2024年4月26日发(作者：玄正诚)
Se75射线源的主要参数及曝光公式 第 1 页 共 5 页
Se75射线源的主要参数及曝光公式
摘 要：
通过对Se75特性的分析和试验，得出了Se75的主要参数平均能量、透照厚度、半值
层及透照曝光量经验公式。
主题词：
能量、透照厚度、半值层、曝光量
目前工业射线照相中常用的射线源有X射线、γ射线，由于各自的缺点而存在一
定的局限性，如X射线能量低、穿透力弱、透照宽容度小、现场条件制约性大，Ir192、
Co60等γ射线线质硬、透照灵敏度低、透照厚度下限值较大等。九十年代末，一种
名叫Se75（硒）的γ射线源在工业射线照相中得到应用，它可以较好地解决上述局
限性。但查阅大量文献及有关资料均未发现一些实用性的参数及曝光量公式，使得实
际使用时很不方便。本文通过对该射线的特性分析及大量的试验，得出了平均能量、
半值层、透照厚度等重要参数及曝光量的经验公式。
一．Se75射线特性：
Se75（质量数为75，其中质子数为34，中子数为41）是一种人工放射性同位
素，由中子俘获反应所得（说明：这种反应是反应堆中放射性同位素最普遍常用的反
应，将封装在适当容器中的元素或其化合物，在反应堆中受中子照射，取出后即可直
接应用或经过化学处理后使用）。半衰期120.4天，比活度1.45*10
4
Ci/g，衰变方式
为轨道电子俘获，衰变常数Kr为
2
/，γ当量为0.24毫克镭/毫居里，
主要能线谱9根，相应能量为（MeV）：0. 066、0.097、0.121、0.136、0.199、 0.265、
0.280、 0.304、0.401。Se75反应过程如下：
n,γ EC
74
Se
75
Se
75
As
σ=30b 120.4d
(式中：n：中子，γ：γ射线，σ：核反应的中子俘获截面，b：截面单位（靶），
EC：轨道电子俘获，d：天)
Se75在不同活度下可制成的射源尺寸见表一。
Se75射线源的主要参数及曝光公式 第 2 页 共 5 页
表一：不同活度下射源尺寸
射源尺寸(mm)
1.0×1.0
1.5×1.5
2.0×2.0
2.5×2.5
3.0×3.0
二．Se75能线的平均能量
我们平时在选择射线源时的一个重要依据是该射线的穿透能力如何，而决定穿
透能力的就是该射线的能量。由于每种射线源都由许多能线组成，每根能线都有一个
能量，我们不能把所有的能线能量拿来做选择依据，而必须确定一个能量，该能量就
是平均能量。
查阅文献得知Se75能线谱中各能线能量的相对强度（取强度最高的四根线）分
别为：以强度最高的能线能量0.265 MeV为100，那么0.136 MeV为93.1，0.280 MeV
为42.9，0.121 MeV为27.4。因此可得出Se75能线的平均能量为：
（0.265×100+0.136×93.1+0.280×42.9+0.121×27.4）/
（100+93.1+42.9+27.4）
=0.206 MeV。
三．Se75射线在钢中的半值层及透照曝光量公式
射线透过一定厚度的某种材料时其强度衰减为原先的一半，我们称该厚度为该射
线在该材料中的半值层，它是确定曝光量的重要参数。所谓曝光量是指使射线底片得
到一定黑度时所需的射线强度与透照时间的乘积，它可以通过曝光量公式计算获得。
Se75射线在钢中的半值层及曝光量公式可以按以下方法得出。
从理论上讲，为了使某一底片得到一定的黑度，射源透过工件达到胶片的曝光量
是一定的。设某一γ射源的强度为A，衰变常数为τ，射源离胶片的距离为F，工件
实际透照厚度为T
A
，射源离工件表面距离为F-T
A
时的照射量率为I
o
，透过工件后的
照射量率为I
p
，为了达到某一黑度所需的时间为t，工件在该射源下的半值层为T
h
，
则有：I
p
·t为定值，设为K
/
（相同胶片，相同显定影条件）。
而：I
o
/ I
p
=2
TA/Th
，I
p
·t= K
/
，得：I
o
= K
/
/t·2
TA/Th
（1）
又：I
o
=A·τ/（F-T
A
）
2
≈A*τ/F
2
（因F>>T
A
，F-T
A
≈F） （2）
活度(Ci)
2.5
10
22
45
80
Se75射线源的主要参数及曝光公式 第 3 页 共 5 页
由合并公式（1）和（2），
得：A·t·τ= K
/
·F
2
·2
TA/Th
又设K
/
/τ=K
得：A·t=K·F
2
·2
TA/Th
（3）
公式（3）即为该射源的透照曝光量公式，其中K为常数。
对应某一次透照，A、t 、F、 T
A
是已知的，只要通过试验得出T
h
、K值，也就
得出该射线的半值层及透照曝光量公式。
1．试件：阶梯试块（长330 mm ，宽120 mm ，厚度2~40 mm ，相邻两台阶相差2 mm ，
