn tăng
cường bằng lá kim loại thay vì dùng các màn tăng cường bằng muối, nhưng nó thường cho
độ tương phản thấp hơn loại phim không dùng màn tăng cường có cùng tốc độ.
V. Màn tăng cường
Khi bức xạ tia X hoặc tia gamma tác động lên phim thì mức độ ghi nhận ảnh chụp trên phim
phụ thuộc vào độ lớn của năng lượng bức xạ bị hấp thụ bởi lớp nhũ tương nhạy sáng trên
phim. Quá trình này chỉ cần khoảng 1% lượng bức xạ xuyên qua vật kiểm tra để tạo ảnh. Còn
lại 99% lượng bức xạ sẽ xuyên qua phim mà không dùng để làm gì cả. Để tránh sự phí phạm
này thì phim phải được kẹp giữa hai màn tăng cường. Trong quá trình chiếu bức xạ tia X
hoặc tia gamma, những màn tăng cường này có chức năng là phát ra các chùm electron (màn
tăng cường bằng chì) hoặc phát huỳnh quang (màn tăng cường huỳnh quang), sẽ tạo ra một
quá trình chụp ảnh phụ tác động lên các lớp nhũ tương của phim. Để nhận được những hình
ảnh rõ nét thì phim và màn tăng cường cần phải có sự tiếp xúc tốt. Có ba loại màn tăng cường
chính được sử dụng phổ biến : Màn tăng cường bằng lá chì, màn tăng cường bằng muối hoặc
huỳnh quang, màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quang.
1. Màn tăng cường bằng lá chì
Đối với các thiết bị phát bức xạ tia X thì mn tăng cường bằng lá chì hấp thụ bức xạ tn xạ
nhiều hơn bức xạ sơ cấp vàtăng cường bức xạ sơ cấp nhiều hơn bức xạ tn xạ. Ưu diểm chính
của mn tăng cường bằng lá chì làlm giảm được thời gian chiếu đối với những thiết bị phát
bức xạ tia X có điện thế lớn hơn 120KVÀvàlm giảm được bức xạ tán xạ vàtạo ra ảnh chụp
bức xạ có độ tương phản cao hơn. Những mn tăng cường bằng lá chì được chế tạo từ những
tấm chì mỏng vàcó cấu trc đặc biệt đồng nhất, được dán dính trên một lớp nền mỏng làmột tờ
giấy cứng hoặc một bìa cứng.
Thông thường người ta sử dụng hai loại mn tăng cường bằng lá chì : Bề dày của mn chì đặt
trước phim phải ph hợp với việc sử dụng các bức xạ cứng. Mn tăng cường phía trước này cho
pháp bức xạ sơ cấp đi qua, trong khi đó lại ngăn cản được một lượng lớn bức xạ thứ cấp
làbức xạ tn xạ có bước sĩng di vàđộ xuyn thấu thấp. Mn tăng cường bằng làchì phía trước
thường có bề dày 0.1mm (0.004inch) vàmn tăng cường bằng lá chì đặt ở phía sau phim có bề

dày bằng khoảng 0.15mm (0.006inch). Tuy nhin, ta cũng có thể sử dụng cả hai mn tăng
cường bằng lá chì có cng bề dày. Những khuyết tật trên mn tăng cường như làcác vết xước,
các vết rch trong kim loại có thể nhìn thấy trong ảnh chụp bức xạ trên phim. Do đó, không
được sử dụng mn tăng cường bị hỏng. Tuy nhin mn tăng cường bằng chì không có hiệu quả
đối với thiết bị phát bức xạ tia X có điện thế nhỏ hơn 120KV.
2. Màn tăng cường bằng muối
Những loại màn này gồm có một lớp nền mỏng được làm bằng một chất dẻo dễ uốn và được
phủ lên trên một lớp chất phát huỳnh quang được chế tạo từ những tinh thể mịn là những loại
muối kim loại thích hợp thường là muối calúcium tungsten. Màn tăng cường bằng muối có
hai loại chính thường được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp.
