GB/T 31362-2015 无损检测 热中子照相检测 中子束L／D比的测定 GB/T31362-2015 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS 19.100
中华人民共和国国家标准
GB/T 31362—2015/IS012721:2000无损检测
热中子照相检测
中子束L/D比的测定
Non-destructive testing-Thermal neutron radiographic testingDetermination of beam L/D ratio(IS0 12721.2000,iDT)
2015-02-04发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2015~10-01实施
本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。GB/T31362—2015/IS012721:2000本标准使用翻译法等同采用ISC）12721:2000《无损检测热中了照相检测
测定》。
本标准由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口。中子束L/D比的
本标摊起草单位：中国京子能科学研究院、1.海材料研究所、上海泰司检测科技有限公司、中国工程物理研究院核物现与化学研究所。本标推主要起草人：陈东风、韩松柏、刘蕴帮、王洪立、武梅梅、魏国海、康彬、干雨、贺林峰、孙凯、孙勇、郝丽杰,刘晓龙、李玉庆、金宁飞，I
GB/T31362—2015/IS012721:2000引言
制定本标准的目的是为获取质量可靠的中子照相成像数据提供指导，并月帮助用户判断相关的热中了照相设备是否适于某项特殊的应用。1范围
GB/T31362—2015/1SO12721:2000无损检测热中子照相检测
中子束L/D比的测定
本标准规定了测定热中子照相中子束准直比（1./D值在20～1000之间）的试验技术。本技术基下零全影区器件分析巾子照相的成像质量，无需测量和计算准直器系统的物理尺寸。本标准中所采用的器件均已通过置于真空暗盒内的Gd箔转换屏和高分辨单面胶片进行了测试2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件，2.1
effectiveL/D ratio
有效准直比
决定中子照相装置成像分辨率的因素之一，其大小为入口光阑与放像平面的有效距离(L)与入口光阐有效径(D)的比慎，
注：实际测量 1. 和 D,计算得到的 L/ID) 可与近过本方法得到的 L/D 值不同。2.2
在成像阴影中，全部初始束链勃任阻断的区域（类似下日全食），见图1：1
说明：
-时线束；
物体：
全影区；
半影区；
图1零全影区配置示意图
Kpenumbra
半影区
在成像所影中，部分初始束被物体阻断的区域（决定了阴影的不锐度），见图1。2.4
初始束primary bearm
起源于中了源，直到与物体/操测系统发生作用之前，一直保持准直状态的中子束。1
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GB/T 31362—2015/ISO 12721:20003原理
测定中了束有效谁直比的原理为“零全影区”技术，首先利用中子束对“零全影区器件”进行成像，然后对所获图像进行分析。共有三种分析方法，每种方法都需确定全影区阴影宽度为零时的那一点。4重要样和应用价值
中子照相成像质量受许多因素影响，L/D值是其中之一。特定的中子照相检测所要求的有效1./D值，取决于被测物体的厚度及其所含特定元索的物理待性。本方法可指导中子照相用户测定或定期检食设备的有效准直比，判断设备的性能是否满足某项探测任务的要求。5设备
5.1“零全影区器件”（如图2和图3），将中子吸收棒放置在距离成像平而远近不同的位置上单位为离米
说明：
一棒：
2 6061 T6 铝;
--尼龙棒；
锅棒；
基雄线。
注1：A位置的棒在中心线每侧长度为10mm(22个），注2：B位的样在中心线每侧长度为20mm9个）。56.5°
开开计
注3：C位置的棒在中心线每侧长度为2511m(1个）。注4：为了减小累积误差，所有的尺寸都以基准綫为标准。50.8
注5：图中所示为单系统器件上棒的摆放方式。为构造双系统器件，需通过附加设备将77.8mm长的11个间隔扩展为134.3mm长的19个间隔，并且除去间隔较密部分（56.5mm长的20个间隔）。注6：律由--层透明胶带紧紧地固定在位置上。。沿整个平面打磨。
511个相等的间隔（参见注4和注5)。“20个相等的间隔（参见注4和注5）。图2带有刻度的“琴全影区器件”凹槽阵列2
