试说管电压与曝光时间的联系

试说管电压与曝光时间的联系

梁金昆先生“验证X射线机管电压与源强度的关系”一文，说明了“源强度与管电压的平方成正比”。

在此基础上，我想说说V与t的关系。

X射线管的辐射强度IT =KiiZV2,——(1)(V是管电压，kV数)辐射场中某处的强度I∝IT，在X光机固定，管电流不变的前提下，I∝V2 ——(2)……（梁先生文已验证）

放在该处的胶片的曝光量E=辐射强度×时间

即E=It,E=KV2t ——(3)
(此处K是比例系数)

若要该处底片的曝光量不变，条件是V12·t1= V22·t2 ——(4)

(4)式就是结论：对同一台X射线机，管电流固定，（kV）2·t是定植。(4)式的用途：实际工作中，有些场合需要提高kV，以使曝光时间比较适当。有些工件本来就允许采用高电压、短时间的曝光参数。但是，实际操作起来，没有计算公式，多数是经验估判。我认为用(4)式就可计算。若计算值有不足之处，再适当调整一下即可。

以下是我们的部分经验数据，满足上式(4)式。

T＜30mm
（其余条件不变）

管电压	曝光时间
190kV	3min
200kV	2.8min
210kV	2.5min
220kV	2.3min
230kV	2min
欢迎梁先生及感兴趣的同行们批评指正。

我有这个念头其实已经很久了，迟迟没有动笔，因有顾虑。
在促使我动笔这一点上，梁金昆先生的“验证X射线机管电压与源强度的关系”一文真是“很给力”。
对于实际的X射线机拍片操作而言，最经常碰到的变量是四个：工件厚度T、焦距F、管电压kV和曝光时间t。一般管电流mA是不动的。曝光曲线我们用kV-T型。
现在，F~t有曝光因子公式，管电流不变时，（t/F2）是定值。工件厚度相同时，焦距改变，时间可计算。
kV~T有曝光曲线可查。
但kV~t实际上需要有数字上的联系，试举几例：
(1)曝光时间t太长或太短时，需调整到2~6min范围内：
例：拍两个长管道：Ф529×10、Ф1000×10，3005机双壁单影透照。
假定：Ф529×10采用焦距F=680mm，200kV、3min是适宜的。那么，拍Ф1000×10管道，采用同一kV~T曝光曲线，管电压仍为200kV，焦距改为1150mm，则需8.6min，觉得时间太长，改t=5min。可用2002×8.6=V2?5 ，V=262Kv。
(2)X射线机穿透力受限制时，延长时间t：
例：采用3005机，焦距F=700mm，曝光时间t=3min条件下制得曝光曲线，直线方程为Kv=19.7+8.84T，一般最高拍T=30mm的钢板，采用284kV，t=3min。
现客户要求拍T=40mm的工件，仍用此X射线机，曝光曲线外推，t=3min前提下，需373kV。X射线机达不到，则可调整为290kV，3732×3=2902×t,t=5min。
(3)小径管、铸件等需要采用“高电压、短时间”的场合。

    我希望（mA不变前提下）V12?t1=V22?t2能被一线射线探伤人员知晓，在工作中试用并验证。如在实际工作中能起到粗略定量的作用，则我的目的就达到了。精确的计算公式的推导或验证，不知有没有人愿做。
    感谢梁先生及诸位同行的批评指点。

参数需不需要考虑焦距的影响？

苏宁先生：您的文章甚好！它的价值是有可贵的试验、经验内容。别人试验多少次，是别人的事情；我试验一次，是我的事情。谢谢您对我的信任！如果让我提意见，您文中的“曝光量E”似乎不准确，改为“照射量”较符合物理意义，因为照射量才是强度(照射量率)乘时间。

我以为：在其它所有条件固定，用苏宁先生文中公式(4)去处理管电压和曝光时间的关系大体上是可行的。为什么说“大体上可行”呢？因为管电压不同，有效衰减系数也不同，会对透射线强度(胶片接受的剂量率)有些影响。

回复 xcb526 的帖子


   隐约感到有一点点不对

不知道怎么说

[color=initial !important]梁先生前文验证了公式 2  
               I∝V2   （红色的2表示平方）  
但不代表      
               I=K*V2         


因为，I与V之间并不是简单的过原点的二次曲线关系，实际上可能


               I=a*V2+b*V+c  （a、b、c都为常数）
  所以公式3  
                     E=K*V2*t   


并不是精确的成立，如果要理论推导的话，应该是


          (a*V12+b*V1+C)*t1=(a*V22+b*V2+C)*t2  
                绿色是下标，红色是平方


二次项系数是不能约掉的，但在实际操作中，这样的简单换算肯定是非常有用的。


PS：大家相互讨论，不是针对个人，有不对的地方欢迎指出
[color=initial !important]

[color=initial !important]   怎么一个小时只能发一次贴呢？？

苏宁先生：源强度和管电压的平方成正比，这是前人无数次试验证明的，我只不过也验证了一下。文中对我的夸奖，愧不敢当。