易昌順

摘要：射線檢測可以說是核電的最關(guān)鍵的無損檢測方法。但目前傳統(tǒng)的檢測技術(shù)已不能滿足當前的需要。因此，對射線檢測方法的需求已經(jīng)迫在眉睫，數(shù)字化成像技術(shù)可以有效地替代實現(xiàn)射線檢測，通過高質(zhì)量的工作效率實現(xiàn)射線檢測，射線檢測技術(shù)可以替代膠片實現(xiàn)核電建設(shè)中的射線檢測。因此，本文分析和討論了數(shù)字化成像技術(shù)在核電建設(shè)中進行射線檢測的可行性。

關(guān)鍵詞：射線檢測;數(shù)字化成像技術(shù);核電施工;可行性研究

射線檢測主要體現(xiàn)在核電站設(shè)備安裝、役前、在役檢查過程中管道的射線檢測中，在核電無損檢測領(lǐng)域一般采用傳統(tǒng)膠片攝影的檢測技術(shù)，其問題主要體現(xiàn)在較長的檢測周期、較大的人員輻照風(fēng)險、人力和物力的消耗、膠片的存儲困難等。

計算機射線成像是一種非膠片射線成像技術(shù)，它代替膠片來完成射線檢測，通過使用存儲熒光成像板檢測到的輻射，所述計算機射線成像技術(shù)不僅能有效提高圖像處理效率，還降低照片重拍率，可以從多方面提高射線檢測效率。與傳統(tǒng)的膠片檢測技術(shù)相比，數(shù)字化成像技術(shù)可以有效地代替膠片技術(shù)，實現(xiàn)射線檢測結(jié)果的數(shù)字化呈現(xiàn)。

一、射線檢測數(shù)字化成像技術(shù)簡介

通過對國內(nèi)外射線檢測數(shù)字化成像基礎(chǔ)的現(xiàn)狀進行分析，發(fā)現(xiàn)目前常用的成像技術(shù)有CR與DR兩種。CR系統(tǒng)是計算機放射成像系統(tǒng)，DR系統(tǒng)是數(shù)字放射成像系統(tǒng)。兩種數(shù)字化成像技術(shù)都備受關(guān)注，目前DR系統(tǒng)因為其有更強的數(shù)據(jù)處理能力，因此在工作效率上可以有效取代CR系統(tǒng)，相比之下CR系統(tǒng)更符合我國實際使用情況，其可以作為更普遍的使用系統(tǒng)，而DR系統(tǒng)的執(zhí)行會受到實際成本高這一因素干擾，從而影響DR系統(tǒng)的廣泛使用。

二、CR、DR技術(shù)的應(yīng)用前景

核電站壓力管道的焊縫質(zhì)量直接影響著核電站的運行壽命。因此核電站役前的裝備檢查都至關(guān)重要。

CR技術(shù)是一種新技術(shù)， 不同于膠片射線照相技術(shù)，其主要通過存儲熒光成像板代替膠片來實現(xiàn)射線照相檢測， 幫助解決傳統(tǒng)的處理時間較長（主要為裝片、曝光、洗片時間）等問題。同時還彌補了傳統(tǒng)效率低下的問題，其優(yōu)勢在于用成像板代替膠片，使得檢測結(jié)果趨向數(shù)字化。

從拍攝操作上來看，CR方法與膠片方法基本相同，其優(yōu)勢在于可以通過反復(fù)使用的IP板來代替膠片，另外CR技術(shù)可以在明亮的環(huán)境下進行光學(xué)處理，而膠片只能在黑暗的環(huán)境下進行化學(xué)處理，在檢查操作過程中，CR可以通過更高的分辨率來呈現(xiàn)出更加清晰的圖像。

DR系統(tǒng)可以帶來更高的量子檢測效率，同時更高的成像速度，更高的圖像質(zhì)量，都越來越符合人們對于速度和質(zhì)量的雙重追求，系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢明顯，即使DR系統(tǒng)的效率優(yōu)勢極其明顯，但是在執(zhí)行成本上，CR系統(tǒng)的購買成本以及運行成本相對較低。因此，介于這一因素的考慮，DR取代CR的期限也在不斷的延長。

三、CR，DR技術(shù)的工藝特性

（一）CR系統(tǒng)

CR系統(tǒng)的關(guān)鍵所在就是建立缺陷試樣庫，針對核電站焊縫常見的缺陷，建立了一種厚度為10～70 mm的缺陷試驗庫，包括各種類型的缺陷?？紤]到CR技術(shù)和膠片技術(shù)的細節(jié)顯示能力的不同，通過對特定測試塊的研究和各種工藝參數(shù)的驗證，可以得到最佳的工藝參數(shù)。

（二）DR系統(tǒng)