台阶宽30 mm ）
2．方法：将Se75射源（15 Ci，下同）对准阶梯试块每个台阶的正中央分别对D4
和D7胶片进行透照，焦距F=500mm，然后对各已曝光的胶片用相同的方法进行暗室
处理（显影时间为5分钟。经对各底片黑度的测量（取黑度D=2.5为基准值），测得
的有效数据见表二。
3．分析：将表中各数据进行数学推理，得出：
T
h
=10 mm
D7：K=1.47×10
-4
； D4：K=3.87×10
-4
。
从而得到曝光公式如下：D=2.5
D7：A×t=1.47×10
-4
×F
2
×2
TA/10
（4）
D4：A×t=3.87×10
-4
×F
2
×2
TA/10
（5）
公式中的单位：A：Ci，t：min，F：m，T
A
：mm
公式（4）和（5）在其它焊缝试件中应用，符合性很好，可作为Se75透照曝光
量的经验公式。
表二：在D=2.5下透照厚度与曝光时间的对应关系
透照厚度
（mm）
曝光时间
（min）
透照厚度
（mm）
曝光时间
（min）
8
4.5
5
10.8
10
5.2
8
12.4
12
5.9
10
14.2
13
6.8
12
16.3
14
7.8
13
18.7
16
9
15
21.5
18
10.3
17
24.7
20
11.8
19
28.4
22
13.6
21
32.6
D7
D4
四．Se75射线源的透照厚度范围
Se75射线源的主要参数及曝光公式 第 4 页 共 5 页
Se75的能线谱中有9条能量线，但其辐射能量主要受2条线支配，即0.265MeV
和0.132MeV（它们占有了很高的强度比例）。Se75平均能量为0.206MeV，相当于200Kv
的X射线，衰减系数μ较大，射线照相对比度D较大，射线照相的固有不清晰度μ
i
小（Ir192为0.17，Co60为0.350，而200Kv的X射线仅为0.09），清晰度较高。因
此，Se75应比Ir192和Co60有较小的透照厚度下限值。同时Se75所辐射的是线状
谱，线质较硬，比起相同能量的X射线，它的穿透力更大，因此有较大的透照厚度上
限值。
有关Se75的透照厚度范围，国际标准ISO5579是这样规定的：A级为10mm~40mm，
B级为14mm ~40mm，而有的地区则规定为4mm~30mm。目前中国尚无这方面的报道。
因各个国家透照方法、透照条件及技术要求有差异，因此需要通过大量试验来确定一
个适合中国国情的透照厚度范围。
1．试件：δ=4mm、7mm、12mm、25mm、30mm和40mm的平板焊缝及阶梯试块。
2．方法：按焦距（F=300mm、500mm）和胶片（D4、D7）不同组合，用Se75射源对上
述平板焊缝按公式（4）和（5）计算的曝光量进行透照，工艺相同，暗室处理相同（显
影时间为5分钟）。通过测量各底片的黑度和灵敏度，有效数据见表四（表中透照厚
度栏内带括号的为平板焊缝试件，均考虑2mm的余高）。
3．分析：由表三可以看出，在满足合格底片要求的前提下，Se75射源的透照厚度下
限值为9mm。对于上限值，可以透过母材厚度为40mm的平板焊缝，且底片各项指标
符合要求。如果透照厚度再大，则曝光时间太长。因此，Se75射源较合适的透照范
围应该是9mm~40mm
表三：Se75在不同透照厚度下底片的象质情况
透照厚度 胶片
焦距（mm）
(mm) 类型
4（6）
6
8
7（9）
500
500
500
500
500
500
300
300
500
500
D4
D7
D4
D7
D4
D7
D4
D7
D4
D7
灵敏度要求
15
15
15
15
14
14
13
13
13
13
试验结果
黑度 灵敏度
2.25~3.33
2.10~3.28
2.76
3.21
2.80
3.21
1.94~2.96
2.29~3.38
2.39~3.12
2.43~3.07
14#
13#
15#
14#
14#
13#
13#
13#
14#
13#
象质
较清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
较清晰
清晰
清晰
清晰
较清晰
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300 D4
D7
D4
D7
D7
D4
D7
D4
D7
D4
D7
12
12
12
12
9
9
9
9
9
8
8
1.82~2.75
2.02~3.01
1.94~2.62
2.10~2.72
1.91~3.05
2.32~3.17
2.30~2.97
2.15~3.01
2.23~3.15
1.77~2.68
2.23~3.47
