1. ICRP(International Commission On Radiological Protection)

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	중앙검사주식회사(JAICO)	시험자료 - RT 기술사	페이지 -

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1. 특  징

(1) 생물. 의학적으로 진보된 사고에 의해 최대허용선량을 결정.

(2) RESK의 개념 도입.

2. 방사선 방어원칙

(1) 피폭의 정당화 : 피폭으로 얻어지는 이익이 손실되는 것보다 많을 때 가능.

(2) 방사선 방어의 최적화 : 정당한 행위도 경제. 사회적 여건 감안하여 Alara.

(3) 개인 선량당량 한도화 : 어떤 개인도 위원회가 권고하는 한도량을 초과해서는 안됨.

3. 방사선 방어목표 : 비확률적 영향을 방지하고, 확률적 영향의 발생확률을 합리적으로 달성할 수 있는 한 낮게 유지.

4. ALARA(As Low As Reqsonablly Achievable)

방사선 방어에 투입된 비용과 그 방어행위로 인한 선량감축의 이득과 비교하여 "가치가 있다"는 판단이 내려지면, 투자함으로서 선량을 낮게 유지.

5. 방사선이 인체에 미치는 영향

(1) 확률적 영향

방사선 피폭으로 인한 영향의 발생 확률이 피폭받은 선량과 함수관계를 형성하며, 그 효과의 심각성은 선량과 무관함. 예) 암, 백혈병, 유전적 영향

(2) 비확률적 영향

효과의 심각성이 선량에 따라 변하며 어떤 발단치가 존재함. 예) 수정체 혼탁, 피부의 손상, 불임효과

6. 인체가 방사선에 영향을 받는 5가지 요소

(1) 조사된 방사선의 총량         (2) 조사된 몸체의 부분

(3) 조사받은 기간                (4) 조사받은 개인의 연령

(5) 각 개인에 따른 생물학적 인체구조 차이

7. 방사선에 감도(Radio Sensitivity)

종류가 다른 세포 중에서 방사선에 대한 반응의 차이를 말하며 순서는

(1) 백혈구          (2) 미완성 적혈구             (3) 위장

(4) 재생기관        (5) 표피                      (6) 혈관

(7) 피부, 관절, 근육, 신경세포

8. RT 시의 방사선 장해발생 예방대책

(1) 작업종사자의 방사선안전관리 사전 교육 철저

(2) 철저한 장비점검

(3) 안전관리장구 착용의무화 및 확인

(4) 방사선 작업 안전관리수칙 준수-방사선 장해방어원칙(시간, 거리, 차폐)

(5) 방사선작업시 방사선 작업종사자는 물론 일반인 출입통제

(6) 작업 후 안전점검

2. 방사선 피폭선량계의 종류와 원리

1. Film Badge

(1) 원리

방사선에 의한 필름의 흑화도 이용. Case에 다른 재질 부착해 입사방사선의 종류 및 에너지 구분 가능

(2) 장점

가. 감도가 비교적 양호            나. 소형으로 휴대 용이

다. 가격 저렴 및 영구기록         라. 입사방사선의 종류나 에너지를 대략 구분

(3) 단점

가. 방향의존성이 큼               나. 현장장치 필요

다. 잠상퇴행 발생                 라. 표준노출필름과 비교 판독

2. POCKET DOSIMETER

(1) 원리

기체의 전리작용에 의한 전하의 방전에 의해 선량측정

(2) 장점

가. 선질특성이 좋음          나. 직접 피폭선량을 얻음          다. 긴급작업 및 감도양호

(3) 단점

가. 충격. 온도에 약함        나. 측정범위가 낮음(10-200mR)

2. 열형광선량계(TLD)

(1) 원리

LiF, CaSO4의 이온결정체. 방사선에 노출. 자유전자나 정공 발생 포획중심형성. 전자나 정공이 다른 포획중심에 붙잡혀 있는 전자나 정공과 재결합 빛의 방출

(2) 장점

가. 감도가 좋다             나. 미소선량 및 대선량 측정가능      다. 소형

라. 반복 사용가능           마. 판독시간이 짧다

(3) 단점

가. 기록보관 불가           나. 고가

2-1 형광유리 선량계

(1) 원리

은이온으로 활성화된 형광유리에 방사선조사. 흡수선량에 대응하는 색중심 형성. 유리 자외선에 노출필터로 선택분류. 광전자 증배관에서 전기적 신호화(빛은 오렌지 색)

(2) 장점

방사선량의 축적량을 알 수 있다

2-2. 화학 선량계

(1) 원리

방사선에 의해 새로 생성된 화학종을 정량하여 흡수선량을 구함

(2) 장점

가. 산화제2철로 산화하는 것 이용         나. 대 선량측정에 적합

3. 방사선 방호관련 용어설명

1. 방사능

원자핵이 방사선을 방출하여 다른 종류의 원자핵으로 변하는 성질

2. 방사능 단위(Bq, Ci)

Becqueral(Bq) : 단위시간당 붕괴수 Disintegration/sec.

1Ci = 3.7×10E10 Bq

3. 방사선에너지(eV)

1eV : 전자가 1볼트의 전압에 의해 가속되어 얻은 운동에너지

※ 1eV = 1.6 × 10E-19 Joule

4. 조사선량(Exposure Dose : R)

- 어느 장소의 방사선에 의한 조사강도는 공기를 전리하는 정도로 평가할 수 있다

- 조사선량 : 공기 1Kg이 방사선이 전리작용에 의해 발생하는 음 또는 양중 한쪽의 전하량을 전부 합계하여 표시하여 나타낸 값으로 단위는 Rontgen(R)임

- 1R = 2.58 × 10E-4 C/Kg = 87.7 erg/g

※ 1R은 공기 1Kg당 2.58 × 10E-4쿨롱의 전기량발생에 상당

5. 흡수선량(Absorbed Dose : rad, Gy)

- 방사선이 물질과 상호 작용한 결과 그물질의 단위질량에 흡수된 에너지를 흡수선량이라함

- 1Gy는 1Kg당 1J의 에너지가 흡수될 때의 흡수선량임

1rad = 1/100Gy = 1/100J/Kg

6. 선량당량(Dose Equivalent : rem. Sy)

- 인체에 조사된 방사선은 같은 흡수선량이라도 방사선종류, 에너지에 따라 인체에 주는 영향도 다름

- 조건이 다른 방사선의 조사에 의해 인체에 주는 유해도를 동일한 척도로 계산하여 방사선 방어의 목적으로 사용

- 선량당량 = 흡수선량 × 선질계수 × 수정계수

- 1Sv=100Rem

7. 선질계수(Quality Factor)

- 서로 다른 종류의 전리방사선에 의한 동일한 값의 흡수선량이 생물학적 장해 효과측면에서 서로 다르게 평가되는 것을 나타내는 정수로 인체조직의 대부분을 차지하고 있는 물중에서의 충돌 저지능 값과 관련됨

※ X,β,γ=1  α,다중하전입자 = 20 중성자, 양성자=10

8. 생물학적 효과비(RBE)

- 에너지가 200KeV인 X선 선량에 대한 동일한 생물적 효과를 나타내는 여타 방사선 양의 비의 역수

※ 선질계수 : 방어목적에 사용

RBE : 의학적. 연구용으로 적용

9. 유효반감기(Effective Half Life)

- 체내에 들어간 RI에 의해 받는 방사선 선량은 물질대사에 의해 각기 정해진 비로 배출되는 양과 물리적 반감기로 조합된 나타나는데 이를 유효반감기라 함

- 1 / Te = 1 / Tp + 1 / Tb

10. 최대허용농도(MPC)

- 공기나 수중에서 최대로 마실 수 있는 공기나 물의 오염도로 음료수나 공기처럼 인간이 항상 섭취하는 물질 중에 방사성물질이 허용되는 최대농도

11. 실효선량당량(Effective Dose Equivalent : Rem)

- 각장기의 선량당량에 해당장기의 가중치를 적용한 값의 합을 위험평가로 도입

He = ∑ Wt․Ht   Wt : 어떤조직의 가중치

Ht : 어떤조직 t가 받은 선량

12. 집단선량예탁(Collective Dose Equivalent : man-Sv)

- 피폭받은 집단의 위해를 적당히 대변할 수 있는 단일의 양은 힘드나, 집단중의 선량당량분포의 적분치로 나타낸 값으로 집단의 위해를 나타내는데 적용

S = [eqn: INT _{ 0}^{x}]H P(H)dH는

※ P(H)dH는 선량당량이 H와 H+dH 사이에 있는 개인의 사람수를 나타냄

13. 선량당량예탁(Dose Equivalent Commitment)

- 피폭이 장기간 계속될 때는 시간적분이 의미를 가지게 된다. 즉 어떤 판단이나 행위로 인한 특정집단의 조직이나 장기 에 대한 개인당 선량당량율을 H(t)라 할 때 이의 무한 적분치를 선량당량예탁이라함

Hc =  [eqn: INT _{ 0}^{ INF }]H(t)dt

14. 예탁선량당량(Committed Dose Equivalent)

- RI물질을 섭취 시 그것이 물리적 붕괴 또는 신진대사에 의해 배설되어 소멸될 때까지 내부피폭을 받게됨. 이경우 1회의 RI물질 섭취행위로 인한 앞으로의 피폭량은 방사선 방어에 유용한 양이 됨.

- 시간 to에 섭취한 RI로 인해 그 후 50연간 어떤 조직이나 장기가 받게 될 총선량당량을 예탁선량당량이라 함

H50 =[eqn: INT _ { {t }_{0 } }^{ { t}_{0 } +50 }] H(t)dt

15. Built-Up Factor

- 1차 방사선이 차폐체 등을 통과함으로 2차 방사선양이 1차 방사선에 비해 상당히 증가된 양이 나타남

- 방사선방어에 중요한 요소임

- BF는 이상적인 Narrow Beam Condition에서의 응답에 대한 Detector의 실제응답의 비로써 선원의 형태, 크기, 감지기 형태나 크기 및 실제의 공간적 인자에 따라 결정된다.

16. 방사분석(Radiometric Analysis)

- 목적물질은 방사성이 아니나 방사성원소와 결합시켜 생성하는 목적원소의 화합물의 방사능을 측정하여 간접적으로 목적원소를 정량 분석하는 방법

- 실제로 분석을 할 때는 일정 비방사능을 갖는 표지시료 B와 여러 가지 다른 양의 목적원소(A)를 반응시켜 침전물의 방사능과 A의 관계를 나타내는 검량곡선을 만들어 이용하면 편리함.

17. 방사화분석 (Activation Analysis)

- 시료에 하전입자. 중성자를 조사하여 인공방사능을 생성케하고 생성된 방사능의 특성을 조사하여 정성분석하고 방사선 강도를 측정하여 정량분석을 하는 방법

- 방사화방법은 원자로에서의 중성자 조사에 의한 방법이 가장 많이 쓰이며, (n,γ)반응 등은 특정 핵반응 단면적에 따라 방사화가 일어남

- A = NΦδ(1-exp(-0.693t/ t½ )․exp(-0.693d/t½)

- 방사화된 시료의 일정량을 γ-Spectrum의 최대강도인 채널에서 계측하여 목적원소 정량

- 장점 : 간단한조작과 높은 감도

A1/A2 = W1/W2

A1,A2 : 표준시료 및 미지시료의 방사능

W1,W2 : 표준시료 및 미지시료의 무게

4. X선 관련용어 및 특징

1. 이온화(Ionization)

궤도전자가 어떤 원인으로 원자의 외계로 추출되어 (+)전기를 갖는 양이온과 원자핵에 속박되지 않은 자유전자로 분리되는 현상

2. 여기작용(Excitation)

- 원자핵에 가까운 궤도전자가 원자의 외부로부터 에너지를 받아서 추출되어 안쪽 궤도가 공석이된 상태

- 이 경우 바깥쪽 궤도전자가 안쪽의 공석을 채우면서 궤도간의 에너지 차에 해당하는 특성 X선을 발생하고 기저상태로 돌아감

3. 연속 X선(Continuous Baemsstrahlung X-ray)

- 음극에서 방출되어 Target부위로 이동한 고속도의 전자는 원자중심으로 계속 진행하며, 핵에 접근하면 음극의 전자와 양극의 핵과 상호작용으로 원자핵으로 굴절함

