易昌顺

摘要：射线检测可以说是核电的最关键的无损检测方法。但目前传统的检测技术已不能满足当前的需要。因此，对射线检测方法的需求已经迫在眉睫，数字化成像技术可以有效地替代实现射线检测，通过高质量的工作效率实现射线检测，射线检测技术可以替代胶片实现核电建设中的射线检测。因此，本文分析和讨论了数字化成像技术在核电建设中进行射线检测的可行性。

关键词：射线检测;数字化成像技术;核电施工;可行性研究

射线检测主要体现在核电站设备安装、役前、在役检查过程中管道的射线检测中，在核电无损检测领域一般采用传统胶片摄影的检测技术，其问题主要体现在较长的检测周期、较大的人员辐照风险、人力和物力的消耗、胶片的存储困难等。

计算机射线成像是一种非胶片射线成像技术，它代替胶片来完成射线检测，通过使用存储荧光成像板检测到的辐射，所述计算机射线成像技术不仅能有效提高图像处理效率，还降低照片重拍率，可以从多方面提高射线检测效率。与传统的胶片检测技术相比，数字化成像技术可以有效地代替胶片技术，实现射线检测结果的数字化呈现。

一、射线检测数字化成像技术简介

通过对国内外射线检测数字化成像基础的现状进行分析，发现目前常用的成像技术有CR与DR两种。CR系统是计算机放射成像系统，DR系统是数字放射成像系统。两种数字化成像技术都备受关注，目前DR系统因为其有更强的数据处理能力，因此在工作效率上可以有效取代CR系统，相比之下CR系统更符合我国实际使用情况，其可以作为更普遍的使用系统，而DR系统的执行会受到实际成本高这一因素干扰，从而影响DR系统的广泛使用。

二、CR、DR技术的应用前景

核电站压力管道的焊缝质量直接影响着核电站的运行寿命。因此核电站役前的装备检查都至关重要。

CR技术是一种新技术， 不同于胶片射线照相技术，其主要通过存储荧光成像板代替胶片来实现射线照相检测， 帮助解决传统的处理时间较长（主要为装片、曝光、洗片时间）等问题。同时还弥补了传统效率低下的问题，其优势在于用成像板代替胶片，使得检测结果趋向数字化。

从拍摄操作上来看，CR方法与胶片方法基本相同，其优势在于可以通过反复使用的IP板来代替胶片，另外CR技术可以在明亮的环境下进行光学处理，而胶片只能在黑暗的环境下进行化学处理，在检查操作过程中，CR可以通过更高的分辨率来呈现出更加清晰的图像。

DR系统可以带来更高的量子检测效率，同时更高的成像速度，更高的图像质量，都越来越符合人们对于速度和质量的双重追求，系统技术优势明显，即使DR系统的效率优势极其明显，但是在执行成本上，CR系统的购买成本以及运行成本相对较低。因此，介于这一因素的考虑，DR取代CR的期限也在不断的延长。

三、CR，DR技术的工艺特性

（一）CR系统

CR系统的关键所在就是建立缺陷试样库，针对核电站焊缝常见的缺陷，建立了一种厚度为10～70 mm的缺陷试验库，包括各种类型的缺陷。考虑到CR技术和胶片技术的细节显示能力的不同，通过对特定测试块的研究和各种工艺参数的验证，可以得到最佳的工艺参数。

（二）DR系统

DR检测系统可以简单的用射线源，检测对象，射线成像探测器，图像数字化系统，数字图像处理系统来表示。采用x射线直接转换，创建数字格式图像，使得成像环节相对减少，从工作效率上曝光时间比CR短。而且，DR系统不会因为光学散射而造成图像模糊，其主要由像素尺寸大小决定，使得对于影像的细微结构更加细致，成像效率更高。。

四、CR，DR技术的可行性研究分析

许多研究测试对于CR、DR技术方法的选定特征和核电测试的实际应用还有待完善，因此数字成像技术在核电导管全面分析领域中需要通过的数字成像方法进行针对性地选择，以此來实现CR，DR技术应用的可行性，详情如下。

（一）高效性

CR成像技术特点明显，检测结果数字化，可进行计算机观察评价，无暗室处理过程，整个过程包括曝光、扫描、读取和图像存储，整体速度较快快，效率也得到有效提升高，而且整个操作过程基本不受温度影响，消除了暗室处理，有利于环保。

DR成像技术通过直接转换x射线先使得成像环节减少，从而实际工作效率高，而且其清晰程度主要由像素尺寸大小决定，因此DR系统在成像质量上更高，从成像质量和速率上CR将会被DR所取代。

（二）灵敏度

CR技术的IP成像面板具有较大的动态范围。显像板随入射量的变化具有线性的特点。其传输过程和原理与胶片技术基本相同。IP板其灵敏度和缺陷显示能力都可满足指定要求。

由于数字化成像技术在对比度与宽容度上有较大的动态范围，而且DR检测器的高度灵敏，可以实现数字化成像的量子检测效率的提高，可由原来传统的20～30%提高到60至70%。

（三）实用性

就实用经济性而言，在硬件成本的投入方面，CR技术的一次性投资要远大于胶片，但是运行成本比胶片低，因为IP板重复使用次数在千次以上，在人力及时间消耗方面，可以降低暗室处理人员的调动，同时还可以有效大量降低存档相关的工作量，CR技术扫描时间一般较短，一般在三分钟以内，即使是整个的扫描、读取、存储等过程也不过十五分钟而已。另外又因为其曝光量有较大的活动范围，不仅有效减少了重拍次数，还在很大程度上节约了的时间和人力。

DR的电子成像板是由大量微小的薄膜晶体管探测器排列而成，由于电子转换模式的不同，分为间接转换型和直接转换型，直接转换型系统中线扫描成像检测器为线状结构，可以保证x射线管，水平狭缝以及探测器在垂直方向保持同步的均匀运动，使得可以实现扫描一次就得到图像拍摄的效果。另外线扫描成像时间短，所需要的x射线剂量相对较低，它具有动态范围较宽以及相对较低的价格，使得其实用性更强。

（四）适用性

考虑到核电在役检查阶段，实施射线检测的工况条件，大多空间狭小，照明度差，有些属于高处作业，CR设备的体积相对较小。CR系统与DR系统比较，其优势是便携，读出设备与成像板分离，其动态特性线性度更好，适用于恶劣环境。而就实际维修费用来说，DR可以较大程度的降低x射线剂量，使得照片曝光的时间降低。不仅使得操作人员受照剂量下降，降低x线机的负荷，可以有效的延长机器的相对寿命，降低维修费用。

五、结语：

本文对射线检测技术进行了对比，进一步对可用于核电领域管道焊缝对比试验的工艺参数进行完善。通过对核电领域各系统管道焊缝中射线检测数字化技术与传统胶片技术的比较，从技术的特点、可行性、灵敏度、经济性等方面进行其可行性分析，同时从操作适应性角度分析了CR和DR技术在核电建设中应用的可行性探究分析，从整体上完善了可行性的实际操作分析。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家质量监督检疫总局.GB/T21355—2008无损检测-计算机射线照相系统的分类[S].北京：中国标准出版社， 2008.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检疫总局.GB/T21356—2008无损检测-计算机射线照相系统的长期性稳定性与鉴定方法[S].北京：中国标准出版社， 2008.