很多高速现象伴随很强的闪光和烟雾,有些现象发生在不透明物体内部。
脉冲X光机因其曝光时间短、穿透力强,可穿过火光和烟雾对爆炸过程等高速运动现象进行拍摄记录,因为有其他测试手段不可替代的特点。
早期的X射线管
脉冲X射线摄影对射线源的要求
管电流 胶片的密度:D=I△t小,因此要求强度(I)高。可通过提高管电流i和极间电圧V。
但V的改变同时改变了硬度,因此一般采取提高管电流的方法。正常的曝光量需要i△t为10﹣³安培秒,当高速现象的速度10²-10^4米/秒时,△t为10^-7-10^-8秒,所以管电流为10^4-10^5安培。
通常的X射线管应用热发射电子源,总电流为毫安量级,不能满足要求。
必须采用冷阴极场致发射二极管。
阳极尺寸 X射线摄影是点光源投影,围绕物体的轮廓有一个半阴影区。见图S'=是(b/a)要图像清晰,应尽量减小S和b/a=0.1,如果S=5mm,则S'=0.5MM
(静态模糊度)
X射线的脉宽△t
V'=V(a+b)
m'=V'△t=V(a+b)/a×△t如要求运动模糊度不大于静态模糊度,即m'=035毫米,则△t=0.5/V'=1/2.2V(微秒)V=5(毫米/微秒)时,△t=0.1微秒。
△D是光学密度差,Y为反差系数,△x为物质厚度变化,μ为吸收系数。必须对不同的△x选择不同硬度的X射线。
如果硬度太高,μ值很小,△D也小;如果射线太软穿透的强度小也得不到正常曝光。
因此为了能穿透密度和厚度不同的物体,要求X射线的穿透力不同。
这通过调节Ⅹ射线管的极间电压来实现。
高压毫微秒脉冲发生器(MARX电路)
多个电容器并联充电、串联放电产生倍增电压
R-10k5w高压线绕电阻;C-8000pf高压无感电容
冷阴极场发射X射线管
高速X射线摄影的应用
内外弹道:膛内、枪(炮)口烟雾区及靶上的运动规律、穿甲机理等
研究固体中压缩波的传播特性
测量高爆炸药的压强、反应产物的流动和能量传输规律。
工业上用于研究高电压开关动作、电弧焊接及铸造过程等
医学上用于研究人和动物的运动过程。
高速X射线摄影的摄影的使用方法
大范围、多台联用
小范围、多台联用
单台重复发射脉冲
同时进行X射线和β射线摄影
同步问题
来源:百度文库