13#
12#
13#
12#
10#
10#
10#
10#
10#
10#
10#
清晰
较清晰
清晰
较清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
12（14）
300
500
500
300
25（27）
30（32）
40（42）
500
500
350
350
350
350
五．结论
Se75γ射线为线状谱，线谱丰富（主要线谱有9根），辐射能量较小，透照灵敏
度较高，因此有较小的透照厚度下限值。又因为其线质较硬，所以比起相当能量的X
射线来说有较大透照厚度上限值，通过试验表明：Se75较合适的透照厚度范围为
9mm~40mm。
Se75γ射线的平均能量为0.206MeV，其半值层为T
h
=10 mm，
曝光量公式（D=2.5时）为
D7：A×t=1.47×10
-4
×F
2
×2
TA/10
D4：A×t=3.87×10
-4
×F
2
×2
TA/10
上述参数及曝光量公式具有很好的应用价值，给实际检验带来很大的便利，具有
较好的社会效益和经济效益。
八．参考文献
1．日本无损检测协会编，李衍译.射线检测B.北京：机械工业出版社，1988
2． Halmshaw R. 等著.Rphysics of Industrial Radiology.1966
3． Halmshaw R. Industrial Radiology Theory and Practice.1982
4． Non-destructive testing-Radiographic examination of metallic materials by
X-and gamma-rays-Basic 5579
2024年4月26日发(作者：玄正诚)
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Se75射线源的主要参数及曝光公式
摘 要：
通过对Se75特性的分析和试验，得出了Se75的主要参数平均能量、透照厚度、半值
层及透照曝光量经验公式。
主题词：
能量、透照厚度、半值层、曝光量
目前工业射线照相中常用的射线源有X射线、γ射线，由于各自的缺点而存在一
定的局限性，如X射线能量低、穿透力弱、透照宽容度小、现场条件制约性大，Ir192、
Co60等γ射线线质硬、透照灵敏度低、透照厚度下限值较大等。九十年代末，一种
名叫Se75（硒）的γ射线源在工业射线照相中得到应用，它可以较好地解决上述局
限性。但查阅大量文献及有关资料均未发现一些实用性的参数及曝光量公式，使得实
际使用时很不方便。本文通过对该射线的特性分析及大量的试验，得出了平均能量、
半值层、透照厚度等重要参数及曝光量的经验公式。
一．Se75射线特性：
Se75（质量数为75，其中质子数为34，中子数为41）是一种人工放射性同位
素，由中子俘获反应所得（说明：这种反应是反应堆中放射性同位素最普遍常用的反
应，将封装在适当容器中的元素或其化合物，在反应堆中受中子照射，取出后即可直
接应用或经过化学处理后使用）。半衰期120.4天，比活度1.45*10
4
Ci/g，衰变方式
为轨道电子俘获，衰变常数Kr为
2
/，γ当量为0.24毫克镭/毫居里，
主要能线谱9根，相应能量为（MeV）：0. 066、0.097、0.121、0.136、0.199、 0.265、
0.280、 0.304、0.401。Se75反应过程如下：
n,γ EC
74
Se
75
Se
75
As
σ=30b 120.4d
(式中：n：中子，γ：γ射线，σ：核反应的中子俘获截面，b：截面单位（靶），
EC：轨道电子俘获，d：天)
Se75在不同活度下可制成的射源尺寸见表一。
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表一：不同活度下射源尺寸
射源尺寸(mm)
1.0×1.0
1.5×1.5
2.0×2.0
2.5×2.5
3.0×3.0
二．Se75能线的平均能量
我们平时在选择射线源时的一个重要依据是该射线的穿透能力如何，而决定穿
透能力的就是该射线的能量。由于每种射线源都由许多能线组成，每根能线都有一个
能量，我们不能把所有的能线能量拿来做选择依据，而必须确定一个能量，该能量就
是平均能量。
查阅文献得知Se75能线谱中各能线能量的相对强度（取强度最高的四根线）分
别为：以强度最高的能线能量0.265 MeV为100，那么0.136 MeV为93.1，0.280 MeV
为42.9，0.121 MeV为27.4。因此可得出Se75能线的平均能量为：
（0.265×100+0.136×93.1+0.280×42.9+0.121×27.4）/