- 이때 에너지가 감소된 전자의 제동으로 인하여 연속 X선이 발생함

- 연속선은 0부터 고속의 전자가 갖는 최대 에너지까지 연속스펙트럼을 갖는다

- 최소파장 λmin = hc/eV = 12.395/V

- 연속에너지 결정요인

① 고속도의 전자에너지

② 표적물질의 밀도

③ 전자의 로정으로부터 제동핵까지의 거리

4. 특성 X선(Characteristic X-ray)

- 고속전자가 궤도 내 전자와 충돌하여 궤도전자를 축출 시 외곽의 전자가 궤도전자의 빈자리를 채우면서 그 에너지 차를 선으로 발생하는데 이를 특성 X선이라 함

- 특성 : 원자에 따라 특유한 에너지를 가지며, 낮은 에너지를 가지며, 파장이 짧고 투과력이 약하여 RT에는 적용하지 않음

- 적용 : X선 회절법을 이용한 재료의 격자구조분석 및 성분분석 등

- 오제전자 : 특성엑스선이 방출되는 대신 궤도전자가 여기에너지를 받아서 원자로부터 떨어져 나가는 경우 이 전자를 오제전자

5. 전압과 전류의 영향

① 연속X선은 넓은 파장의 상을 포함하여 일반적으로 높은 에너지를 가지며, 전압이 높으면 짧은 X선을 발생함

② RT에서 중요한 것은 큰 침투력을 가진 높은 에너지의 X선을 발생시키는 것이 중요함

③ 관전류의 변화에 따라 빔의 강도는 변화하나 파장의 스펙트럼은 변하지 않음

구 분	낮은 mA	높은 mA
낮은 KV	강도가 낮다 약한 X선	강도가 높다 약한 X선
높은 KV	강도가 낮다 강한 X선	강도가 높다 강한 X선

5. X선과 γ선과의 비교

1. 일반적 특징

① 동일종류의 방사선                       ② 무게나 질량이 없는 에너지파형임

③ 전자기 방사선                           ④ 매우 짧은 파장과 매우 높은 주파수

⑤ 필름감광능력 보유                       ⑥ 인체에 유해하므로 안전관리요망

⑦ 전기 또는 자장에 영향을 받지 않음       ⑧ 직선으로 운동

⑨ 빛의 속도와 동일

2. γ선의 장점

① 장비가격 저렴                            ② 이동성이 좋음

③ 열려 있는 적은 직경에도 사용가능         ④ 외부전원이 필요 없음

⑤ 360도 또는 일정방향으로 주사가능         ⑥ 장비취급보수가 간단

⑦ 초점이 적어 FFD가 적은 경우 유리        ⑧ 투과능력이 큼

3. γ선의 단점

① 철저한 안전관리                           ② X선에 비해 감도나 분해능이 떨어짐

③ 투과능력이 사용하는 RI마다 다름           ④ RI 교환비용이 많이듬

4. X선과 γ선의 비교

특 징	X 선	γ선
투과력 감 도 분해능 에너지 조정 노출시간 조정 현장이동, 접근 전원공급 Trouble 안전관리 가격	약함 ○ ○ ○ ○ 어렵다 필요 잦다 ○ 높음	○ 떨어짐 떨어짐 제한적 수시교정 ○ ○ ○ 어렵다 ○

6. X선 발생장치

1. X선관(X-ray Tube)

① Envolope

- Glass 또는 Metal Ceramic을 사용

- Glass : 열과 충격에 약함

- Metal Ceramic : 열과 충격에 약한점이 많이 보강되었으며, 양끝을 Aluminium Oxide의 Disc로 밀봉하여 고전압원과 관사이의 절연효율을 높임

② Cathod

- Filament : 가열된 열전자를 방출하는 텅스텐

- 집속컵(Focusing Cup) : 열전자를 양극으로 이동하게 함

※ 필라멘트 전류 : 1-10A , 관전류 : 수백 uA-20mA

③ Anode

- 구리와 같은 높은 열전도성 물질로 만들어졌으며, 전자가 표적물질과 충돌할 때 생성되는 열Energy를 신속히 방출한다.

④ Target

- 표적은 양극부에 부착되어 있으며, 텅스텐을 주로 사용함

- 전자빔에 대한 표적의 각도는 20°정도이며, X선의 분포는 관축에 직각임

⑤ Hood

- 중심축으로 부터 이탈된 X선을 차폐하고

- Stem Radiation등에 의한 상의 불선명도를 줄이기 위해

- 양극에 구리로 된 Hood를 씌우고 X선 출구에 베릴륨 창을 설치하여 약한 방사선을 걸러냄

⑥ Coolant

- 냉각제는 절연성이 높은 기체(SF6)나 기름을 사용함

- 기름을 냉각제로 사용할 경우 열교환기에 연결된 순환펌프를 사용하는 것이

냉각효율을 높일 수 있으며, 팽창수축이 가능하도록 기름저항 주름상자 필요

⑦ Housing

- Tube Head라고도 부르며, 주로 알루미늄 주조품 내부에 얇은 납판으로

차폐되어 있음

2. 고압전원(High Energy Source)

- 입력전원(100 - 250V)로 부터 변압기를 이용하여 5 - 420KV까지 공급

- 관전류는 2 - 8 mA정도임

3. 제어장치(Control Unit)

① 전압조정

- X선 에너지는 변압기에 의해 일차적으로 공급되는 전압조정에 의해 제어됨

- 조절장치는 자동식 또는 수동식

② 전류조정

- 관출력(X선의 양)은 Filament의 전류를 조절하여 조정하며

- 전압과 전류의 설정이 완전히 독립적인 것은 아님

7. 고에너지 X선 발생장치(가속기)

1. 동조변압형 x선 발생장치

① 멀티섹션으로 일반 X선 보다 훨씬 높은 투과력

② 구성 : 작동계기판, 180 Hz 교류 Motor Generator, 열교환기, 강철탱크

③ 발생 : 엑스선 튜브가 변압기 내에 대칭으로 놓여 있어 전자가 중심전극에

의해 높은 속도로 가속되고 초점 조정코일에서 자력으로 집중시킴

④ 1-2MeV : 8" 주조물이나 용접후판 검사

2. 선형가속장치(Linear Accelerator)

① 일명 Linac

② 구성 : 전자총, 가속자선원, 관형파 유도로

③ 원리 : Radio Frequency Voltage를 사용하여 가속전자를 표적에 향하게 함

④ 진행파(Travelling Wave) 가속방법과 정상파(Standing Wave) 가속방법이 있음

⑤ 5-25Mev : 16" 철판투과, 재료분석이나 무기질 재료의 RT

3. 반디그라프 발생장치(Van de Graff Generator)

① 구성 : 전기적 전하를 충전하고 고전압 단자로 운반하는 고속운반 벨트로 구성

② 원리 : 높은 정전기적 전하까지 쌓아 올려 튜브를 통해 표적으로 전자가속

③ 2.5Mev : 10-12"

④ 특성 : - 초점이 적어져 Ug의 감소로 선명도 좋고 확대관찰 가능

- 산란방사선의 영향이 적고, 침투력이 우수함

4. 베타트론 가속장치(Betatron Accelerator)

① 자기 유도형 전자가속장치

② 자석과 변압기의 결합을 이용 전자를 회전궤도에서 높은 에너지로 가속

③ 전자가 튜브 쪽으로 주입되고 자장에 의해 튜브 안에서 회전

④ 매 전자들이 높은 에너지를 얻을 때까지 높은 회전궤도로 유도되고 표적에

부딪쳐 엑스선 발생

⑤ 20-50 MeV : 15" (검사시간이 짧음)

8. 방사성동위원소 붕괴 메카니즘

1. α-Particle 방출

- He의 비교적 무거운 원자핵을 2-6MeV의 운동에너지로 이동

- 종이 한장 정도에 의해 정지함

2. β- Particle의 방출

① β- 붕괴 : 원자핵 내에의 1개의 중성자가 양자로 변화하여 고속의

전자와 중성미자를 방출하며 양자로 변환( n = P + e- + ν)

② β+ 붕괴 : 원자핵 내에의 1개의 양자가 중성자로 변화하여 고속의

양전자와 중성미자를 방출하며 중성자로 변환(P = n + e+ + ν)

③ 소멸방사선 : 양전자는 가까운 곳에 많이 있는 전자와 곧 결합하여

소멸되는데 이때 반대방향으로 2개의 전자파가 발생

3. 궤도전자포획(Electron Capture)

- 원자핵내의 양자가 궤도전자 1개를 포획하여 중성자로 변환하는 붕괴양식

4. γ선 방출

- 일반적으로 위3가지 붕괴 중 하나로 붕괴한 후 즉각 발생

- 붕괴후의 원자핵이 여기상태에 있게 되면 매우 짧은 시간 내에 여분의

에너지를 전자파 형태로 방출함

- 원자핵으로부터 방출되는 전자파를 γ선이라함

5. 자발적 핵분열(Spontaneous Fission)

- 원자번호가 200이상인 원자는 자연분열에 의해 붕괴됨

- 붕괴 중에는 중성자를 방출하며, 이들 동위원소는 NRT에 적용됨

6. 내부전환(Internal Conversion)

- 여기상태에 있는 원자핵이 γ선을 방출하는 대신 여분의 에너지를 궤도

전자에 주에 이것을 원자핵 밖으로 추출하는 경우

7. 핵이성체 전이(Isometric Transition)

- 붕괴된 다음의 여기상태가 매우 긴 시간동안 머물고 있는 원자핵을

핵이성체라 하며, 핵이성체에도 고유의 반감기가 있어 γ선을 방출

하며 안전상태에 도달함

9. 방사선과 물질과의 상호작용

1. 입자에 의한 이온화

- 입자(α,β,중성자)에 의한 이온화는 입자로부터 원자의 궤도전자로

에너지의 이동이 발생하고, 이 과정에서 이동하는 입자의 속도가 줄어듬

- 입자의 에너지, 질량 및 전하 등이 에너지 이동에 영향을 준다

- 이온화 : 물질을 구성하는 원자의 전자적 균형을 방해하는 것

① α입자 : 공기중에서 2"정도 이동하며, 종이 한 장으로 완전히 정지할

만큼 입자가 크고 이동이 느림

② β입자 : 같은 에너지의 α입자보다 물질 안에서 더 멀리 이동(수M)

매우 작고 빠름

③ 중성자 : 전하를 뛰지 않아 원자핵이나 궤도전자와 충돌할 때까지 자유로이 이동

2. 중성자에 의한 이온화

① 탄성산란(Elastic Scattering)

- 핵과 충돌하여 핵은 변하지 않고 중성자만 반발

② 비탄성산란(Inelastic Scattering)

- 중성자가 핵과 충돌하여 핵을 여기상태로 만들고 중성자는 준안정

상태(Metastable Isomer)로 있거나, 즉각 γ선을 방출하고 기저로감

③ 방사성 포획(Radioactive Capture)

- 전자를 가지지 않으므로 핵의 인력이 관여하는 범위까지 핵에 근접

할 수 있으므로 중성자가 포획되어 복합핵을 만든다

3. 전자기방사선에 의한 이온화

(1) 광전효과(Photoelectric Effect)

① x, r선의 광자가 물질에 입사 시, 광자에너지가 원자의 전자의 결합에너지

보다 큰 경우, 광자가 궤도전자와 충돌하여 궤도이탈에 필요한 에너지를

제외한 에너지를 자유전자의 운동에너지로 전달하고 자기는 소멸하는 것

② 전자의 운동에너지 = 광자에너지 - 결합에너지

③ 광전자의 발생확률은 K궤도 전자에 발생확률이 높고, 방출방향은 입사선의

직각 주변에 많으며, 에너지가 증가할수록 앞쪽으로 기운다

④  광전효과는 보통 0.5 MeV 이하의 장파장에서 발생

(2) 콤프톤 산란(Compton Scattering)

① 광자가 원자의 궤도전자와 충돌하여 궤도전자를 밀어내고 여분의 에너지는

장파장의 Photon이 된다.

