Luận văn Kiểm tra và giải đoán khuyết tật một số vật liệu kim loại trong sản phẩm công nghiệp bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ tia-X

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ------------------------ PHẠM QUANG TUYẾN KIỂM TRA VÀ GIẢI ĐOÁN KHUYẾT TẬT MỘT SỐ VẬT LIỆU KIM LOẠI TRONG SẢN PHẨM CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ TIA-X Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao Mã số: 60.44.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VĂN HÙNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2010 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ASME American Society of Mechanical Engineer Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ ASTM American Society for Testing and Materials Hiệp hội kiểm tra và vật liệu Hoa Kỳ BS British Standard Tiêu chuẩn Anh DIN Dentsche Industrie Norm Tiêu chuẩn công nghiệp Đức DWDI Double Wall Double Image Hai thành hai ảnh DWSI Double Wall Single Image Hai thành một ảnh FFD Focus to Film Distance Khoảng cách từ tiêu điểm phát bức xạ đến phim IAEA International Atomic Energy Agency Cơ quan Năng Lượng nguyên tử quốc tế IQI Image Quality Indicator Vật chỉ thị chất lượng ảnh ISO International Standards Organization Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế JIS Japanese Industrial Standard Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản NDT Non-destructive Testing Kiểm tra không phá hủy OD Outer Diameter Đường kính ngoài OFD Object to Film Distance Khoảng cách từ mẫu vật đến phim SFD Source to Film Distance Khoảng cách từ nguồn đến phim SWSI Single Wall Single Image Một thành một ảnh RT Radioghaphy Testing Chụp ảnh phóng xạ HVT Half Value Thicknees Bề dày làm yếu một nửa TVT Ten Value Thicknees Bề dày làm yếu một phần mười LỜI CAM ĐOAN ---o0o--- Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện, không lấy kết quả của người khác hoặc nhờ người khác làm giúp. Nếu có gì vi phạm, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Người cam đoan Phạm Quang Tuyến LỜI MỞ ĐẦU ------ oOo ------ Việt Nam đang trong giai đoạn tiến lên công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Chúng ta đang xây dựng một nền công nghiệp hiện đại như một tiền đề để đưa Việt Nam trở thành một quốc gia phát triển. Một nền công nghiệp được xem là mạnh, là hiện đại chỉ khi nó tạo ra được các sản phẩm công nghiệp với chất lượng tốt. Để có được một sản phẩm công nghiệp với chất lượng tốt nhất, ngoài các công đoạn thiết kế và gia công thì kiểm tra chất lượng sản phẩm là một công đoạn rất quan trọng. Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ thì có rất nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá chất lượng của một sản phẩm hoặc một chi tiết sản phẩm công nghiệp. Một trong những phương pháp đó là ứng dụng bức xạ trong kiểm tra sản phẩm công nghiệp. Chụp ảnh phóng xạ (Radiography Testing - RT) là một trong những phương pháp kiểm tra không phá hủy (Non-Destructive Testing - NDT). Nó là phương pháp rất hữu ích để đảm bảo cho sự hoạt động tin cậy của thiết bị và các cụm chi tiết ở bất kì một sản phẩm công nghiệp nào. Nó hữu dụng bởi tính đa dạng và linh hoạt, không làm thay đổi hình dạng và cấu trúc của mẫu vật cần kiểm tra. Các sản phẩm cơ khí ở cả hai giai đoạn sản xuất và sử dụng qua phương pháp kiểm tra này có thể