射线胶片成像的应用与优势

中子对射线胶片的乳胶只有非常小的直接影响，照相乳胶粒子中的银含量不足以引起更多的中子吸收，为了用热中子获得一张可用的图像，可能需要几个小时。对此，常需要采用转换屏，这种屏吸收中子后能发射可探测的辐射，使普通的X射线胶片曝光，曝光后的胶片与X射线透射照相作一样的处理，具体的曝光分为直接曝光法和间接曝光法两种。

1.直接曝光法

在工业中子射线检测中，使用钆转换屏的直接曝光法是应用最为广泛的。典型的钆转换屏由粘于屏背衬上的厚度为25～127μm的钆箔构成，将单张的钆屏与低速单乳胶层胶片的乳胶面叠合，钆受到中子轰击发射低能量的电子使乳胶层感光，典型的曝光量约为3×10⁹n/cm²，用快速X射线胶片时可减至约10⁸n/cm²，可获得良好的空间分辨力（约10μm），对于25mm厚的钢对比度约为2%厚度差。使用双乳胶层胶片与两张钆屏相组合（前屏厚为6μm，后屏厚为50μm）可使感光速度得到提高，但分辨力会下降，这与双乳胶层对射线中的γ或X射线成分的响应有所增加，使胶片产生较多灰雾有关。

2.间接曝光法

这是一种用俘获中子后可暂时具有放射性的物质制成的转换屏实施中子射线照相的方法。首先将转换屏单独置于试件后面对穿过试件的中子束曝光，然后在暗室中将两张胶片分别与具有放射性的转换屏两侧紧贴置于暗盒内，此时屏发射的β射线或γ射线可使胶片感光，底片各部分的密度与对应部分放射性辐射强度成正比。常用的转换屏材料是铟（半衰期为54min）和镝（半衰期为140min），屏厚一般为125～250μm。

与直接曝光法相比较，间接曝光法的优点是胶片不放在成像束中，这也意味着胶片可不受来自放射性试件、中子与试件作用所产生的及中子束自身所具有的γ射线的曝光，所获得的照相一点也没有直接曝光法可能显示出的那种由上述γ射线引起的灰雾，所以此技术已广泛用于检测反应堆燃料等放射性材料。缺点是由于曝光是分两步进行的，总的时间要比直接法长；另外，只是转换屏在中子束中，其活度按下式以指数形式增高

s=ϕσN（1-e^-λT） （2.3-4）

式中 s——屏的活度（蜕变s^-1）；(www.xing528.com)

ϕ——中子通量[n/（cm²·s）]；

σ——微观中子截面积（cm²）；

N——试件原子序数；

λ=0.69/τ；

τ——半衰期（s）；

T——照射时间（s）。

从式（2.3-4）可见，活度将逐渐地达到一个极大值，这取决于中子通量和截面积，屏的活度最终将饱和。因为中子通量低于约10⁴n/（cm²·s），将不能提供足够的强度在屏中存储足够的能量，不能在照相胶片上产生可用的影像，所以间接曝光法只限用于经慢化的和高强度的源。空间分辨率约为50μm，在检测25mm厚的钢时，对比度约为厚度差的1%。