② 콤프톤 산란에서는 에너지가 완전히 흡수하지 않고 산란방사선화 되며,

0.5 - 1.02 MeV 사이에서 발생

③ 정지한 전자에 엑스선이 충돌해 전자가 방출될 때 에너지 보존법칙에 의해

아래의 식이 성립

ㅿλ = λ -λo = C(1/V - 1/Vo) = h/m(1-cosφ)

m : 전자질량  φ : 산란각

④ 파장이 짧은 것일수록 산란선의 파장이 길어지는 비율이 크고, 산란도가

클수록 파장이 길어짐

⑤ 산란선은 파장의 변화를 받으므로 간섭을 일으키지 않으므로 비간섭산란

이라고도 함

(3) Rayleigh 산란

① 저에너지 광자가 원자중의 전자에서 산란하여 광자의 에너지는 변함없이

전방방향으로 방향을 바꾸어 산란하는 현상

② 이와 같은 탄성적 산란을 가간섭 산란이라고도 하며, 원자번호가 높을 때 발생

③ 일반적으로 말하는 탄성산란인 Thomson 산란은 원자핵중의 핵자에 의한

산란이며, Rayleigh 산란은 궤도전자에 의한 산란임

(4) 전자쌍 생성(Pair Production)

① 1.02 MeV 이상의 높은 에너지의 광자가 쿨롱장에서 음전자와 양전자로

변환되고 여분의 에너지는 이들 전자쌍의 운동에너지가 됨

② E = E+ +  E- + 2mc²

③ 양전자는 수명이 짧고 주위의 전자와 결합하여 서로 반대방향의 두개의

방사선(0.51MeV)을 방출하며 소멸함

④ 발생확률은 에너지가 높아짐에 따라 증가하고, 원자번호 Z의 제곱에 비례

(5) 광붕괴(Photodisintegration)

① 광자가 원자핵에 포획되어 원자핵으로부터 전자가 방출되는 효과

② 이 효과는 매우 작고 10-20 MeV 정도에서 일어남

(6) 감쇠계수

① 위의 현상 즉 광전효과, 산란, 전자쌍생성 등에 의해 1차 입사선이 물질을

통과할 때 감쇠의 원인이 되며,

② 각각의 흡수계수를 τ, δ, τp라 하면

μ = τ + δ + τp

③ 혼합물이나 화합물의 질량흡수계수 μ/ρ은 각 원소의 질량흡수계수

μ₁/ρ₁,  μ₂/ρ₂, μ₃/ρ₃일때

μ/ρ = μ₁/ρ₁․w₁+  μ₂/ρ₂․w₂ + μ₃/ρ₃․w₃

w : 중량비율

10. RT관련 용어 설명

1. Heel Effect(경사효과)

- 양극표면에서 방출되는 X선은 촛점으로부터 모든 방향으로 동일한 강도

로 방출되지 않고 Target의 출현각도에 따라 강도가 변화하며, +12°의

(Heel Plane) 각도에서 최대치에 이름. Target은 일반적으로 빔 축에 대

하여 20°의 기울기를 갖는다.

- 넓은 면적을 갖는 시험체의 RT시 SFD가 너무 짧으면 Heel Effect 때문에

입사방사선의 세기가 약해져서 농도가 낮아진다.

2. Stem Radiation

- X선 튜브에서 X선을 발생시키는 전자를 일차전자라 하며, 일차전자의

운동에너지는 전자가 표적물질에 충돌하면 열과 방사선으로 전환됨

- 일차전자가 표적물질이 아닌 튜브내벽이나 양극에 충돌하게 되면 이차

전자 또는 Stray전자라고 하는 느리게 움직이는 전자가 생성됨

- 이들이 양극이나 튜브내벽에 충돌하여 생성된 방사선을 Stem Radiation

이라 하고 운동에너지가 적고 파장이 적으므로 기하학적 불선명도에

영향을 미침

- Hood는 이러한 Stem Radiation을 Filtering하기 위해 사용함

3. X선 회절 반점(Mottling)

- 박판이면서 입자의 크기가 큰 시험체에서는 엑스선 회절에 의해 Scattering

이 발생하여 RT-Film상에 Mottling이 생기며, 기포편석 현상 비슷하게

나타남

- 구분하는 방법은 Central Beam에서 시험체를 경사지게(1-5°) 촬영해보면

Porosity Segregation은 약간 변하지만 회절에 의한 것은 변화가 심함

- 비교적 얇은 시험체에서의 큰 결정 또는 입자는 부분적으로 밝고 어두운

점으로 나타남

- Diffration에 의한 Mottling은 전압을 높이거나 연막증감지를 사용하면

줄일 수 있다

4. 방사선투과사진의 등가계수(Radiographic Equivalent Factors)

- 방사선의 시험체의 흡수는 두께, 밀도 및 재질의 원자적특성에 따라 결정됨

- 동일 에너지 Level에 따른 시험체 재료별 방사선투과사진특성을 Steel

을 기준하여 동일한 결과를 얻을 수 있도록 계수로 표현한 것

- 등가계수는 에너지레벨에 따라 달라짐

- Steel : 1 , Al : 0.35 , Copper : 1.1 , Inconel : 1.3

- 적용의 예 : 철의 노출 조건에서 만족한 필름을 얻었을 때 구리의 경우

철과 같은 조건에서 1.1배의 노출을 해야 만족한 필름을 얻음

11. RT용 γ-선원의 선택

1. 비방사능(Specific Activity)

- 단위 : Ci/g , Bq/g

- 반감기가 짧을수록 큼

- 비방사능이 크면 선원의 물리적 크기가 작아짐으로 Ug의 감소로 보다

명료한 사진을 얻을 수 있다

- 비방사능이 커지면 선원의 크기가 작아져 자기흡수가 적게됨

2. γ선 Energy(투과력)

- γ선이 가지고 있는 고유 에너지는 투과능력을 결정함

선원종류	에너지(MeV)	적용두께	RHM	반감기
Co-60	1.17-1.33	2.5 - 9"	1.35	5.27y
Ir-192	0.31, 0.60	1.5-2.5"	0.55	74.3d
Cs-137	0.66	1 - 3.5"	0.39	30.1y
Tm-170	0.084-0.052	0.5"	0.003	129d

3. 반감기

- 선원의 고유반감기는 Cost와 연관되며, 반감기가  긴것은 비방사능이 떨어짐

4. 방사선 강도(Ci) : 강도는 촬영 시 노출시간에 영향을 미친다

5. 동위원소 제조방법

① 중성자방사화(Neutron Activation)

Co 59 + n → Co 60 + γ , Ir 191 + n → Ir 192 + γ

- 위의 식과 같이 핵반응로에서 중성자를 충돌시켜, 안정동위원소가 열중성자를

포획하여 방사성 동위원소로 변함

② 핵분열 생성물로부터의 분리(Fission Product Seperation)

U 265 + n → 2 분열파편 + 2 ½n + 200MeV

- 위 식에서 파편의 대부분은 95 또는 140에 가까움

- Cs 137은 이파편을 화학처리 또는 재처리 과정에서 얻음

③ 하전입자의 충돌( Charged Particle Bombardment)

- 반데그라프, 선형가속기, 사이크로트론과 같은 고에너지 장치를 이용하여 충돌입자로

중양자를 사용하여 (d,p)반응에 의한 중성자 포획과 같은 생성물을 만듬

- 중양자가 핵으로 들어가고 하나의 양자가 존재하면, 표적동위원소보다

중성자가 하나 더 많은 동위원소를 얻음

12. 방사선사진의 감도

- 선명도(Definition) : 각기 다른 농도의 경계면에 대한 명확도 또는 섬세도

- 명암도(Contrast ) : 방사선사진의 각기 다른 두께에 대한 필름의 농도차

방사선사진의 감도

선명도

명암도

기하학적

-선원의 크기

-FFD

-FOD

-시험물 배치

-시험물의

두께차

Film 입도

-Film 종류

-증감지종류

-방사선선질

-상조건

산란방사선

-내부산란

-측면산란

-후방산란

시험불명암도

-선원의 두께

-시험물 밀도

-방사선에너지

-산란방사선

Film명암도

-Film 종류

-Film 농도

-증감지종류

현-상조건

1. 선명도에 영향을 주는 요인

① 고유불선명도(Inherent Uncharpness)

- 엑스선 등이 필름을 통과 할 때 광전, 콤프톤, 전자쌍생성 등이 발생하여

이때 생성되는 자유전자 때문에 영상이 불선명함

② 산란방사선(Scatter Radiation) : 산란방사선은 파장이 증가되며, 최초의

방사선에 비해 약하고 침투력이 약함(두꺼운 물체일수록 영향이 큼)

- 내면산란 : 시험체 내. 외부 또는 카셋트에서 산란됨

- 측면산란 : 시험편 주위의 벽, 책상에 기인

- 후면산란 : 시험물이 놓인 책상 또는 마루 등에 의함

- 산란방사선 방지책

* 후면 스크린 사용

* Mask 사용 : Lead Mask를 사용하여 불필요한 1차방사선 흡수

* 필터사용 : Window의 일종으로  방사선을 선별

* Collimeter, Diaphram, Cone등을 사용하여 필요한 부분만 방사선 노출

* Pb Screen

③ 기하학적 불선명도(Geometric Unsharpness)

F : Source Size(Focal Spot)

Ug = [eqn: { F․t} over { D}]       t : 시험편의 두께

D : 선원과 피검체 사이의 거리

- 선원, 시험물, 필름의 배치는 가급적 수직으로 하고 시험체와 필름 밀착

④ 필름의 입도( Film Grainess) : 입자가 적을수록 선명도 증가

2. 명암도에 영향을 주는 요인

① 시험물의 명암도( Subject Contrast)

- 시편의 두께차 및 밀도, 방사선 에너지, 산란방사선등의 영향을 받음

- 전압이 올라가면 감소하고

- 두께차가 크고 산란선이 적을 수록 시험체 명암도는 증가함

- 두께가 일정할 때 투과방사선이 같으므로 명암도 차이가 없으며,

- 두께가 다르거나 밀도가 다른 시험편을 투과하는 방사선의 강도가

다르므로 명암도차가 발생

② 필름의 명암도(Film Contrast)

- 필름의 명암도는 필름특성곡선의 기울기를 말함

- 즉 방사선이 필름에 노출되어 주어진 에너지에 대한 농도차이를 나타내는

필름자체의 특성임

- 필름의 종류, 현상도, 농도등에 영향을 받음

③ 노출허용도(Latitude)

- 방사선 사진의 노출허용도는 명암도와는 반대되는 개념으로 일정조건

에서 만족한 상태의 필름을 얻을 수 있는 시험물의 두께의 범위

④ 필름입상성(Film Graininess)

- 방사선필름에 나타나는 필름은 수많은 은입자에 의해 형성되며, 각각

의 입자는 아주 작아 현미경을 통해 관찰가능

- 조그마한 입자들이 상대적으로 큰 덩어리를 형성하여 육안 또는 저배율

확대를 통해 관찰가능함

- 이러한 덩어리를 형성하는 것을 가시적효과 즉 입상성이라함

- 일반적으로 필름의 속도와 방사선에너지가 증가하면 입상성은 증가

3. 방사선 사진의 품질

① 최소의 상의 휨(Minimum Distortion) : 시험체 내부의 결함을 있는

그대로 정확히 나타내는 것

② 뚜렷한 선명도 : 시험품과 결함의 윤곽이 뚜렷해야 쉽게 구분가능

③ 높은 명암도   : 적은 결함구분가능

④ 적정한 농도

13. RT시 노출선도 인자

※ 노출도표

- 시험편의 두께, Kv(동위원소 종류), 노출시간과의 관계

- 두께의 변화가 심한 주조품보다 두께가 일정한 철판 적용에 유리

- 노출도표는 장비제조회사에서 제공되나 작업자가 Step Wedge를 이용

하여 작성가능

1. 방사선원

- 엑스선의 경우 사용전압 및 장치 명 ,감마선의 경우 Source의 종류

2. 선원과 필름의 거리(SFD)

- SFD가 다를경우 거리역자승법칙에 의해 교정

3. FILM의 종류

- 필름종류가 다를경우 필름특성곡선을 이용하여 동일농도에 대한 필요한

노출량 차이를 비교하여 교정

4. 현상조건

- 현상조건이 다르면 Effective Film Speed의 변화를 초래하므로, 교정인자

는 실험적으로 교정함

5. 기준농도

- 농도의 변화가 필요할때는 필름특성곡선을 이용하여 교정

6. 스크린의 종류

- 스크린의 종류가 다를 때에는 교정인자 보다는 새로운 노출도표 작성요

7. 노출조건

- 엑스선의 경우 mA와 연계, 감마선의 경우 Ci와 연계 계산

8. 강의 두께

- 재질이 다를 경우 등가계수 적용

14. RT용 증감지 종류

1. 연막스크린(Lead Foil Screen)