loại bỏ khi không đạt chất lượng yêu cầu. Kiểm tra các khuyết tật xuất hiện trong quá trình sử dụng để tránh rủi ro tai nạn xảy ra do chính các khuyết tật này. Xuất phát từ thực tế đó, luận văn này muốn đề cập nghiên cứu thực nghiệm một phương pháp kiểm tra NDT bằng chụp ảnh phóng xạ với máy phát tia-X công nghiệp “RF-200EGM” hiện đang có tại Trung tâm đào tạo – Viện Nghiên cứu hạt nhân (Đà Lạt) để kiểm tra, giải đoán khuyết tật hàn của một số vật liệu kim loại có cấu hình phức tạp khác nhau (dạng hình ống tròn và chữ T – là những dạng mẫu vật cần kiểm tra thường gặp nhưng phức tạp hơn dạng tấm phẳng) trong các sản phẩm công nghiệp. Ngoài ra, sau một thời gian hoạt động thì kích thước bia hiệu dụng của đầu phát tia-X trong máy “RF-200EGM” có thay đổi theo hướng giảm đi, nên việc khảo sát lại để có được kích thước chính xác hiện nay là việc làm cần thiết trong nội dung của luận văn này. Tôi xin chân thành cám ơn TS. Nguyễn Văn Hùng, Giám đốc Trung tâm đào tạo - Viện Nghiên cứu nạt nhân, là người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho đề tài một cách tận tình, chu đáo và có khoa học. Tôi cũng xin chân thành cám ơn ThS. Nguyễn Minh Xuân, nghiên cứu viên thuộc Trung tâm Đào tạo - Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt và những cán bộ, nhân viên thuộc Trung tâm đã trực tiếp chỉ bảo những vấn đề mà bản thân tôi vướng mắc khi thực hiện luận văn này. Người thực hiện Phạm Quang Tuyến Chương 1: CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ BẰNG TIA-X 1.1 Những nguyên lý cơ bản của kiểm tra không phá hủy 1.1.1 Định nghĩa và tầm quan trọng của phương pháp NDT  Định nghĩa và bản chất của NDT. Kiểm tra không phá hủy (NDT) là sử dụng các phương pháp vật lý để kiểm tra các khuyết tật bên trong cấu trúc của các vật liệu, các sản phẩm, các chi tiết máy,... mà không làm tổn hại đến khả năng hoạt động sau này của chúng.  Tầm quan trọng của NDT . Phương pháp này đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm tra chất lượng sản phẩm và trong các công đoạn của quá trình chế tạo một sản phẩm. Sử dụng các phương pháp NDT trong các công đoạn của quá trình sản xuất mang lại một số hiệu quả sau: - Làm tăng mức độ an toàn và tin cậy của sản phẩm khi làm việc. Làm giảm giá thành sản phẩm bởi sự giảm phế liệu và bảo toàn vật liệu, công lao động và năng lượng. - Nó làm tăng danh tiếng cho nhà sản xuất. - NDT cũng được sử dụng rộng rãi trong việc xác định hoặc định kì chất lượng của các thiết bị, máy móc và các công trình trong quá trình vận hành. Điều này không những làm tăng độ an toàn trong quá trình làm việc, mà còn giảm thiểu được bất kì những trục trặc nào làm cho thiết bị ngưng hoạt động. 1.1.2 Các phương pháp NDT Những phương pháp NDT có từ đơn giản đến phức tạp. Những phương pháp NDT được chia thành từng nhóm theo những mục đích sử dụng khác nhau đó là: - Phương pháp kiểm tra bằng mắt hay còn gọi là phương pháp quang học (Visual Testing - VT); - Phương pháp kiểm tra bằng chất thấm lỏng (Liquiq Penetrant Testing – PT); - Phương pháp kiểm tra bằng bột từ (Magnetic Particle Testing – MT); - Phương pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy (Eddy Current Testing – ET); - Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm (Ultrasonic Testing – UT); - Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh bức xạ (Radiography Testing – RT). Nhóm còn lại chỉ được dùng trong những ứng dụng đặc biệt và do đó chúng có những hạn chế trong việc sử dụng. Trong các phương pháp trên thì phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh phóng xạ (RT) là một lĩnh vực ứng dụng của kỹ thuật vật lý hạt nhân hiện đang phát triển rất mạnh mẽ trong công nghiệp. 