(1)Màn tăng cường có độ xác định cao (kích thước hạt mịn) được chế tạo từ những tinh
thể muối có kích thước hạt nhỏ.
(2)Màn tăng cường cho khả năng tăng cường cao (nhanh hoặc màn có tốc độ cao) được
chế tạo từ những tinh thể muối có kích thước hạt lớn.
Việc chiếu bức xạ tia X sẽ làm cho những tinh thể muối phát quang có ánh sáng màu xanh.
Ánh sáng này tác động lên phim và tạo ra một phần chính của ảnh ẩn trên phim. Sử dụng
những màn tăng cường bằng muối làm giảm được thời gian chiếu và cho phép sử dụng được
những máy phát tia X có điện thế thấp. Tuy nhiên, độ xác định của ảnh chụp bức xạ sử dụng
màn tăng cường bằng muối phụ thuộc vào kích thước của tinh thể muối. Màn tăng cường
bằng muối nhanh (kích thước hạt lớn) cho hiệu quả kém. Phim chụp ảnh bức xạ được đặt
giữa hai màn tăng cường bằng muối sao cho lớp muối của màn tăng cường phải tiếp xúc với
phim. Hai màn tăng cường và phim kẹp ở giữa chúng sau đó được đặt trong một cassette hay
hộp giữ phim làm bằng kim loại hoặc plastic sao cho chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau.
Những màn tăng cường bằng muối phải được kiểm tra thường xuyên để đảm bảo không có
bụi bẩn bám vào và các vết dơ. Chúng được làm sạch bằng một miếng bọt biển xốp thấm một
ít xà bông hoặc một miếng vải len mềm chùi nhẹ nhàng cho đến khi tất cả các vết bẩn đã
được chùi sạch hoàn toàn. Miếng bọt xốp và vải len mềm chỉ thấm đủ ướt, nhưng không cho
bất cứ giọt nước nào rơi vào màn tăng cường. Mỗi lần lau sẽ tạo ra một vệt ướt. Lau khô lại
với vải mềm không có sợi.
3. Màn tăng cường bằng kim loại huỳnh quang

Loại màn tăng cường này là sự kết hợp giữa màn tăng cường bằng chì và màn tăng cường
bằng muối, tạo ra cả hiệu ứng phát xạ electron và hiệu ứng phát huỳnh quang.
Chúng gồm có một cặp và có một lớp nền được làm bằng bìa cứng hoặc chất dẻo dễ uốn
được phủ lên một lớp chì mỏng và một lớp muối huỳnh quang hạt mịn.
Chúng thường được sử dụng với loại phim trực tiếp có độ tương phản cao và kích thước hạt
mịn tạo ra quá trình tăng cường có thể làm giảm được liều chiếu xuống đến chín lần, nhưng
không làm giảm nhiều độ nhạy phát hiện khuyết tật. Màn tăng cường bằng kim loại huỳnh
quang được chế tạo theo nhiều loại khác nhau phù hợp với những dải năng lượng bức xạ tia
X và tia gamma khác nhau. Khả năng sử dụng của những màn tăng cường loại này có một
hạn chế lớn đối với việc kiểm tra thường xuyên khi cần chụp với tốc độ nhanh nhưng trong
đó các màn tăng cường bằng muối thường cho sự mất mát những chi tiết kiểm tra rất lớn.
VI. Chụp ảnh phóng xạ không dùng phim
1. Phương pháp soi ảnh trên màn huỳnh quang
a) Quá trình tạo ảnh
Ống phát bức xạ tia X, mẫu vật và màn huỳnh quang được đặt trong một buồng che chắn bảo
vệ và mẫu vật được đặt giữa ống phát bức xạ tia X và màn huỳnh quang. Bức xạ tia X truyền
qua mẫu vật sẽ kích thích chất huỳnh quang phát ra các vệt sáng trong vùng bị chiếu xạ mạnh
hơn. Vì vậy, hình ảnh huỳnh quang là dương bản, trong khi ảnh đã hiện là ảnh âm bản. Ảnh