(1) 연막스크린의 적용

① 산란방사선의 흡수와 증감효과로 공업용 RT에 가장 많이 적용

② 산란 방사선이 시험체의 전 후방에서 발생하기 때문에 두 산란선을 흡수

하기 위해 전후방 두개의 증감지 사용

③ 150-400Kv의 전압을 사용하는 RT시 필름 양면과 접촉하여 사용

④ 감마선과 엑스선 2000Kv이하의 엑스선 사용시 0.1-0.15mm의 전방스크린이

사용되며, 선형가속기 등 고에너지 장치는 0.5-1.0mm 적용

⑤ 후방스크린은 후방산란 방사선을 감소시키기 위해 보다 두꺼워야함

⑥ 얇거나 저밀도 재료검사 등을 저에너지 방사선으로 검사시 전방스크린이

과도하게 상형성 방사선을 흡수하지 않도록 유의

⑦ 과도한 흡수는 피사체 콘트라스트에 영향을 주며 감도저하 발생

⑧ 증감지에서 X선을 받아 방출된 전자는 1MeV이하의 저에너지를 가지고 있으므로

증감지 자체에 흡수되는 경우가 많음

⑨ 단지 증감지 표면에서 생성된 전자만이 탈출하여 필름의 잠상을 증감시킴으로

필름과 증감지 사이를 잘 밀착해야 함

⑩ 필터의 역활을 하므로 Lead Filter Screen이라고도 함

(2) 납스크린의 효과

① 납이 엑스선에 의해 여기되어 전자를 방출하며, 방출되는 전자의 수는

피검체를 통과하고 증감지에 도달한 방사선 에너지에 비례함

② 방출된 전자는 필름의 감광유제를 추가로 감광시킴

③ 증감작용은 요구농도에 도달하기 위한 노출시간을 단축 및 콘트라스트를

증가시켜 분해능을 증가시킴

④ 낮은 전압으로 얇은 피검체를 검사시 필터링을 주로 하고 200-300KV 정도의

높은 전압으로 두꺼운 피검체를 검사시 증감작용을 주로함

⑤ Co60의 경우 직접 노출에 비해 노출시간 1/3로 단축됨

※ 1차방선 및 2차방사선의 차등흡수로 산란방사선을 감소시켜 선명도와

명암도 증대

(3) 연막스크린의 선정

① 순납 : 일반적으로 많이 쓰임

② 6% 안티몬 + 94% 납 : 경하고 내마모성이 좋음

③ 주석함유 연막 : 주석내의 불규칙성이 스크린의 강화인자를 변화시켜

반점 등의 원인이 되므로 지양

④ 보호코팅시 가능한 강화인자를 높일수 있도록 얇고 균일해야 함

⑤ 강화작용은 엑스선 또는 감마선에 의해 방출된 전자에 기인된 것으로

얇은 재질이나 여타의 재질에도 쉽게 흡수되므로 청결유지

(4) 사용시 주의 사항

① 납은 유연성이 좋기 때문에 취급을 위해 Cardboard등을 사용함

② 사용시 주의사항

- 스크레치나 Dent를 피함

- 화학물질이나 먼지는 사용전에 제거

- 시간이 지남에 따라 납은 산화하여 회색으로 나타나나 증감효과에는

영향이 없음 → 산화를 방지하기 위해 코팅을 하면 증감효과는 떨어지나

스크린을 깨끗하고 흠집이 없게 보관하는데 유리함

2. 산화납스크린(Lead Oxide Screen)

① 산화납으로 코팅된 납스크린을 사용하여 제조시 필름에 넣고 밀봉한 형태

- 카세트에 필름넣는 시간절약

- 로딩과정에서 발생할 수 있는 흠 방지

- 유연성이 좋아 제한된 공간에 필름 부착시 유용

- 청결함

② 100-300Kv 전압범위에서 적용

③ 산화납스크린은 연막스크린보다 큰 강화인자를 나타내나 납의 유효두께가

작기 때문에 산란방사선 제거효율이 낮음(연막스크린과 병행사용)

3. 형광증감지(Fluorescent Screen)

(1) 특성

① 형광증감지는 엑스선이나 감마선을 흡수하여 곧 빛을 방출하는 형광물질

도포화여 강화인자를 증가시킨 것

② 방출되는 빛의 강도는 입사한 방사선의 강도에 좌우됨

③ 형광물질은 칼륨텅스테이트나 베륨레드설페이트를 적절한 접합제로 혼합된

미세 분말가루를 마분지나 플라스틱을 입힌 것

④ 노출시간을 1/10 - 1/60 까지 줄이 수 있으나 선명도가 떨어지므로 특별한

경우가 아니면 RT에는 적용하지 않음

⑤ 감마선의 경우 긴 노출시간에 비해 비교적 낮은 증감요인으로 교환법칙이

무시되므로 적용하지 않음

(2) 단점

① 형광물질로부터 빛이 Cone 형태로 필름에 도달해 필름에 얼룩이 생겨

선명도 저하

② Quantum Mottle 현상발생하고 교환 법칙이 무시됨

③ 납스크린은 필터 역활과 증감을 동시에 수행하나 형광스크린은 필터 역활을

하지 않으므로 산란 방사선도 같이 증감함

(3) 사용시 유의 사항

① 형광스크린은 통상 단단한 카세트에 넣어 사용하며, 촬영시 불선명도를

줄이기 위해 필름과 스크린은 잘 밀착되어야 함

② 형광물질은 취급시 쉽게 손상이 되고 보수가 불가능하므로 유의

③ 손자국, 얼룩, 기름, 먼지 등은 스크린의 형광 빛을 흡수하여 상질저하

④ 스크린에 초기빔을 바로 스크린에 노출하지 않도록 유의해야 함. 이 경우

방사선 노출을 제거해도 스크린이 형광작용을 지속해 의사지시유발(Screen Lag)

⑤ 형광스크린은 r-ray와 1 MeV를 초과시 스크린의 Mottle과 낮은 증감효과로

사용하지 않음

⑥ 형광스크린은 X선 장비의 침투력에 한계가 있을 때 적용

4. Fluorometallic Screen

① 형광증감지와 필름의 양면에 납스크린을 위치시켜 조합한 스크린

② 납스크린은 산란방사선을 흡수하고 형광스크린은 증감효과를 높여 노출시간 단축

③ 납과 형광물질을 층상으로 결합한 상업용 증감지는 일반 납증감지보다

노출시간이 적고 형광스크린 보다 상질이 증가함

④ 직접 노출형 필름을 형광스크린과 같이 적용하면 노출시간을 1/7로 줄일 수

있고 상질은 납 스크린정도의 필름을 얻을 수 있음

⑤ 스크린용 필름사용시 노출시간은 1/9정도 줄일 수 있다.

5. 기타스크린

① Gold Screen :  납스크린 이상으로 효과가 좋으나 비싸고 굽히면 경화효과

에 의해서 균열 발생

② Tantalum Screen : 납에 비해 필터효과는 떨어지나 증감효과는 큼

- 단단하고 탄성적이어서 피검체에 맞게 형상을 만들기 힘듬

- 가격이 비쌈

③ Depleted-Uranium Screen

- 필터효과가 좋으나, 취성이 강하고 얇은 판 제조가 힘들다.

④ Copper Screen

- Co60과 주로 사용됨

- 증감효과나 흡수효과가 납에 비해 떨어지나 감도가 향상됨

⑤ Composite Screen

- 납, 구리, 알루미늄 등으로 구성되어 필름에 도달하는 방사선을 조절하기

위해 적용되며

- 주로 고전압 엑스선 장비로 두꺼운 부위 검사에 적용됨

15. 필름의 구성 및 분류

1. 필름의 구성

━━━━━━━ a ━           a : 보호막

b              b : 감광유제

━━━━━━━ c ━           c : 접착제

d              d : 아세테이트 기저

──────────

① 기저부분 : 유연하고 투명하거나, 엷은 색을 띄는 기저

② 감광유제 : 할로겐화 은의 미세한 입자

- 기저부분의 양면에 약 0.0125mm 두께로 코팅

- 기저부분의 양면에 코팅함으로 방사선에 감광되는 양이 2배가되어

속도 증가

- 명료한 사진을 얻고자 할 때는 한쪽 코팅

종 류	속 도	콘트라스트	입 상 성	상업용필름의 예
Type Ⅰ	느리다	아주높다	아주낮다	Kodak M.R Gevaert D2, D5, D7 Fuji #50, #80 Dupont #35, #45, #55, #57
Type Ⅱ	중간	높다	낮다	K : AA G : D5, D7 F : #100 D : #100, #75
Type Ⅲ	빠르다	중간	높다	K : 의료용 G : D7 F : #150
Type Ⅳ	아주빠름 *1	아주높다 *1	*2	*1 형광스크린 사용시 *2 입상성은 사용 형광스크린에 의해 좌우됨

2. 필름의 분류(ASTM-E-94)

① Type Ⅰ

- 극히 미세한 입자로 구성, 높은 콘트라스트

- 경금속 검사나 고전압을 이용한 높은 상질검사

- 가장 정밀한 검사가 가능하고 연막스크린 이나 스크린 없이 사용

② Type Ⅱ

- 미세한 입자로 구성, 높은 콘트라스트

- 경금속 검사나 1000kv 이상의 고전압에서 중금속 검사

- Ⅰ보다 입자가 미세하지 못하지만 속도가 빠르므로 폭넓게 사용됨

③ Type Ⅲ : 감마선 또는 고전압 엑스선에 적용(속도가 매우 빠름)

④ Type Ⅳ

- 형광스크린과 사용시 가장 빠른 속도 및 높은 콘트라스트

- 한정된 전압으로 철, 황동 등의 검사

- 연막스크린이나 스크린 없이 적용시 콘트라스트 저하

16. 필름의 선정

1. 선정시 고려사항

① 피검체의 조성, 형상, 크기, 무게 및 위치 등

② 방사선의 형태(엑스선, RI)

③ 엑스선 발생장치의 사용전압

④ 단순 전수검사지 혹은 중요부위, 특성 등의 부분검사인지

⑤ 선명도 콘트라스트, 농도 및 노출시간에 대해 상대적으로 강조되는 부분

※ RT-Film의 상질과 노출시간의 상대적 중요성이 선정에 영향

- 상질을 높이기 위해서는 미립자 필름(노출시간 증가)

- 노출시간을 줄이기 위해서는 속도가 빠른 필름 사용

- 노출시간을 아주 짧게 하기 위해서는 형광 스크린 사용

⑥ 속도와 상질에 따른 필름의 선정

상질요구시 ──────→

형광스크린과 더불어 │ 빠른 직접노출형 필름 │ 느린 직접노출형 필름

사용하는 필름       │                      │

←─────── 속도요구시

2. 필름의 감광특성

(1) 콘트라스트

① X선필름에 대한 특성곡선의 기울기는 그곡 선을 따라 연속적으로 변함

② 시편의 두께차에 의한 농도차는 특성곡선상의 노출영역에 좌우됨

특성곡선의 기울기가 가파를수록 농도차가 커지며, 식별도가 증가

③ 필름의 Gradient는 특정곡선 지점에서의 기울기로 표시

④ 필름의 콘트라스트는 평균 그레디언트(Average Gradient)를 이용하는

방법으로 실제의 사용조건에서의 최대유효농도 및 최소유효농도를

연결한 기울기이며, 평균 그레디언트는 아래의 조건에 의해 좌우

- 필름의 종류

- 현상법

- 선정된 농도의 범위

⑤ 콘트라스트는 현상도에 의해 좌우되므로 필름현상시 최대의 콘트라스트가

되도록 현상

(2) 속도

① 필름특성곡선이 나타내는 상대속도(Relative Speed)로 필름의 횡축

② 빠른 필름은 왼쪽에 위치하고 느린 필름은 그림의 오른쪽에 위치함

③ 이들 곡선으로부터 정해진 농도를 얻는데 필요한 상대노출을 구힐 수

있으며, 상대속도는 노출에 반비례함

(3) 농도와 노출

① 필름응답(Film Respond)과 방사선의 강도와의 관계를 나타내는 가장

일반적인 방법은 특성곡선(로그상대노출과 농도와 관계)임

② 농도를 엑스선 또는 감마선의 상대노출에 대해 나타내면 어느 정도 제한된

영역에서는 대부분 직선임

③ 직선의 관계는 필름 및 현상조건에 따라 달라지므로 추정될수 없고

특정 응용시 별도로 점검되어야 하며, 직선관계는 회절양식(Diffraction Pattern)의

판독과 방사선모니터링 필름평가시 유용함

(4) 상호법칙 적용

① 상호법칙(Reciprocity Law)은 광화학반응(Photo-Chemical Reaction)의 결과로

방사선의 강도와 조사시간의 곱에 의해 좌우되며, 각각의 절대값과는 무관함

② 상호법칙은 스크린을 사용하지 않거나 연막스크린과 더불어 사용하는

방사선 강도 및 노출시간에 대해 성립함

③ 빛에 의한 노출이나 형광증감지에는 잘 성립하지 않으며, 형광스크린의 경우

RT시 상호법칙을 따르지 않으므로 역자승법칙이 만족하지 않은 경우도 있음

(5) 속도와 콘트라스트에 대한 현상시간의 영향

① 특성곡선은 엑스선 또는 감마선의 선질과는 상대적으로 무관하며,

현상도(Degree of Development)의 변화에 영향을 받음

- 형상액의 형태, 온도, 강도 및 시간

- 어떤 제한된 범위에서 현상도가 증가하면 속도 및 콘트라스트 증가

② 현상시간이 증가하면 필름의 특성곡선이 왼쪽으로 이동(스피드 증가)