1.1.3 Phương pháp chụp ảnh phóng xạ (RT). Phương pháp kiểm tra bằng chụp ảnh phóng xạ được dùng để xác định khuyết tật bên trong của nhiều loại vật liệu và có cấu hình khác nhau. Một phim chụp ảnh phóng xạ thích hợp được đặt phía sau vật kiểm tra và được chiếu bởi một chùm tia-X hoặc tia γ đi qua nó. Cường độ của chùm tia-X và tia γ khi đi qua vật thể tùy theo cấu trúc của vật thể mà có sự thay đổi và như vậy sau khi rửa phim đã chụp sẽ hiện ra hình ảnh bóng, đó là ảnh chụp phóng xạ của sản phẩm. Sau đó phim được giải đoán để có được những thông tin về khuyết tật bên trong sản phẩm. Phương pháp này được dùng rộng rãi cho tất cả các loại sản phẩm như vật rèn, đúc và hàn. Bằng sự định hướng chính xác, các khuyết tật mỏng, nhỏ cũng có thể phát hiện được từ phương pháp chụp ảnh phóng xạ. Nó cũng phù hợp cho việc phát hiện những thay đổi trong các phép đo bề dày thành vật liệu, xác định vị trí hoặc các khuyết tật ẩn chứa trong các phần lắp ráp. Thuận lợi cơ bản của việc ứng dụng bức xạ trong NDT nảy sinh từ thực tế là có thể kiểm tra các vật thể với kích thước hay dạng hình cầu có đường kính cỡ micromet tới những vật có kích thước khổng lồ hoặc kiểm tra cấu trúc các bộ phận trong các nhà máy. Ngoài ra nó còn có khả năng ứng dụng cho nhiều vật liệu khác nhau mà không cần bất kì một sự chuẩn bị trước nào đối với bề mặt mẫu vật. Trở ngại chính của chụp ảnh phóng xạ là sự nguy hiểm cho các nhân viên vận hành bị chiếu xạ có thể gây nguy hại cho các mô cơ thể. Do đó cần yêu cầu một sự vận hành chính xác và thái độ nghiêm túc cao trong quá trình làm việc. 1.1.4 An toàn bức xạ cho nhân viên. 1.1.4.1 Đánh giá về an toàn bức xạ. Sự nguy hiểm của bức xạ khi các nhân viên vận hành chiếu xạ trong quá trình chụp ảnh phóng xạ có thể gây nguy hại cho các mô của cơ thể. Do đó nó đòi hỏi sự hiểu biết về an toàn bức xạ, sự vận hành chính xác và thái độ nghiêm túc cao của nhân viên trong quá trình làm việc. Mục đích cơ bản về hiểu biết an toàn bức xạ là đảm bảo an toàn cho bản thân, những người xung quanh và duy trì sức khỏe cho nhân viên sau khi làm việc. Vấn đề quan trọng cần được xem xét trong kiểm tra bằng phương pháp chụp ảnh phóng xạ đó chính là có thể những rủi ro gây hiệu ứng sinh học có hại cho cơ thể người. Hai vấn đề chính của an toàn trong chụp ảnh phóng xạ là kiểm soát liều bức xạ và bảo vệ con người. Những định nghĩa, khái niệm, đơn vị cơ bản về an toàn bức xạ được khái quát như sau. 1.1.4.2 Các đại lượng và đơn vị đo lường trong an toàn bức xạ. Liều bức xạ là đại lượng đánh giá khả năng ion hóa trong một đơn vị khối lượng môi trường vật chất đã cho. Tác dụng của bức xạ lên cơ thể con người phụ thuộc vào hai yếu tố là cường độ và loại bức xạ. Các đại lượng và đơn vị đo lường được dùng trong an toàn bức xạ là: - Hoạt độ phóng xạ (A) là số phân rã (N) trong một đơn vị thời gian (t). dt dN A  (1.1) Đơn vị là Becquerel (Bq), 1Bq bằng một phân rã trong một giây (dps). Đơn vị cũ là Curie (Ci), 1Ci = 3,7*1010Bq. - Liều