GB/T 31362—2015/ISO 12721:20000.2
a)单系统成像器件(一侧的支板被移开）双系统成像设备（一侧的支撑板被移开））
e）双系统成像设备的中子照相医像图3“零全影区器件”实物图
“零全影区器件”的整体为一个布满精确加工的V形凹槽的铝制斜面，斜面与侧向支撑面在竖点方向成45\二C.25\夹角，镐棒分别政置在各个V形槽之内。临近成像乎面-端出槽中心阅距为2.8mm，共21个凹槽；临近中子源一端的凹槽闻距较宽.为7.1mm。直径为0.64m正的驱棒追过对中了透明的胶带固定年划槽内。布满凹槽的斜面要保证与成像平面成45°土0.25\夹角。如果要测定的1./D值大于150，可按图4(B部件）的结构扩展刻度范围，如果无法加I直径0.64加m的镉棒，也可使用其他相近尺寸的镐棒，但需进行精密测量：并把准确的数值代人第了章的公式中。所有计算宜采用实际装配的尺寸。单位为毫米
说明：
-A部件，L/D值小于150的单系统；-B部件，L/D值在150～300之间的双重系统。图4
“零全影区器件”示意图
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GB/T31362—2015/ISO12721:20006测定步骤
6.1将“零全影区器件”刻度较密一端紧靠暗盒放置，6,2调整暗盒平面,使其垂直于中子束流方间。6.3将单面乳胶胶片和“零全影区器件”曝光一段时间，使直接嗪光区域底片的平均黑度值达到2.5士0.46.4依照制造商的建议处理曝光胶片。6,5依照第7章中描述的三种方法中的任-方法分析成像结果，也可使用多种方法逊行比较分析，7数据分析
7.1目测分析
应直接对中子購相所获图像进行自测，计算有效谁直比。哲观察单独某个棒的成像时阴影线能被认为是沿着棒成像中心的“白“线，随着棒与胶片的距离变人，影线的宽度减小。在某个位置，阴影线将会消失，超过这个位置，会山现一个强度较弱的阴影线，并且随着距离加大其后的阴影线逐渐变宽。可以辅助使用5倍～10 倍的放大镜确定这个位置。基十这和日测分析,应得到没有阴影线的第一个棒与暗盒间的距离b。L/D 值如下;L/D...(/a)
(图5)和棒的直径c采用相同的单位。当L/D值在10C以内，这种方法是有效的。当L/D值过这个范围时，应采用昆微光密度分断法。说明：
皎片平面；
海全影区，bzxz.net
4—楼2。
图5数学模型图解
7.2显微光密度分析法
第二种数据分析方法的过程为，从距离胶片最近的位置为“0\的锅样开始，对巾子照相图像进行显4
GB/T31362-2015/IS0127212000
微光密度扫描，典型的扫描图像如图6所示。使用此种方法时，建议采用尺寸为20μm×300让切的显像密度计光圈，不必水乎放大。从位置为“\的镉棒对应的端开始的直线，与其他波峰顶点形戏的曲线产生交点，本交点与位置“0”镉棒顶点相连形放的直线长度被确定为b值，如图6所示。这种方法可以得出的L/D值最高可达300，但是由于更大的为值不能获得稳定的波型，通过这种方法不能确定史高的 L /D 值。
说明：
1---直线；
曲线；
3——本底胶片密度。
7.3选择性显微光密度分析法
7.3.1概述
6显微光密度计扫描1：1
这种方法也使用显微光密度计确定L/D值，可适用于较高和较低准直比的分析计算。使用这种方法时，显微光察度计的建议设置为20μm×300μm光圈、图表记录改大倍数为50倍（或更大）。本设置可得到独立波形，如图7所示。应至少扫描到两个波形，一个靠近胶片平面，：·个靠近全影区消失点，应注意不要超过成像阴影消失的那个点。扫描时，显微光密度计的设置应保持一致。如果L/D值超过100，不宜使用“0”棒的成像，因为胶片/转换屏组合产生的不锐度超过了由于L/D值引起的不锐度，对于较低的-/D比（100以下），针对“0\棒的图像，可采用X，和U.的简化方程，并能够得到狠好的结果。
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GB/T 31362—2015/ISO 12721:200030.9
说明：
“密度降低，
图 7镉裤的胶片密度扫描50： 17.3.2计算 b
单位为率米
为了砸定5值需要测量两个榉的陷彩像的竟度。測量方法为：沿着某个的阴影图像的波形顶端小峰的平均值划一条水平直线(平行亏基缘),冯比波形两侧划两条延长线与水平首线相交成的两个交点间的距离，即为此棒阴影图像的宽度，在认算另值时，本值无需转化为非放人值，按下式可计算6值(图5)：
L -U)+X:
华运战像平面辐棒的阴影前院
X：选择用丁分析的两个棒之间的距离：U菲近牟影区消失位置镉棒的朔影宽度；X.