③ 평균 그레디언트는 일정시간동안 증가하나 어느 순간 일정해짐

④ 권고된 현상시간을 초과하면 Fogging등으로 상질저하

(6) 필름의 입상성(Graininess)

① 입상성은 RT-Film상에서의 비균일성(Nonuniformity)에 대한 시각적

느낌(Visual Impression)으로 정의됨

② 고에너지 방사선 + 속도가 빠른 필름 : 육안으로 쉽게 인지

저에너지 방사선 + 속도가 느린 필름 : 적절히 확대해야 인지가능

③ 입상성은 필름의 속도의 증가나 방사선에너지의 증가에 따라 증가함

④ 느린 필름의 경우 브롬화은 결정립이 빠른 필름보다 작으므로, 그들이

조사되고 현상되었을 때 빛을 흡수한 은이 적게됨

⑤ 낮은 에너지는 흡수된 하나의 광자는 크기에 관계없이 하나에 조사됨

특정농도를 얻기 위해서는 빠른 필름보다 느린 필름이 더 많은 광자를 흡수해야함

⑥ 낮은 에너지에서 각각의 흡수된 광자는 하나의 사진입자만을 조사하고 높은

에너지는 한 광자가 많은 입자를 조사함

따라서 높은 에너지에서는 보다 적은 양의 흡수로 일정농도를 얻음

17. RT-Film 화학

1. 개요

① 필름이 방사선에 노출되면 잠상(Latent Image)이 형성됨

이 노출된 필름을 현상하면 가시상이 나타남

② 방사선검사 화학은 필름의 화학적 구성원소 및 화학적 메카니즘, 현상화학

및 노출 중에 일어나는 모든 반응을 포함함

③ 방사선 필름은 기저부분(Base)과 감광유제부분(Emusion)으로 구성됨

2. 필름의 구성

(1) 기저부분

① 폴리에스테르가 가장 널리 사용되며, 그 이유는

- 강도가 좋고

- 투광성이 좋으며

- 안정성 및 물을 흡수하지 않는 성질

② 감광유제와 접착시키기 위해 접착제를 사용하며, 기저부분은 투명하거나

옅은 색을 띔

(2) 감광유제

① 구성 : 할로겐화은(Silver Holide) + 젤라틴 결합체(Gelatin Binder)

② 젤라틴은 물과 친수성이 매우 좋으며, 부풀음에 의해 상당량의 물을 흡수함

→ 필름처리 과정에서 매우 중요함

③ 브롬화은 생성과정

2Ag°+ 2HNO₃→ 2AgNO₃+ H₂

AgNO₃+ KBr  → AgBr↓+ KNO₃

※ 브롬화은은 황화물과 더불어 보다 민감해 지므로 이를 젤라틴에 혼합

(3) 필름의 방사선 노출(잠상의 형성)

2AgBr + hv → AgBr + Ag°(Interstial)

(에너지)          (잠상)

① 필름노출시 조사에너지가 자기촉매작용을 일으켜 전자의 일부가 감광중심

(Sensitivity Site)에 부착하고 브롬은 가스가 되어 젤라틴에 흡수됨

② 감광중심은 많은 전자를 포함하게 되어 음의 값을 띄게되므로 은이온을

끌게됨

③ 전자가 부족해 결정격자를 이루지 않은 은을 침입은(Interstial Sliver)이라함.

이 은이온이 감광중심으로 이동하여 전자를 얻어 5개의 은이온이 증착하여

현상핵을 만듬

3. 현상처리화학

(1) 개 요

① 일단노출이 완료되면 조사된 브롬화은과 조사되지 않은 브롬화은이 공존

② 조사된 결정은 격자를 형성하고 음이온(AgBr상태)을 금속은(Ag)으로 환원

하고 조사되지 않은 결정을 제거함으로 검은 금속은이 보이게됨

(2) 현상

① 현상제는 5개의 침입은 이온으로 형성된 현상핵을 포함하고 있는 조사된

결정을 선택적으로 찾아내어 그것을 금속은으로 환원

② 현상과정은 산화. 환원과정을 수반함

조건

AgBr + Agi°+ 현상제(e-)                  Ag°+ 현상제(산화)

5 Atoms                  시간               10 X E9 Atoms

잠상                    온도                   가시상

강도

③ 현상제의 일차적인 기능은 은이온을 검은색 금속은으로 환원하는 기능

하는 것으로 아래와 같은 성질을 갖추어야함

- 은이온에 대한 환원제

- 조사된 할로겐화은 결정의 선택적 환원

- 수용성

- 대기산화에 대한 저항성 및 안정성

- 무색이고 용해성 산화물을 형성해야함

(3) 정착

① 정착액의 기능은 현상되지 않은 은이온을 감광유제로부터 제거하고 안정한

은염(Silver Salt)화합물을 형성

※ 정착제는 감광유제 결합체나 이미 현상된 은에 영향을 미치면 안됨

② 첨가물

- 경화제

. 감광유제 경화

. 마모에 대한 저항을 높여주고

. 젤라틴의 물흡수를 최소화 하고 건조시간을 줄임

. 부풀음을 감소시킴

- 촉진제 : 아세트산 약 PH4의 산으로서 감광유제의 정화와 현상제의 중화 작용

③ 정착율에 영향을 주는 요소

- 정착제가 감광유제 내로 확산하는 비율

- 할로겐화 입자의 용해도

- 감광유제로부터의 화합물 은이온의 확산율

※ 적절한 교반과 보충이 정착에 중요

(4) 수세

① 수세에 사용되는 물도 하나의 사진현상용 화학용액임

② 수세의 목적은 잔류정착액을 희석 또는 씻어 내는 것임

③ 이 단계에서는 나쁜 영향을 미치는 반응물을 제거하고 필름의 안정성에

해가되는 모든 용해성 화합물 제거

18. 수동현상의 실제

1. 현상처리

(1) 현상처리(탱크현상)

① 필름홀더부터 꺼낸 노출된 필름을 행거에 고정

② 필름을 탱크에 넣고 현상액이 충분히 필름에 와 닿도록 약 30초 동안 연속

약 30초 동안 상하운동 및 현상이 진행되는 동안 현상액 교반

③ 필름을 현상탱크에 넣은 직후 필름표면에 부착된 기포를 제거하기 위해

상단을 2-3회 두드려준다

(2) 현상온도와 시간

① 현상작용은 화학반응이기 때문에 반응온도와 시간에 따라 효과가 다름

일반적으로 20℃로 권고온도임. 15℃ 이하에서는 현상작용이 현저하게 떨어지고,

25℃ 이상일 경우 현상작용이 신속히 진행되고 Fogging의 원인이 됨

② 현상온도를 20℃를 유지하기 힘들 경우 18-22℃ 범위 내에서 처리시간을 조정

감도 및 콘트라스트는 현상시간이 길어질수록 증가하면 커지지만 어느 시간

이상에서는 포화되어 저하되는 경향이 있으므로 20℃에서 6-8분 정도가 적정

(3) 현상액의 피로와 보상

① 일정량의 현상액에서 처리매수가 증가하면 현상액은 화학적으로 점차 소모되며

또 공기와 대기산화에 의해 현상능력 감퇴하므로 보상이 필요함

② 일정감도유지 방법

- 매수가 증가함에 따라 현상시간을 증가시키는 방법으로 처리매수가

많은 경우 불합리함

- 처리매수에 따라 보충액을 정기적으로 보충하여 현상시간을 일정하게 함

③ 보충액은 한번에 10%를 넘지 않도록 하고, 보충액의 총량은 최초현상액의

2배 이하로 제한하고 그것을 넘으면 전체를 교체해야함

2. 정지처리

① 현상처리가 끝난 필름을 정지액에 넣어 현상작용을 정지하며, 동시에 현상액이

정착액으로 들어가는 것을 방지하는 것이 정지처리임

② 빙초산이 정지액에 약 3% 첨가되며, 18-22℃에서 20-30초 동안 넣고 교반

정지액은 현상액에 의해 중화되므로 수시 점검으로 교환

③ 정지액을 사용하지 않을 경우 정착액을 급격히 피로시키고 농도얼룩이나

유제막의 경화막이 불충분해지며, 정착얼룩을 만들기 쉬우므로 정지액 사용

3. 정착처리

① 현상된후 감광유제막 중에는 현상된 은입자와 안된 것이 혼합하여 존재함

현상안된 입자를 제거하고 현상된 흑화은만 남기는 것을 정착이라 함

② 정착액은 할로겐화은을 용해하고 또 감광유제에 대한 경막작용을 함.

정착온도는 18-24℃하고 잘 교반해야 하며, 정착시간은 필름을 정착액에 넣고

유제 중에 미감광부분이 완전히 투명하게 되는 시간의 2배(Cleaning Time)로 함

③ 정착시간은 필름의 종류, 정착액의 신선도, 온도 등에 따라 일정하지 않지만

극단적으로 장시간 정착액에 방치하는 것을 제외하고는 현상과 달리

오래 두어도 문제가 생기지 않음.

④ 현상이 불완전하면 농도얼룩, 변색 등이 발생하며, 정착 능력이 저하되면

시간으로 보상하지만 정착시간이 두배가 되면 신선한 용액으로 교체함

4. 수세처리

① 정착된 RT-Film은 아직 유체내의 젤라틴 층에 처리액과 용해된 할로겐은

입자가 존재하며, 이것을 완전히 제거하기 위해 수세가 필요함

② 수세가 불충분하면 후에 상이 변색되어 상질이나 보존성에 악영향을 끼침

③ 수세시간은 30-60분 정도로 하며, 정착후 유수에서 예비 수세시 아황산소다의

2% 용액에 2분 침적하면 수세시간을 1/3로 단축가능함

5. 건조처리

① 건조는 간단한 조작이지만 정확히 행하지 않으면 Warer Mark의 우려, 고온의

경우에는 젤라틴이 해를 입는다

② Water Mark는 필름면에 물방울이 묻는 상태로 급속히 건조되는 경우, 주위와의

건조속도 차에 의해 필름에 농도차를 만듬

③ 물마크를 방지하게 수세처리후 표면 계면활성제에 20-30초 동안 침지시켜

건조시키는 것이 좋으며, 건조기내 온도는 40℃ 정도가 좋다

19. 인공결함(Artifect)의 종류

1. 현상처리 전에 기인된 결함

(1) Film Scratch

① 감광유제는 매우 민감해서 쉽게 스크레치가 발생하며, 필름을 홀더에

넣거나 뺄 때 손톱에 의하거나 거친 취급에 의해 흠집 발생

② 필름상의 스크레치는 반사광에 비추어 식별 가능함

(2) 구겨짐표시(Crimp Mark)

① 구겨짐 표시는 필름을 홀더에 넣거나 뺄 때 필름이 구겨짐에 따라 발생

② 노출전 : 낮은 농도의 초생달 모양

노출후 : 짙은 농도

(3) 압흔(ressure Mark)

필름이 국부적으로 심하게 눌리어 발생하는 것으로 주위보다 농도가 낮음

(4) 정전기 표시(Static Mark)

① 필름을 거칠게 취급하거나, 필름홀더에 넣거나 뺄때 일어나는 정전기 방전에

의해 발생함

② 정전기 표시는 새발자국 모양의 검은선 모양이거나 검은반점 형태를 띔

(5) 스크린 표시(Screen Mark)