chiếu (X) là đại lượng được tính bằng số lượng ion hóa (Q) trong một khối lượng không khí (m) gây bởi bức xạ photon. dm dQ X  (1.2) Đơn vị đo là Coulomb/kg (C/kg), đơn vị cũ là Roentgen (R), 1R =2,58*10-4C/kg. Suất liều chiếu là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. - Liều hấp thụ (D) là năng lượng trung bình (E) mà bức xạ truyền cho vật chất ở trong một thể tích nguyên tố chia cho khối lượng (m) của vật chất chứa trong thể tích đó. dm dE D  (1.3) Đơn vị mới của liều hấp thụ là: Gray (Gy) hay Jun/kg (J/kg), đơn vị cũ là Rad, 1 Gy = 100 rad. Suất liều hấp thụ là liều hấp thụ trong 1 đơn vị thời gian. - Do cùng một liều hấp thụ như nhau của các loại bức xạ có thể gây ra các hiệu ứng sinh học khác nhau (Xem chi tiết ở Phụ lục 1), nên người ta đưa ra khái niệm liều tương đương. Liều tương đương (HT,R) bằng liều hấp thụ nhân với một hệ số đánh giá sự truyền năng lượng của từng loại bức xạ vào mô gọi là trọng số bức xạ (WR). HT,R = DT,R * WR (1.4) Một số giá trị trọng số bức xạ (WR) được cho trong Bảng 1.1. Bảng 1.1: Trọng số bức xạ (WR) ứng với các loại bức xạ khác nhau Loại bức xạ và khoảng năng lượng WR 1 Tia gamma (photon) và điện tử với mọi năng lượng (trừ điện tử Auger). 1 2 Proton và các proton giật lùi có năng lượng > 2MeV 5 3 Alpha, mảnh phân hạch, hạt nhân nặng 20 4 Neutron: E < 10 keV 10 - 100 keV 100 - 2 MeV 2 - 20 MeV > 20 MeV 5 10 20 10 5 Đơn vị của liều tương đương là Sievert (Sv), đơn vị cũ: Rem, 1 Sv = 100 Rem. Suất liều tương đương là liều tương đương tính trong một đơn vị thời gian. - Liều hiệu dụng (E) là tích của liều tương đương với trọng số mô (WT). Liều hiệu dụng chính là liều được tính cho toàn cơ thể. E = ∑TET = ∑TWT = ∑TWT∑RDT,RWR (1.5) Các trọng số mô đặc trưng cho cơ quan (mô) trong cơ thể được cho ở Bảng 1.2 Bảng 1.2: Trọng số mô (WT) ứng với các cơ quan trong cơ thể Cơ quan (mô) WT Cơ quan (mô) WT Thận Tủy xương Phổi Dạ dày Ruột kết Thực quản Bọng đái 0,20 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0,05 Vú Gan Tuyến giáp Da Mặt xương Còn lại 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,005 Suất liều hiệu dụng là liều hiệu dụng tính trong một đơn vị thời gian. - Liều giới hạn là giá trị về độ lớn của liều được quy định trong Quy phạm TCVN 6866: 2001 cho từng đối tượng (nhân viên bức xạ, dân chúng, học viên ...). Trong quá trình làm việc với bức xạ thì từng đối tượng đó không được chịu vượt quá giá trị liều (giới hạn) quy định. 1.1.4.3 Giới hạn sự chiếu xạ. Dựa vào những nghiên cứu khác nhau, Ủy ban quốc tế về bảo vệ chống bức xạ (ICRP) đã đưa ra các yêu cầu sau:  Chỉ được tiếp xúc với bức xạ khi cần thiết.  Giảm liều chiếu tới mức thấp nhất có thể chấp nhận được (Qui tắc ALARA).  Liều giới hạn cho nhân viên bức xạ (trong trường hợp bình thường): Liều hiệu dụng trong 1 năm (lấy trung bình trong 5 năm liên tiếp) không vượt quá 20mSv, trong từng năm riêng lẻ không vượt quá 50mSv. Điều này có nghĩa là liều hiệu dụng cho từng giờ làm việc có tiếp xúc với nguồn của nhân viên bức xạ là 10μSv/h; liều tương đương đối với thủy tinh thể của mắt không vượt quá 150mSv/năm; liều tương đương đối với tay, chân và da không vượt quá 500mSv/năm.  Liều giới hạn cho nhân viên bức xạ trong trường hợp khắc phục tai nạn sự cố (ngoại trừ hành động cứu mạng): Dưới 2 lần mức liều giới hạn năm (dưới 40mSv).  