（100+93.1+42.9+27.4）
=0.206 MeV。
三．Se75射线在钢中的半值层及透照曝光量公式
射线透过一定厚度的某种材料时其强度衰减为原先的一半，我们称该厚度为该射
线在该材料中的半值层，它是确定曝光量的重要参数。所谓曝光量是指使射线底片得
到一定黑度时所需的射线强度与透照时间的乘积，它可以通过曝光量公式计算获得。
Se75射线在钢中的半值层及曝光量公式可以按以下方法得出。
从理论上讲，为了使某一底片得到一定的黑度，射源透过工件达到胶片的曝光量
是一定的。设某一γ射源的强度为A，衰变常数为τ，射源离胶片的距离为F，工件
实际透照厚度为T
A
，射源离工件表面距离为F-T
A
时的照射量率为I
o
，透过工件后的
照射量率为I
p
，为了达到某一黑度所需的时间为t，工件在该射源下的半值层为T
h
，
则有：I
p
·t为定值，设为K
/
（相同胶片，相同显定影条件）。
而：I
o
/ I
p
=2
TA/Th
，I
p
·t= K
/
，得：I
o
= K
/
/t·2
TA/Th
（1）
又：I
o
=A·τ/（F-T
A
）
2
≈A*τ/F
2
（因F>>T
A
，F-T
A
≈F） （2）
活度(Ci)
2.5
10
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由合并公式（1）和（2），
得：A·t·τ= K
/
·F
2
·2
TA/Th
又设K
/
/τ=K
得：A·t=K·F
2
·2
TA/Th
（3）
公式（3）即为该射源的透照曝光量公式，其中K为常数。
对应某一次透照，A、t 、F、 T
A
是已知的，只要通过试验得出T
h
、K值，也就
得出该射线的半值层及透照曝光量公式。
1．试件：阶梯试块（长330 mm ，宽120 mm ，厚度2~40 mm ，相邻两台阶相差2 mm ，
台阶宽30 mm ）
2．方法：将Se75射源（15 Ci，下同）对准阶梯试块每个台阶的正中央分别对D4
和D7胶片进行透照，焦距F=500mm，然后对各已曝光的胶片用相同的方法进行暗室
处理（显影时间为5分钟。经对各底片黑度的测量（取黑度D=2.5为基准值），测得
的有效数据见表二。
3．分析：将表中各数据进行数学推理，得出：
T
h
=10 mm
D7：K=1.47×10
-4
； D4：K=3.87×10
-4
。
从而得到曝光公式如下：D=2.5
D7：A×t=1.47×10
-4
×F
2
×2
TA/10
（4）
D4：A×t=3.87×10
-4
×F
2
×2
TA/10
（5）
公式中的单位：A：Ci，t：min，F：m，T
A
：mm
公式（4）和（5）在其它焊缝试件中应用，符合性很好，可作为Se75透照曝光
量的经验公式。
表二：在D=2.5下透照厚度与曝光时间的对应关系
透照厚度
（mm）
曝光时间
（min）
透照厚度
（mm）
曝光时间
（min）
8
4.5
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10.8
10
5.2
8
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12
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6.8
12
16.3
14
7.8
13
18.7
16
9
15
21.5
18
10.3
17
24.7
20
11.8
19
28.4
22
13.6
21
32.6
D7
D4
四．Se75射线源的透照厚度范围
Se75射线源的主要参数及曝光公式 第 4 页 共 5 页
Se75的能线谱中有9条能量线，但其辐射能量主要受2条线支配，即0.265MeV
和0.132MeV（它们占有了很高的强度比例）。Se75平均能量为0.206MeV，相当于200Kv
的X射线，衰减系数μ较大，射线照相对比度D较大，射线照相的固有不清晰度μ
i
小（Ir192为0.17，Co60为0.350，而200Kv的X射线仅为0.09），清晰度较高。因
此，Se75应比Ir192和Co60有较小的透照厚度下限值。同时Se75所辐射的是线状
谱，线质较硬，比起相同能量的X射线，它的穿透力更大，因此有较大的透照厚度上
限值。
有关Se75的透照厚度范围，国际标准ISO5579是这样规定的：A级为10mm~40mm，
B级为14mm ~40mm，而有的地区则规定为4mm~30mm。目前中国尚无这方面的报道。
因各个国家透照方法、透照条件及技术要求有差异，因此需要通过大量试验来确定一