① 납스크린 상의 흠집은 방사선 강도를 강화하여 사진상에 뚜렷한 지시로

나타남 이런 경우는 납스크린을 시험체 형상에 맞게 구부렸을 경우 현저

② 형광스크린상의 먼지와 같은 오염은 빛이 필름을 투과하는 것을 방해해

필름에 저농도로 나타남

③ 스크린상의 의사 지시를 제거하기 위해서는 스크린을 청결하게 유지하는

것이 필수적임

(6) Fog

현상안된 필름이 저준위 방사선에 노출되거나 습도나 온도가 높거나 허용

한도 이상 안전등에 노출되었을 때 발생

(7) 광선노출(Light Exposure)

현상안된 필름이 빛에 노출되거나 필름홀더에 빛이 새는 경우 발생

2. 현상처리과정에 기인된 인공결함

(1) 용액에 의한 줄무늬(Chmical Streak)

① 수동현상처리 과정에서 앞서의 용액이 행거 등에 묻어 다음단계로 이동하면

필름이 줄무늬(Streak)를 나타냄

② 정착액으로 옮겨온 현상액이 줄무늬를 나타내기도 하며 줄무늬를 방지하기

위해 현상과정에서 행거를 충분히 세척해 주어야 함

(2) 반점(Spotting)

① 정착액이나 정지액이 현상처리전에 필름에 묻게 되면 흰반점이 발생함

② 현상액이나 물방울이 현상처리전에 필름에 묻게 되면 검은반점이 발생함

(3) Airbell

① 현상용액에 필름을 넣을때 필름표면에 붙어 있는 기포에 의해 필름상에

흰 반점이 발생

② 기포를 제거하기 위해 필름행거 상단부를 두드려 주거나 교반을 실시

(4) 오염물질

먼지와 같은 오염물질이 현상액, 정지액 및 정착액에 집적되면 필름에

지저분한 형상으로 나타남

(5) 주름(Frilling)

너무 온도가 높거나 오염된 정착액에 의해 기저부분으로부터 감광유제가

들뜨는 현상

(6) 망상형 주름(Reticulation)

현상처리 과정에서 온도가 급격히 변함에 따라 필름 표면이 주름이 가거나

그물 모양으로 되는 현상

3. 현상처리후 기인된 결함

① 스크레치 : 필름을 거칠게 취급시 발생

② 지문등 : 면이나 나이론 장갑을 끼고 필름 취급

20. 자동현상방법

1. 개요

① 구성요소 : 현상기, 특별히 조합된 현상액, 자동현상에 적합한 현상액

② 현상기의 주요 3부 : 필름주입구, 현상처리부, 필름건조부

③ 필수요건

- 자동현상에 맞는 현상용액 사용

- 현상기는 적절한 온도 유지

- 자동적으로 용액을 교반 및 보충

- 필름이 시스템에 적합해야 함

2. 자동현상기 시스템

(1) 구동시스템

① 필름을 현상액, 정착액, 수세용 탱크 및 건조부를 통해 이동하는 것으로

각각 단계별 정해진 시간을 유지하는 기능(약 15분 정도)

② 위 외에 아래의 기능

- 롤러가 필름표면의 용액을 제거하므로 다른 탱크에 오염 방지 및 수세효과 증대

- 롤러가 수세용 물을 제거하여 필름의 균일하고 빠른 건조

(2) Water Sys.

① 필름을 수세하고 용액의 온도를 안정화

② 더운물과 찬물을 섞어 적절한 온도가 되도록 하여 일정한 흐름이 되게함

(3) 순환시스템

① 정착액 현상액의 순환 시스템은 용액 및 보충액을 일정하게 혼합함

② 용액의 온도를 일정하게 유지 및 교반하고 용액이 필름에 접촉하게 함

(4) 보충시스템

① 수동현상에서 보다 중요한 요소로 용액을 적절히 보충해주지 않으면 필름이

롤러에 부착우려

② 필름의 종류 및 평균농도에 따라 용액보충

③ 보충비율을 정확하게 관리되어야 하며 주기적 점검 요망

④ 정착 및 현상액의 보충량의 부적절시 불량 필름이 됨

3. 자동현상의 특징

① 짧은 현상처리 시간(12-14분) : 수동 약 1시간

② 균질한 필름 상질

③ 탱크 및 별도의 건조설비가 필요 없으므로 현상실 크기를 줄일 수 있음

4. 자동현상화학

① 현상용액은 현상 및 정착 외에 감광유제의 부풀음, 미끄러짐, 연화, 끈끈해지는 것

등을 방지할 수 있어야 함

② 필름이 미끄러울 경우 : 운반시스템이 느려져 필름의 중첩 발생

③ 감광유제가 연하면 롤러에 의해 흠 발생

④ 끈적끈적하게 될 경우 롤러에 달라붙거나 롤러를 감싸게 됨

⑤ 사용용액을 가급적 필름의 물리적 성질을 좁은 한계 내로 조절

⑥ 현상액. 정착액에 경화제 사용 : 빠른 수세와 운반시스템의 원활한 작동

- 경화제를 포함한 현상액은 일정 작동온도에서 필름의 현상 속도가 빠름

- 경화제가 너무 많으면 너무 빨리 경화되어 현상제가 충분히 침투하지

못해 현상 미숙 발생

- 경화제가 너무 적으면 경화과정이 길어져 과현상 및 이동에 문제발생

⑦ 경화제는 투과사진의 수세, 건조  및 상질의 유지 등의 정착 과정의 효과

와 밀접한 관계가 특별한 정착액 적용

- 효과적인 필름이동을 위한 적정 경화도를 가질 것

- 정착액이 필름표면으로부터 쉽게 제거되어야 함

21. 두께차이가 심한 구조물의 RT시 농도차이를

줄이는 방법

1. 방사선 선원에 의한 방법

Co60이나 높은 전압을 이용한 고에너지 방사선을 이용하여 Contrast를 줄이고

Lalitude를 향상시킴으로 농도차를 줄임

2. Double or Multi-Film Technique

필름의 감광 특성(속도)이 다른 두개 또는 이상의 종류의 필름을 이용하여 두께별

관찰부위 구분함

3. Masking

방사선 흡수가 등가이거나 비슷한 재질을 이용하여 두께 차이에 해당하는 두께를

보상하는 방법

4. Filter 사용

방사구 앞에 적당한 두께의 흡수체를 설치함으로서 엑스선 선질을 경화 시켜 촬영

5.기하학적 불선명도

방사선 투과사진의 상의 흐릿한 반음영대(삼각형의 닮은 꼴 법칙 이용)

Ug : 기하학적 불선명도

Ug = [eqn: { F․t} over { D}]           F  : 촛점의 크기

t  : 시험체 필름간의 거리

D  : 선원 시험체간의 거리

F                     ※ - 선원의크기가 작고

선원   ━────┬─

│             - 선원 필름간 거리가 크고

│

│ D           - 시험체 필름간의 거리가 적을수록

│

│                Ug가 적어짐 → 상의 휨이 적음

시험체  ━━━━──┼──

│  t

─────────┴──

Ug

22. 시험부의 유효거리 측정

1. 제 1류에 의한 방법

투과사진의 식별선경, 사진의 농도범위, 계조계의 농도차를 만족하는 범위

2. 제 2류에 의한 방법 (KS D 0243)

투과사진의 식별선경, 사진의 농도범위, 계조계의 농도차를 만족하고 횡균열에

대한 조사각도 만족해야함

촬영방법	제 2류
내부선원촬영(분할촬영)	선원과 시험부 선원측 거리 L₁의 1/2 이하
내부필름촬영	관의 원주길이의 1/12 이하
이중벽평면촬영	관의 원주길이의 1/6 이하

※ 방사선 조사방향과 횡균열의 방향과 이루는 각도가 크게 될수록 횡균열의

검출이 힘이 드므로 유효길이 L₃의 양끝에 있어서 균열에 대한 각도 제한

보통급 15°, 특급 10°

(1) 내부선원 촬영방법

선원과 피검체간 거리와의 관계만 고려함

(2) 내부필름 촬영방법

① 유효길이를 2α로 가정

② 횡균열이 관중심으로부터 반경방향이라 할 때 유효범위 끝에 존재하는

균열에 대한 조사각을 ψ라 하면

α = 2(ψ-η)

α = (ψ-η)

③ ψ가 일정시 유효범위가 최대가 되는 것은 η가 0에 가까운 경우

즉 선원이 무한히 떨어진 경우 η ≒ 0 일때 αmax = η가 됨

④ 여기서 ψ = 15°(보통급) 2α = 30°이므로

1회 촬영 유효범위는 30°로  30°/360° = 1/12가됨

(2) 내부필름 촬영방법

① 유효길이를 2α로 가정

② 횡균열이 관중심으로 부터 반경방향이라 할 때 유효범위 끝에 존재하는

균열에 대한 조사각을 ψ라 하면

2α = 2(ψ-η)

α = (ψ-η)

③ ψ가 일정시 유효범위가 최대가 되는 것은 선원을 가능한 관벽에 밀착하며

2α가 최대가 됨 η ≒ 0 일때 αmax = η가 됨

④ 선원이 관벽에 밀착되고 관의 두께가 얕은 경우

즉 η → ηmax = ψ때 α도 최대가 됨

⑤  2αmax = 4ψ  보통급시 15°

2αmax = 4․15°= 60°

60/360 = 1/6

⑥ 전원주 촬영시 6매 이상 촬영 필요

⑦ 선원이 관으로 부터 멀리 떨어진 경우 α가 가장 적게되므로

2αmax = 30°이므로 30/360 = 1/12 이상 촬용할 필요없음

23. 원둘레 용접 RT 방법

1. 내부선원 촬영

① 전체둘레 동시촬영

- 계조계, 투과도계 4개

- 선원과 관의 중심간 거리는 안쪽반지름의 1/6 미만

② 분할촬영

- 선원과 시험부 선원쪽과의 거리 : L₂× m 이상

m = 2f/d - 1  f : 실효촛점치수

d : 살돋음 없는 경우의 투과도계의 선지름

2. 내부필름 촬영방법

① 선원을 관외부에 넣고 관의 내면에 필름을 부착하여 분할 촬영

② 선원과 시험부 선원쪽과의 거리 : L₂× m 이상

m = 2f/d - 1

3. 이중벽 1면 촬영

① 관내부에 선원 또는 필름을 놓고 촬영 불가시 적용

② 용접부를 포함하는 평면과 적당한 각도α를 갖고

방사선을 조사하여 관벽을 이중투과

③ 선원과 시험부 선원쪽과의 거리 : L₂× m 이상

m = 2f/d - 1 와 5중 큰 값 적용

④ 선원과 용접부를 포함한 평면간 거리 S는 L₁의 1/4이하

4. 이중벽 1면 촬영

① 관의 바깥지름이 적은 경우적용

② 필름 부착면과 맞은편 용접부 검사대상 (90°로 2회 촬영)

③ 선원과 시험부 선원쪽과의 거리 : L₂× m 이상

m = 2f/d - 1 와 5중 큰 값 적용

④ 선원과 용접부를 포함한 평면간 거리 S는 L₁의 1/4이하(계조계 관과 필름사이)

24. 투과도계

1. 정의

① RT시 필름의 타당성을 점검하는데 표준시험편을 사용하며 이것을 투과도계

(Penetrameter) 또는 IQI(Image Quality Indicator)라 함

② 투과도계는 촬영한 사진이 요구하는 기준 이상의 사진이 되었는지 또는 요구하는

사진의 품질을 만족유무를 판단하는 기준

2. ASTM형 투과도계

(1) 구성

① 고유번호(ID No.) : 투과도계의 두께(T) = ID No./1000 in

② 4T, T, 2T의 Hole : 단 고유번호가 10이하시(5, 7, 10)은 투과도계 두께에

관계없이 0.01, 0.02, 0.04 인치로 동일함

(2) 투과도계의 선정

① RT시 시험편 두께의 2%에 해당하는 치수를 갖는 두께의 투과도계의 선정

② 시험편 두께에 의한 계산치가 고유번호 중간 값일 때는 적은 번호 선정

③ 시험편과 투과도계의 재질은 동일해야 한다.

