Радіаційний контроль

Усі радіаційні методи контролю засновані на законі послаблення інтенсивності випромінювання, яке проходить через контрольований об'єкт. За результатами виміру інтенсивності випромінювання визначають наявність у ньому дефектів - раковин, включень тощо.

• Рентгенівське, γ-випромінювання й гальмівне випромінювання - високочастотні електромагнітні хвилі, які розповсюджуються із швидкістю світла у вакуумі;
• α-випромінювання - потоки ядер гелію (${\displaystyle \mathrm {{}_{2}^{4}He} }$);
• β-випромінювання - потоки електронів або позитронів;
• Нейтронне (протонне) випромінювання - потоки нейтронів (протонів), які виникають за ядерних реакцій.

Таким чином, при радіаційному контролі в якості джерел ізонізуючих випромінювань обираються рентгенівські апарати (рентгенівські трубни), прискорювачі заряджених частинок (електронів) та радіоактивні ізотопи.

Рентгенівські апарати є джерелами характеристичного й гальмівного випромінювань у широкому діапазоні енергій (0,5-100 кеВ).

Нехай ${\displaystyle f(x)}$ - коефіцієнт поглинання рентгенівських променів об'єктом у точці ${\displaystyle x,}$ тобто

${\displaystyle {\frac {\Delta I}{I}}=f(x)\Delta x.}$

Через ${\displaystyle I_{0}}$ позначається інтенсивність прямолінійного променя ${\displaystyle L,}$ через ${\displaystyle I_{1}}$ - його інтенсивність після проходження через тіло. В силу закону Бугера-Ламберта-Бера маємо

${\displaystyle {\frac {I_{0}}{I}}=\exp\{-\int _{L}f(x)dx\},}$

тобто в результаті сканування отримуються лінійні інтеграли функції ${\displaystyle f}$ по кожній з прямих ${\displaystyle L.}$

Методи Фур'є ставлять перед собою задачу відновлення об'єкту у зворотному просторі, тоді як алгебричні методи діють завжди у прямому просторі. Чинником правильності реконструкції об'єкту у алгебричних методах є співпадіння отриманих у експерименті рентгенівських проєкцій, із проєкціями, отриманими від відновленого об'єкта.

Алгебричні методи реконструкції мають на увазі задачу томографії як систему лінійних рівнянь:

${\displaystyle WV=P,}$

де ${\displaystyle V}$ - невідомий стовпець розмірності ${\displaystyle N\times 1,}$ який містить значення усіх ${\displaystyle N=n^{3}}$ значень рентгенооптичної щільності елементів об'єму (вокселів) у ${\displaystyle n\times n\times n}$ сітці реконструкції;

${\displaystyle P}$ - вектор, який складається з ${\displaystyle R\times 1}$ елементів й містить усі дані усіх проєкцій, ${\displaystyle R=M\times R_{m},}$ де ${\displaystyle M}$ - число проєкцій, ${\displaystyle R_{m}}$ - число елементів у одній проєкції;

${\displaystyle W}$ - матриця розміром ${\displaystyle R\times N,}$ яка містить вагові коефіцієнти ${\displaystyle w_{ij},}$ кожний з яких представляє міру впливу елемента об'єму ${\displaystyle v_{j}}$ на промінь ${\displaystyle r_{i},}$ який проходить через пікель ${\displaystyle p_{i}.}$

Таким чином, рівняння переписується як:

${\displaystyle {\begin{cases}w_{11}v_{1}+w_{12}v_{2}+w_{13}v_{3}+...+w_{1N}v_{N}=p_{1},\\w_{21}v_{1}+w_{22}v_{2}+w_{23}v_{3}+...+w_{2N}v_{N}=p_{2},\\........................................,\\w_{M1}v_{1}+w_{M2}v_{2}+w_{M3}v_{3}+...+w_{MN}v_{N}=p_{M}.\end{cases}}}$

${\displaystyle W}$ - прямокутна матриця великих розмірів і знайти рішення напряму

${\displaystyle V=W^{-1}P}$ не представляється можливим.

Для вирішення подібних систем використовується метод Кацзмарза. [1]

Даний вид застосовується під час контролю технологічних трубопроводів, металоконструкцій, технологічного обладнання зі сталі, кольорових металів і матеріалів в різних галузях промисловості та будівельного комплексу.

Радіографічний контроль застосовують для виявлення в зварних з'єднаннях тріщин, непроварів, пор, шлакових, вольфромових, окисних і інших включень. Радіографічний контроль застосовують також для виявлення пропалів, підрізів, оцінки величини опуклості кореню шва, недоступних для зовнішнього огляду.

• Неруйнівний контроль
• Прилади неруйнівного контролю

1. Бузмаков Алексей Владимирович - Рентгеновская микротомография с использованием увеличивающих рентгенооптических элементов.