胶片与较近棒闻的距离。
L/D=b/a
如果镐棒的直径是0.64mm，可以直接按式(4)计算L/D值：L/D=
+X，)/0.64
对于较小的L/D值（小于100）,可使用下列公式，L/D-
式中：
U.—…临近暗盒的镉棒的成像阴影宽度；X，暗盒马棒2间的距离：
因为U。约等干镉摔的直径(0.64 mm），所以L/D.
7.3.3精确度
GB/T31362—2015/IS0127212000通过测量多个棒的成像阴影宽度，能达到最佳的精确度。这些测量值以及各棒与成像平而间的距离可以通过线性回归方法（或者利用绘图法找山数据的最任匹配曲线）进行处理，得到X轴的截距，即b值。有效的L/D值可以简单地通过b/d（棒的点径，例如0.64mm）获得。在L/D值大于200时推荐使用这种技术。
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GB/T31362--2015/IS012721.2000A.1理论
附录A
（资料性附录）
零全影区方法
A.1.1中子照相使用的中子束的准直比被确定为源到成像平而的距离（L）与源的直径（D)的比值。因为通常源的直径(D)较人(>2 cm),并且使用了中子吸收系数很高的材料，所以这种确定有效L/D值的独特方法是有效的。如果一个直径远远小于源直径的不透明棒放置在成像平面附近，全影区阴影将如图A.1所示。
说明：
成像：
全区阴影：
3---半影区阿影；
4—福摔；
图A.1零全影区示意图
A.1.2如果给定了源的直径（D)和棒的直径（d），假设存在--个棒，当其与成像平面间的距离为6时，其全影区宽度为0。根据这个特定的距离，用一个简单的公式就能确定有效的I./D值三角形XYZ与三角形STZ相似，此L/D =b/d
式中：
源到胶片的距离；
D——源的尺寸；
物体到胶片的距离；
d—物体直径。
GB/T31362—2015/ISO 12721:2000注：当b时，1l。：b，因此L也可认为源到物体问的距离。6值能通过分析梯阵列的中了照相获取，因此，如果样的直径已知，就能通过计算得到效的L/D值，A.2精确度
确定中子照相装置推直比(L/D值)的“零全影区方法”在一般范围内（20b）转换屏与第一个棒中心线间的距离的误差；胶片/转换屏系统的固有的不锐度；d）由转换屏引起的伽马辐射对镉棒像的影响；在推直比的主要分析方法中，只对镉棒进行1：1的密度扫描。A.2.2如果镉棒的直径是精确的，在使用线性叫方法分析某个棒的全影区阁像时，当L/D值达到1000，精确度宜为2%～3为。使用显微光密度计扫分析技术时，当L/D值达到250，精确度宜为5%。对于目测法，专业的胶片处理人员处理出的数据可以达到相同的精确度。A.2.3棒之闻的间隔导致自具有一定局限。例如，如果能在4cm处观察到全影区图像，而在4.5cm处没观察到，观察者只能认为L/D值介于(4/0.064)和(4.5/0.064)或62.5～70.3之间，限制其精确度为12.5%。与此类似：对于L/D值为20，由于镉棒的间隔是0.2cm，限制其精确度只有16.7%（L/D值在 18.75～21.87 之间)。
A.2.4通过性能良好的中了照相装置.I.获得的中子照相图像的分析，以上提到的精确度已经过试验验证。中子照相获最的图像是显求L门值实际大小的最谁确根据，如果逍进“零全影区方法”得到的L/D)值与道过测量、计算物班几何尺寸得到的L/D值不吻合，可认为“零全影区力法”获得的值更为准确。如果结果相差很大，宜症扇小孔成像投求分析源的结构，确定悬否出于源的泄爆所导致或其他原因引起，对于圆形或止方彦光阑的结构，本技术具有相同的精确度。对于圆形或矩形光阑，“零全影区器件”给出的是与棒垂直方向的L/D值，为了描述一个矩形源，茎少需要进行两次测量。-iiKacaiaiKAca=
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