(3) 투과도계의 용도 : 필름의 영상수준 결정

① 투과도계의 사각의 외형윤곽은 필름의 명암도를 점검하는데 사용되며

드릴구멍의 윤곽선은 방사선 사진의 섬세도 점검

② 투과도계의 지시번호는 시험물의 두께 또는 투과도계의 두께를 나타내는

것으로 시험체의 두께에 따라 적당한 투과도계가 사용되었는지 판독

③ 상질표시는 2-2T로 앞의 번호 2는 시험부의 2%에 해당하는 투과도계의 두께를

나타내며 2T란 2T 홀이 식별이 가능해야 하는 것을 나타냄

(4) 투과도계의 위치

① 일반적으로 RT시 투과도계는 선원쪽의 시험면상에 위치(Film Side)

② 중요한 사항은 항상 시험할 부위의 두께와 동일한 두께에 놓아야 하는 것

③ 용접부는 보강으로 인해 모재보다 두께가 두꺼워서 용접부 위에 투과도계를

올려놓아야 하나 실용적이지 못하므로 얕은 철판(shim) 위에 투과도계를

놓으면 용접부의 두께와 투과도계의 두께가 같아짐

④ 심의 시험품의 재질과 같아야 함

⑤ 두께의 변화가 큰 경우에는 각 두께에 따라 투과도계를 놓아야 하며,

일반적으로 가장 두꺼운 곳과 가장 얕은 곳에 각각 놓는다

⑥ 접근이 힘들어 선원쪽에 투과도계를 놓기 힘들 때에는 필름쪽에 투과도계를

놓을 때가 있는데 이때는 감도가 필름쪽에 비해 훨씬 증가함

따라서 ASME sec. V에서는 선원측 필름측 감도를 분리규정하고 있다.

예) 0.25" 이하 :  선원측 ID No.10의 4T, 필름측 ID No. 7의 4T

⑦ 크기등으로 인해 투과도계를 놓기 힘들때에는 별도의 분리 블록을

이용하여 투과도계를 놓는 방법도 있다.

3. KS 투과도계

(1) 투과도계의 선정

① 투과도계는 시험부의 두께 범위에 따라 적당한 것을 사용

※ 규격에 투과도계 및 시험두께에 대한 규정이 있음

② 종류 : F02, 04, 08, 16, 32

1F, 2F, 3F, 4F

(2) 용도 : 필름에 대한 품질수준을 결정하기 위해 투과도계에 의한 식별도를

계산하여 필름의 만족도 판단

시험부에서 인식할수 있는 투과도계의 최소 선지름

투과도계 식별도 = ──────────────────────── × 100%

재료의 투과두께

※ 보통급 2.0% 이하 , 특급 : 100이하 1.5%이하,  100초과 1.3% 이하

(3) 투과도계의 위치

① 투과도계 2개를 선원측 면상의 용접부 위에 놓는다.

② 양쪽에 놓인 투과도계의 심선의 용접부와 직각을 이루며, 가는 쪽 심선이 바깥쪽

③ 시험부, 투과도계 및 필름은 가능한 선원의 중심과 수직으로 배치

④ 시험부의 두께의 변화가 클 때는 얕은 곳과 두꺼운 곳을 대표하는 2곳에 놓음

⑤ 투과도계의 위치는 원칙적으로 선원측에 위치시켜야 하며, 필름쪽에 위치

시킬 경우에는 그것을 명기해야 한다.

4. DIN형 투과도계

① DIN형 투과도계는 JIS형과 거의 비슷하며, 내부의 철 심선의 배열이 1-7,

6-12, 10-16의 형으로 분리되어 시험편 두께에 따라 선정하여 사용

② 투과도계 재질은 구리, Al, Fe 3종의 9개가 있음

5. Step-Wedge형 투과도계

① 두께가 점차 증가하는 형식의 스템으로 구성되어 있으며, 각 스텝에 드릴

구멍을 뚫어 Definition과 Contrast를 동시에 관찰

② 영국용접연구협회(BWRA) : 각 계단의 크기가 1/2"

- 정사각형으로 두께가 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 구멍직경 : 1/40"

- 0.04-0.08" 까지는 0.01" 증가하고 구멍의 직경이 1/20"

③ 프랑스해군(AFNOR) : 정삼각형이 일직선으로 배열된 것과 8각형으로 배열된

것이 있으며, 구멍의 두께가 투과도계 두께가 일치함

25. 자동방사선투과검사(Autoradiography)

1. 개요

① 시편을 필름과 밀착한 후 시편내의 RI물질로부터 방출되는 방사선에 의해

시험편의 상을 얻는 방법

② 일반적으로 RI를 포함하고 있는 생체조직이나 금속조직용 시편 같은 경우

적용하는 시험실적 검사방법

2. 공업용 RT에 적용분야 : 원자력 이용분야에 한정 적용

① 핵연료의 분포상태

② 조사연료봉내의 붕괴생성물의 농도측정

③ 피사체의 방사능 수준의 평가

④ RI물질의 코팅두께 및 균질성 평가

⑤ RI물질의 시험편내의 위치 측정

3. 검사방법

(1) 핵연료가 밀봉되지 않은 상태

① 조사되는 대부분의 방사선이 베타선이므로 전자방사선투과검사와 같은

방법 채용

② 시편과 필름 사이는 가능한 얇은 재질이어야 하며, 균질해야 함

③ 두께가 일정하지 않으면 RI물질의 농도 기록이 아닌 방호재의 전자 RT가 됨

(2) 핵연료가 밀봉된 상태

① 필름에 조사되는 것이 대부분 감마선임

② 필름홀더나 카세트를 사용하며, 노출을 줄이기 위해 연막스크린을 사용

(3) 핵분열 생성물의 농도 측정

① 아주 강한 방사선에 영향을 받음

② 보다 느린 필름 사용이 유리

(4) 주의사항

① 노출준비시 빠르게 시편과 필름을 준비하고 노출이 끝나면 바로 분리

② 다른 RT와 마찬가지로 노출 및 현상인자에 대한 교정노출 관리요

③ 노출시간은 시험체로부터 방출되는 방사선 강도의 역함수며 실험적으로

결정(보통 장시간)

26. Fluorscophy(Real Time Radiography)

1. 원리

① 구성 : 엑스선 발생장치 + 형광스크린

② 형광스크린에 육안으로 관찰할 수 있는 상(Real Time Image)을 엑스선에 의해

만들어 내는 방법

③ 형광스크린 : Phosphor(형광물질) 입자를 Binder에 분산시켜 도금한 것

2. 적용범위

① 경금속주물의 내부 결함 및 균질성의 On-Line 검사

② 전자산업, 식품산업, 탄약공업, 우편물 분류 및 화물검색

3. 장단점

(1) 장점 :  검사속도가 빠르고  비용이 저렴

(2) 단점

① 두껍고 고밀도 제품에서는 적용하기 힘듬

② 감도 및 명암도가 낮고, 조대한 입상성

③ 높은 스크린 밝기를 위해 SFD를 줄여야 하므로 상의 왜곡 발생

④ 영구 시험기록을 얻기 힘듬

⑤ 작업자의 방사선 피폭이 많다

4. 상증강법

① 형광투시법의 단점을 보완하고 작업자의보호를 위해 상증강장치와 광학시스템으로

구성하여 상을 확대관찰

② 원리 : 상증강장치가 형광스크린 상에서 X선 상을 전자로 변환시켜 전자가

소형스크린 위에 상을 만들어 내면 광학시스템을 이용하여 스크린 관찰

③ 카메라나 텔레비젼 시스템을 이용하여 모니터 스크린을 볼 수 있고 영구기록으로

남길 수 있다.

27. Xeroradiography(건조방사선 시험)

1. 특성

① 정전기적 원리를 이용하여 상을 형성하는 방법

② 습식 화학적 현상법이 아닌 건식 물리적 현상법을 이용한 것으로

③ 건식성, 신속성, 조작의 간편성 및 암실작업의 불필요

④ 상질, 감도 기록성은 필름 RT에 비해 열등함

2. 상형성 원리

① Film RT는 감광유제 층에 잠상이 형성되나 XRT는 세레늄이 코팅된 판에 잠상형성

② 엑스선이 조사되면 전도체가 되는 세레니움의 특성을 이용한 것으로

③ 감광판은 알루미늄 판에 세레늄의 박막을 입힌 것으로 암실에서 고전위

하전봉을 이동시켜 세레늄을 대전

④ Charging된 판은 엑스선 뿐 만아니라 빛에도 민감하므로 필름의 카세트나

비슷한 홀더를 이용해 보호해야 한다.

④ 대전된 감광판에 엑스선을 조사시키면 엑스선 강도에 따라 충전전하가

방전하여 정전기적 잠상 형성

⑤ 이정전상에 반대의 전하를 갖는 분말을 뿌리면 정전상의 표면 전계에 따라

정전인력을 받아 부착하여 가시상이 형성됨

⑥ 이 상태는 단지 정전기에 의해 붙어 있는 상태로 특수처리된 종이를 판재 위에

놓고 열을 가해 분말이 고정되도록 함

⑦ 세레늄이 코팅된 판은 지문이나 먼지 및 마모에 약하므로 Charging, 현상 및

전사가 자동화 장비에 의해 이루어짐

⑧ XRT의 상은 플라스틱 분말의 색깔과 전사용지의 색깔에 따라 음각일수도 있고

양각일수도 있다

- 만약 음각의 상이 요구될 때는 검은색 전사용지와 밝은색 분말 사용

- 만약 양각의 상이 요구될 때는 밝은색 전사용지와 짙은색 분말 사용

⑨ 정전기 가장자리 효과에 의해 상의 가장자리 증감을 얻을 수 있음

⑩ 두께에 대한 콘트라스트는 낮은데 결함 및 두께가 다른 부분이 강조됨

28. 입체방사선 투과검사(Steroradiography)

① 하나의 방사선투과사진은 원근투시가 불가능하기 때문에 깊이를 나타낼 수

없으며, 물체에 대한 상대적 위치를 분명하게 나타낼 수 없음

② 하나의 방사선투과사진이 갖는 결점을 극복하기 위해 고안된 것 입체방사선

투과검사로

③ 사람의 두눈만큼 떨어진 두위치의 엑스선 촛점에 의해 얻어진 두개의 필름을

이용한 것임

④ 두 투과사진을 입체경 또는 프리즘을 통해 각각 눈이 한쪽의 투과사진만 볼

수 있도록 한 입체경(Stereoscope)을 통해 보게됨

⑤ 두눈의 경우 보통의 경우와 마찬가지로 두상을 착각하여 실제의 원근과 공간

관계로 인식함

⑥ 오른쪽으로 이동된 X선 촛점에 의한 사진은 오른 눈, 왼쪽으로 이동된 사진은

왼눈으로 관찰함

⑦ 실제로 필름에 비추어지는 조건은 조사될 때의 조건과 동일해야함

즉 두눈은 X선 촛점을 대신해야 하며, 프리즘이나 거울에 비쳐진 필름은

노출시의 필름의 위치와 동일해야 함

⑧ 이렇게 되면 두눈은 X선 촛점이 실체시험체를 보았던 것과 같은 X선 영상을 봄

⑨ 이방법은 단조로운 판재보다는 뚜렷한 윤곽을 갖는 구조의 시험체에 정확히

관찰되며, 판재의 경우 전면 또는 후면에 식별가능한 표시를 하기도 함

29. 방사성물질의 RT

1. 개요

① RI물질의 RT의 경우 필름에 상을 형성시키고자 하는 방사선 뿐 만 아니라

시험체 자체에서 방출되는 방사선의 영향으로 양상이 복잡함

② 시편으로부터 방출되는 방사선은 전부분에 걸쳐 일정하므로, 산란방사선과

같은 영향을 끼치며, 최상의 필름은 전체방사선에 대한 Fogging비율을 가능

하면 작게 함으로서 얻을 수 있음

③ 보통 고려대상이 되는 되는 것은 γ선이며 α,β선은 시편과 필름에 존재하는

물질에 쉽게 흡수됨

④ RI RT시 Fogging 방사선의 영향을 줄인다는 개념보다는 전체방사선에서 차지하는

비율을 줄인다는 개념에서 이용됨

2. 검사속도

시험체로부터 방사선의 영향을 최소화하는 방법은 짧은 시간에 검사를 하는 것으로

필름부착시간, 분리시간을 단시간내에 실시

3. 필터링(Filtering)