DR檢測系統(tǒng)可以簡單的用射線源，檢測對象，射線成像探測器，圖像數(shù)字化系統(tǒng)，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)來表示。采用x射線直接轉(zhuǎn)換，創(chuàng)建數(shù)字格式圖像，使得成像環(huán)節(jié)相對減少，從工作效率上曝光時間比CR短。而且，DR系統(tǒng)不會因為光學(xué)散射而造成圖像模糊，其主要由像素尺寸大小決定，使得對于影像的細微結(jié)構(gòu)更加細致，成像效率更高。。

四、CR，DR技術(shù)的可行性研究分析

許多研究測試對于CR、DR技術(shù)方法的選定特征和核電測試的實際應(yīng)用還有待完善，因此數(shù)字成像技術(shù)在核電導(dǎo)管全面分析領(lǐng)域中需要通過的數(shù)字成像方法進行針對性地選擇，以此來實現(xiàn)CR，DR技術(shù)應(yīng)用的可行性，詳情如下。

（一）高效性

CR成像技術(shù)特點明顯，檢測結(jié)果數(shù)字化，可進行計算機觀察評價，無暗室處理過程，整個過程包括曝光、掃描、讀取和圖像存儲，整體速度較快快，效率也得到有效提升高，而且整個操作過程基本不受溫度影響，消除了暗室處理，有利于環(huán)保。

DR成像技術(shù)通過直接轉(zhuǎn)換x射線先使得成像環(huán)節(jié)減少，從而實際工作效率高，而且其清晰程度主要由像素尺寸大小決定，因此DR系統(tǒng)在成像質(zhì)量上更高，從成像質(zhì)量和速率上CR將會被DR所取代。

（二）靈敏度

CR技術(shù)的IP成像面板具有較大的動態(tài)范圍。顯像板隨入射量的變化具有線性的特點。其傳輸過程和原理與膠片技術(shù)基本相同。IP板其靈敏度和缺陷顯示能力都可滿足指定要求。

由于數(shù)字化成像技術(shù)在對比度與寬容度上有較大的動態(tài)范圍，而且DR檢測器的高度靈敏，可以實現(xiàn)數(shù)字化成像的量子檢測效率的提高，可由原來傳統(tǒng)的20～30%提高到60至70%。

（三）實用性

就實用經(jīng)濟性而言，在硬件成本的投入方面，CR技術(shù)的一次性投資要遠大于膠片，但是運行成本比膠片低，因為IP板重復(fù)使用次數(shù)在千次以上，在人力及時間消耗方面，可以降低暗室處理人員的調(diào)動，同時還可以有效大量降低存檔相關(guān)的工作量，CR技術(shù)掃描時間一般較短，一般在三分鐘以內(nèi)，即使是整個的掃描、讀取、存儲等過程也不過十五分鐘而已。另外又因為其曝光量有較大的活動范圍，不僅有效減少了重拍次數(shù)，還在很大程度上節(jié)約了的時間和人力。

DR的電子成像板是由大量微小的薄膜晶體管探測器排列而成，由于電子轉(zhuǎn)換模式的不同，分為間接轉(zhuǎn)換型和直接轉(zhuǎn)換型，直接轉(zhuǎn)換型系統(tǒng)中線掃描成像檢測器為線狀結(jié)構(gòu)，可以保證x射線管，水平狹縫以及探測器在垂直方向保持同步的均勻運動，使得可以實現(xiàn)掃描一次就得到圖像拍攝的效果。另外線掃描成像時間短，所需要的x射線劑量相對較低，它具有動態(tài)范圍較寬以及相對較低的價格，使得其實用性更強。

（四）適用性

考慮到核電在役檢查階段，實施射線檢測的工況條件，大多空間狹小，照明度差，有些屬于高處作業(yè)，CR設(shè)備的體積相對較小。CR系統(tǒng)與DR系統(tǒng)比較，其優(yōu)勢是便攜，讀出設(shè)備與成像板分離，其動態(tài)特性線性度更好，適用于惡劣環(huán)境。而就實際維修費用來說，DR可以較大程度的降低x射線劑量，使得照片曝光的時間降低。不僅使得操作人員受照劑量下降，降低x線機的負荷，可以有效的延長機器的相對壽命，降低維修費用。

五、結(jié)語：

本文對射線檢測技術(shù)進行了對比，進一步對可用于核電領(lǐng)域管道焊縫對比試驗的工藝參數(shù)進行完善。通過對核電領(lǐng)域各系統(tǒng)管道焊縫中射線檢測數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)膠片技術(shù)的比較，從技術(shù)的特點、可行性、靈敏度、經(jīng)濟性等方面進行其可行性分析，同時從操作適應(yīng)性角度分析了CR和DR技術(shù)在核電建設(shè)中應(yīng)用的可行性探究分析，從整體上完善了可行性的實際操作分析。

參考文獻：

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