Liều giới hạn cho nhân viên bức xạ trong trường hợp khắc phục tai nạn sự cố (tính đến hành động cứu mạng): Dưới 10 lần mức liều giới hạn năm (dưới 200mSv), có thể nhận liều xấp xỉ hoặc vượt quá 10 lần mức liều giới hạn năm (≥200mSv) nhưng chỉ áp dụng nếu lợi ích đem lại cho người khác lớn hơn hẳn so với nguy hiểm riêng của chính mình.  Liều giới hạn đối với người học viên trẻ và sinh viên (từ 16 đến 18 tuổi): Liều hiệu dụng là 6mSv/năm; liều tương đương đối với thủy tinh thể của mắt là 50mSv/ năm; liều tương đương đối với tay, chân và da là 150mSv/năm.  Liều giới hạn đối với dân chúng: Liều hiệu dụng là 1mSv/năm; liều tương đương đối với thủy tinh thể của mắt là 15mSv/năm; liều tương đương đối với da là 50mSv/năm. Với người săn sóc và khách thăm bệnh nhân: Người lớn là 5mSv và trẻ em là 1mSv trong suốt thời kỳ bệnh nhân làm xét nghiệm hoặc điều trị.  Liều tương đương cá nhân khi có sự cố: Có thể cho phép chịu tới 2 lần liều trong một vụ việc nhưng sau đó phải giảm liều sao cho sau 5 năm tổng liều tích lũy lại phù hợp với công thức D = 20*(N - 18); trong đó D là liều chiếu tính bằng mSv, N là tuổi tính bằng năm. 1.1.4.4 Các phương pháp kiểm soát sự chiếu xạ Trong chụp ảnh, việc kiểm soát sự chiếu xạ là một yêu cầu không thể bỏ qua. Sau đây là 3 cách cơ bản để kiểm soát sự chiếu xạ:  Thời gian: Không ở gần nguồn bức xạ lâu hơn một chút nào nếu không cần thiết. Giảm thời gian tiếp xúc bằng cách thao tác chính xác, đúng quy trình kỹ thuật, tuân thủ quy tắc an toàn.  Khoảng cách: Ở khoảng cách xa nguồn nhất có thể được. Sự suy giảm cường độ bức xạ tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên khi lắp đặt thiết bị và thủ tục vận hành phải tính đến thông số này.  Che chắn bảo vệ: Một cách quan trọng để giảm liều là đặt tấm chắn bảo vệ giữa nguồn và người vận hành. Dùng vật liệu có mật độ khối cao để che chắn tia-X và gamma như sắt, chì, bêtông hay uran nghèo, v.v. 1.1.4.5 Kiểm soát bức xạ Kiểm soát bức xạ là cần thiết nhằm tránh rủi ro bao gồm: Kiểm tra liều khu vực thực nghiệm và đo liều cá nhân. Kiểm tra khu vực có thể bằng các máy đo liều cố định hay máy đo liều xách tay. Kiểm tra liều cá nhân bằng cách đo liều nhận được trong suốt thời gian tiến hành công việc (dùng liều kế cá nhân). 1.2 Cơ sở vật lý của kiểm tra không phá hủy 1.2.1 Các tính chất cơ bản của tia-X 1.2.1.1 Sự ra đời của bức xạ tia-X và sự phát triển của phương pháp chụp ảnh phóng xạ Năm 1895 trong lúc tiến hành thực nghiệm nghiên cứu hiện tượng phóng điện qua chất khí, Roentgen đã phát hiện ra một loại tia bức xạ mới mà ông đặt tên là tia-X (người ta còn gọi là tia Roentgen). Thành công đầu tiên của việc ứng dụng loại tia-X này là ông đã tiến hành chụp và thu được ảnh của những vật khác nhau đựng trong hộp kín như quả cân, khẩu súng v.v.. Chính những kết quả ban đầu này đã đánh dấu sự ra đời của phương pháp RT, đây là một phương pháp có khả năng phát hiện các khuyết tật nằm sâu bên trong đối tượng kiểm tra. Phương pháp này đã và đang được ứng dụng rộng rãi đem lại nhiều lợi ích to lớn trong đời sống thực tế. Kể từ khi được phát hiện, tia X được ứng dụng rất đa dạng như:  Khoảng một năm sau tia X này được áp dụng cho kiểm tra mối hàn.  Năm 1913, ống phát tia X được thiết kế bởi Colide tạo ra những tia-X có cường độ và khả năng xuyên thấu lớn.  