个适合中国国情的透照厚度范围。
1．试件：δ=4mm、7mm、12mm、25mm、30mm和40mm的平板焊缝及阶梯试块。
2．方法：按焦距（F=300mm、500mm）和胶片（D4、D7）不同组合，用Se75射源对上
述平板焊缝按公式（4）和（5）计算的曝光量进行透照，工艺相同，暗室处理相同（显
影时间为5分钟）。通过测量各底片的黑度和灵敏度，有效数据见表四（表中透照厚
度栏内带括号的为平板焊缝试件，均考虑2mm的余高）。
3．分析：由表三可以看出，在满足合格底片要求的前提下，Se75射源的透照厚度下
限值为9mm。对于上限值，可以透过母材厚度为40mm的平板焊缝，且底片各项指标
符合要求。如果透照厚度再大，则曝光时间太长。因此，Se75射源较合适的透照范
围应该是9mm~40mm
表三：Se75在不同透照厚度下底片的象质情况
透照厚度 胶片
焦距（mm）
(mm) 类型
4（6）
6
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500
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500
500
500
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300
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D4
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D4
D7
D4
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D4
D7
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D7
灵敏度要求
15
15
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试验结果
黑度 灵敏度
2.25~3.33
2.10~3.28
2.76
3.21
2.80
3.21
1.94~2.96
2.29~3.38
2.39~3.12
2.43~3.07
14#
13#
15#
14#
14#
13#
13#
13#
14#
13#
象质
较清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
较清晰
清晰
清晰
清晰
较清晰
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1.82~2.75
2.02~3.01
1.94~2.62
2.10~2.72
1.91~3.05
2.32~3.17
2.30~2.97
2.15~3.01
2.23~3.15
1.77~2.68
2.23~3.47
13#
12#
13#
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较清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
12（14）
300
500
500
300
25（27）
30（32）
40（42）
500
500
350
350
350
350
五．结论
Se75γ射线为线状谱，线谱丰富（主要线谱有9根），辐射能量较小，透照灵敏
度较高，因此有较小的透照厚度下限值。又因为其线质较硬，所以比起相当能量的X
射线来说有较大透照厚度上限值，通过试验表明：Se75较合适的透照厚度范围为
9mm~40mm。
Se75γ射线的平均能量为0.206MeV，其半值层为T
h
=10 mm，
曝光量公式（D=2.5时）为
D7：A×t=1.47×10
-4
×F
2
×2
TA/10
D4：A×t=3.87×10
-4
×F
2
×2
TA/10
上述参数及曝光量公式具有很好的应用价值，给实际检验带来很大的便利，具有
较好的社会效益和经济效益。
八．参考文献
1．日本无损检测协会编，李衍译.射线检测B.北京：机械工业出版社，1988
2． Halmshaw R. 等著.Rphysics of Industrial Radiology.1966
3． Halmshaw R. Industrial Radiology Theory and Practice.1982
4． Non-destructive testing-Radiographic examination of metallic materials by
X-and gamma-rays-Basic 5579