Năm 1917, phòng thí nghiệm X quang đã được thiết lập tại Royal Arsenal ở Woolwich.  Đến năm 1930, phương pháp chụp ảnh phóng xạ được hải quân Mỹ chính thức áp dụng cho kiểm tra nồi hơi, có thể nói đây là một sự phát triển quan trọng. Những thành công đã khẳng định vai trò và giá trị đặc biệt của phương pháp chụp ảnh phóng xạ kiểm tra khuyết tật trong các ngành công nghiệp như: Hàng không, kiểm tra khuyết tật mối hàn trong các nhà máy điện, nhà máy tinh chế, các kết cấu tàu thủy và phương tiện chiến tranh,v.v.. Những thành quả ấy tạo cơ sở cho sự phát triển phương pháp này ngày càng mạnh mẽ cho đến ngày nay. 1.2.1.2 Bản chất và các tính chất của bức xạ tia-X. Tia X là bức xạ điện từ giống như ánh sáng, chỉ khác là nó có bước sóng nhỏ hơn bước sóng ánh sáng hàng nghìn lần. Trong chụp ảnh phóng xạ thì những tia X thường dùng có bước sóng trong khoảng từ 10-4A0 đến 10A0 (1A0 = 10-8 cm). Phổ của tia X là phổ liên tục với chiều dài bước sóng tương ứng với λ = c/γ với c là vận tốc ánh sáng, γ là tần số dao động riêng. 1.2.1.3 Tính chất của tia X  Tia X là bức xạ không nhìn thấy được do đó không cảm nhận được bằng giác quan con người.  Nó có khả năng làm phát quang một số chất như Zine Sulfide, Calcium, Tungstate, Diamon, Barium, Platinocyamide, Sodiumlodide được kích hoạt bởi Thalium.  Các tia X chuyển động với vận tốc ánh sáng.  Là tia bức xạ nên chúng có thể gây nguy hại cho tế bào sống  Chúng gây ion hóa vật chất (đặc biệt với chất khí rất dễ bị ion hóa trở thành các điện tử và ion dương).  Tia X truyền theo một đường thẳng, chúng là bức xạ điện từ.  Nó tuân theo định luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.  Nó có thể xuyên qua những vật mà ánh sáng không truyền qua được và khả năng xuyên thấu phụ thuộc vào năng lượng của photon, mật độ và chiều dày của lớp vật chất.  Nó tác dụng lên lớp nhũ tương của phim ảnh.  Khi đi qua lớp vật chất chúng bị hấp thụ, phản xạ và tán xạ. 1.2.2 Tương tác của bức xạ với vật chất Khi một chùm bức xạ tia-X hoặc gamma truyền qua một vật nào đó thì một số tia sẽ truyền qua, một số bị hấp thụ và tán xạ theo những hướng khác nhau. Những kiến thức về hiện tượng này rất quan trọng đối với những người làm công việc chụp ảnh phóng xạ, do vậy từng hiện tượng nêu trên sẽ được trình bày cụ thể dưới đây. 1.2.2.1 Hiện tượng hấp thụ Khi một chùm bức xạ truyền qua một vật nào đó thì sẽ bị suy giảm cường độ. Hiện tượng này gọi là sự hấp thụ bức xạ trong vật chất (Hình 2.1) Tính chất của hiện tượng này được áp dụng trong chụp ảnh phóng xạ công nghiệp. Nếu có khuyết tật ở bên trong mẫu vật nghĩa là có sự thay đổi về độ dày. Sự hiện diện của chúng tạo nên sự thay đổi tương ứng về cường độ của chùm tia truyền qua, điều này được ghi nhận trên ảnh chụp. Do tầm quan trọng của nó mà chúng ta sẽ xem xét hiện tượng này một cách kỹ lưỡng. 1.2.2.2 Hệ số hấp thụ Tiến hành thí nghiệm trên một mẫu có chiều dày x, cường độ chùm tia tới là I0, cường độ chùm tia truyền qua là I và chùm tia tới ở đây là đơn năng thì ta có: I = I0exp(-μx) (1.6) Trong đó μ là hệ số hấp thụ tuyến tính Trong biểu thức trên, hệ số hấp thụ tuyến tính μ là đại lượng đánh giá sự suy giảm cường độ bức xạ theo chiều dày vật liệu và có thứ nguyên là (đơn vị độ dài)-1 và được tính theo biểu thức: μ = k λ3z3 (1.7) Với k là một hằng số phụ thuộc vào mật độ vật lý của chất hấp thụ,