① 시편으로부터 방출되는 감마선은 선원으로부터 방사선보다 장파장인

경우가 많으므로 시편과 필름사이에 금속필터를 이용 시편으로 방사선을

상당양 감소시킬 수 있음

② 통상 납이 사용되며, 점방스크린 보다 두꺼워야 하며, 필터에 대한 특정

기준은 없으며, 시험을 통해 결정해야 함

③ 시편에서 방출되는 방사선이 선원 것과 유사할 경우 상질저하 초래

4. 방사선의 강도

① 시편으로부터 방출되는 방사선의 영향을 줄이는 방법은 선원의 강도를

증가시킴으로서 감소시킬 수 있으며, 노출시간도 줄일 수 있음

② X선의 경우 전압을 올려 투과사진의 상질을 높일 수 있으나 피사체 콘트라스트가

감소함으로 나쁜 영향을 미칠 수 있으므로 주의

③ 감마선이 사용되는 경우 선원의 강도가 높고 비방사능이 커야함

④ 다른 조건이 허용하는 한 필름과 선원간의 거리는 최대한 짧아야함

5. 시편-필름간의 거리

① 일반적인 RT시 상을 확대하고자 할 때 시편 필름간의 거리를 증대시킴

② RI RT시는 시험체로부터 방사선의 영향을 줄이기 위해 시편-필름간의 적정

거리를 유지함

6. 필름의 종류

가능한 느린 필름을 사용하여 시편 방사선으로부터 사진작용 최소화

7. 슬리트(Slit) 노출

방사선의 시험편의 전 부위에 노출되는 대신 시편과 필름사이에 납 슬리트를

위치시켜 조사시 슬리트와 엑스선관을 시편의 길이 방향으로 이동시켜 촬영

① 장점 : 시험체의 방사선 효과를 줄여 상질향상

② 단점 : 납차폐가 필요하므로 장비가 무거워지며, 노출시간이 길어짐

8. 중성자 투과 검사 : 가장 효과적인 검사방법

30. 중성자투과검사(Neutron Radiography)

1. 중성자의 흡수특성

① 엑스선이나 감마선은 원자번호가 증가하면 흡수력이 증가하나 중성자의

경우에는 비슷한 원자번호를 갖는 원소도 다른 흡수차를 나타냄

② 어떤 경우에는 낮은 원자번호 원소가 높은 원자번호 원소보다 열중성자를

많이 감소시킴

③ 수소는 납보다 훨씬 우수한 중성자 차폐체가 되며, 납저수탑 내의 물의

높이를 NRT로 측정가능

2. NRT의 적용방법

① 비하전입자인 중성자는 물질과 아주 미미한 상호작용을 하므로 감광유제를

거의 감광시키지 못하므로,

② 중성자에 의해 상을 형성하려면 그들 에너지를 사진작용이 가능한 형태로

전이시키는 방법이 필요함

③ 적용방법으로는 변환자(Converter Foil)를 사용한 직접 노출법과 전사법이 있음

④ 직접노출법(Direct Exposure Method)

- 중성자물질에 의해 방사성물질로 변하는 물질사이에 필름을 놓은 상태로 조사함.

필름은 변환자에 의해 방출되는 방사선에 의해 감광됨

- 변환자 : Gd, Rh, In, Cd

- 전후방스크린 : Gd 0.00025in(전), Gd 0.002in(후)

Rh 0.010in(전), Gd 0.002in(후)

⑤ 전사법(Transfer Method)

- 시험편을 투과한 중성자가 단지 변환자만 조사하여 RI로 변화시킴

- 조사가 끝난 변환자를 필름과 밀착시킴으로 변환자로부터 방사선의 강도에

따라 필름에 상을 만듬

- 변환자 : Au, In, Dy

- Dy 스크린은 속도가 빠르며, Au 스크린은 상질이 가장 좋음

- 필름과 변환자는 변환자의 RI물질의 반감기의 3-4배 밀착시키는 것이 좋음

3. 필름

변환자로부터 감마나 베타선이 방출되기 때문에 보통 공업용 필름 적용하며,

속도는 중간정도가 적정함

4. 발생기

① 원자로(Nuclear Reactor)

- 가장 많이 쓰이며, 노출시간을 짧게 하기 위해서 중성자가 충분한 강도를

가져야 한다.

- 특별한 장치가 없는 한 직경이 수 인치 이하로 제한 받게 되므로 시편이

큰 경우 나누어 검사

- 가장 많이 쓰이며, 투자비가 많이 드나 고정사용하고 유지비가 적음

② Electronic Source나 Isotropic Source등이 있으나 중성자의 강도가 낮고

유효선원의 크기가 큰 단점이 있다.

6. 적용

보통 RT로 불가능한 고원자번호의 두꺼운 물체 및 전사법의 경우 핵연료봉 같은

RI물질 적용

7. 일반 RT와 특성 비교

① 일반 RT

- 엑스선 감마선은 필름을 작접 감광

- 원자번호가 높을수록 감쇠 증가

- 고원자번호 피검체 검출 불가

- 철, 알루미늄, 구리 등의 주조나 용접 등의 공업용 검사 및 의료용 검사 등에 적용

② NRT

- N → 변환자 RI화 → 필름감광

- 감쇠특성이 특정원자와 관계됨. 저원자번호 : 수소, 리듐, 보론

- 철, 납, 우랴늄 등의 고원자조립체에서 저원자성분 형상화 가능함

- Matal Jacket 폭발물

- 고무 O-ring 결합체

- 터빈브레드의 잔류세라믹 Core검사

- RI 검사

31. Micro-radiography(미시방사선투과 검사)

1. 원리

① 엑스선 흡수도가 낮은 박판의 시편을 미립자 감광재료를 사용하여 촬영하여

② 얻은 투과 사진을 저배율 현미경으로 관찰하거나 확대사진을 만들어 관찰

2. 적용대상

① 합금의 미세구조나 편석 등의 검출

② 골판지 접착부나 자연산 진주와 인공산 진구의 구분

③ 무기질 입모양 형성체의 분포확인

3. 사용방사선

① 연속 엑스선 : 알루미늄 및 구리합금의 시험 또는 납 함유 황동에서의 납의

분포를 측정하는 경우 등의 구성원소의 원자번호의 차이가 큰 합금에서의 미소

결함의 검출 및 편석의 검출에 적용

② 백색 엑스선 : 보통의 방사선투과검사용 엑스선관을 저전압으로 작동하여

백색엑스선 사용하나 저전압으로부터 얻은 엑스선이 튜브창에 의해 상당히 감소

③ 특성 엑스선 : 원자번호가 크지 않은 원소의 편석 검출에 K특성 엑스선을

적용하면 좋은 결과를 얻을 수 있다

- X선관에 사용되는 표적을 적절히 선택 : 높은 강도의 특성x선을 얻을 수

있으나 모든X선에 표적을 만들기 힘든 단점이 있음

- 텅스텐 표적으로부터 적절한 재질의 2차 표적으로 터 K특성 X선을

얻을 수 있으며 이것은 순수한 스펙트럼이라는 장점 및 강도가 낮아 노출이

길다는 단점도 있음

4. 촬영의 배치

① 시험편과 필름을 잘 밀착시키기 위해 진공홀더 사용

② 시험편 위에 X선 투과판을 설치 : 얇고 원자번호가 낮은 것을 사용하고 Cl

함유체는 연한 엑스선을 흡수하기 때문에 사용 지양

③ 촛점과 필름거리는 약 3-12"

32. 전자방사선 투과검사(Electro Radiography)

1. 투과법(Transmission Method)

① X선이 조사된 연막스크린에서 방출된 전자가 낮은 원자번호의 박편 시험편 통과

② 전자들의 차등 흡수에 의해 필름에 시편구조 나타남

③ 검사대상은 얇고 흡수도가 낮은 재질로 종이, 나뭇잎, 직물 및 고무판이나

프라스틱 등에 적용함

④ X선은 전압 150-250Kv에서 발생하고 수 mm의 구리로 필터링 함. 연막스크린은

에너지가 증가할수록 전자방출이 증가하므로 경한 X선이 요구됨

⑤ 직접 X선은 단지 균일한 전체노출에 영향을 주며, 최대의 전자를 방출함으로써

직접 X선이 차지하는 비율을 감소시켜 직접x선에 대한 영향을 감소시키는 것이

바람직함

⑥ 필름은 속도가 느린 필름을 사용하며

⑦ 연마스크린으로부터 방출되는 전자는 확산되고, 전자가 시편을 따라 진행

하므로 더욱 확산되므로 필름에 잘 밀착해야 한다.

2. 전자방출법(Electron Emission Method)

① X선으로부터 조사된 시험체로부터 방출된 전자가 재질의 원자번호의

영향을 받는 것을 이용한 방법

② 시험편 위에 필름을 놓고 방사선을 조사시 원자번호 조성 밀도차이에 의해

방출전자의 차이가 필름에 기록됨

③ 경한 엑스선으로 방출전자의 극대화 및 방출표면이 편평해야 함

④ 투과법 : 재료 전 두께에 대한 구성성분 분포확인

반사법 : 현미경사진과 같이 표면의 윤곽만 나타냄

33. 방사선을 이용한 두께 측정

1. 개요

시험체의 형상으로 인해 게이지나 캘퍼리스에 의해 두께의 측정이 곤란한 경우

사용되며, 중공의 항공기 프로펠러의 날개의 두께 측 정등에 적용됨

2. 원리

① 측정하고자 하는 부분과 동일재질의 Step wedge를 놓고 동시에 동일 조건 RT

② Step wedge는 폭이 넓은 것을 사용해야 하며, 폭이 좁을 경우 납으로

주위를 차폐하여 산란선이 모서리에 Undercut을 방지해야 한다.

③ Step wedge와 동일한 재질을 사용해야 하며, 가능한 동일한 조건에서 RT를

실시해야 하며, 스텝웨지를 측정하고자하는 곳에 밀착시켜 방사선 강도에

의한 오차를 최소화

④ 스크린도 동일한 것을 사용해야 하며, 현상도 같은 조건실시 현상오차 감소

⑤ 사용전압은 가급적 낮게 하여 피사체 콘트라스트를 증가시켜 정밀도 증진

※ 농도가 증가하면 콘트라스트가 증가하여 정밀도가 증가하므로 가급적

필름농도를 높게함

3. 응용 : 시편의 조성검토

① 외양이 비슷한 경우에도 다른 종류의 합금인 경우가 있음

② 일반적으로 금이 달라지면 방사선에 의한 흡수도도 달라지므로, 이미 알고

조성의 시험체와 조성을 알고자 하는 시험체를 동시에 RT함으로 확인 가능

③ 대부분 농도가 같으면 조성이 같을 확률이 많음

④ 이런 시험을 통해 열처리 특성 및 결정의 크기에 관한 정보를 얻을 수 있다.

4. 적용방법

① Step wedge로부터 농도를 측정하여 두께에 대한 교정곡선을 작성한다

② 같은 조건에서 촬영한 시편의 농도를 측정하여 교정곡선에서 농도에 해당하는

두께를 결정함

24. X선에 의한 잔류응력 측정

1. 잔류응력의 발생원인

① 용접부의 국부가열로 용접부의 불균일한 온도분포에 의한 응력

② 용탕의 응고. 수축에 의한 수축응력

③ 상변태 및 전위에 의한 응력장

④ 강의 석출경화

2. 측정원리

① 모든 금속재료는 모두결정으로 되어 있어, 이 결정체로 되어 있는 재료에

응력이 가해질 경우 재료는 힘 방향으로 신장하고 직각으로는 축소함

② 따라 원자가 배열해 있는 거리도 힘의 방향으로 신장, 직각으로 축소함

③ 엑스선에 의한 측정원리는 이 격자 면간 거리의 방향에 의한 신축치를 측정

함으로 구할 수 있다.

④ 즉 파장λ의 X선에 대해 Bragg의 회절조건 2d․sinθ = nλ가 성립시 강하게

회절이 발생 (θ: 격자면과 X선과의 각도)

⑤ X선 입사각도 바꾸어 대응하는 방향에서 회절이 발생하며, 재료에 응력이

없으면 같은 거리의 격자 면간거리가 나타나며, 응력이 존재 시 기존 θ값에

서 벗어난 ㅿθ값이 나오며 이 값을 이용하여 ㅿd 값을 구한다.

잔류응력 = ㅿd/d E

⑥ 즉 재료의 결정이 응력에 의해 Strain을 받을 경우 X선 회절위치가 이동하게

되므로 이를 측정하여 결정의 Strain으로부터 결정에 잔류하는 응력 측정

3. 장점

① 비파괴적 검사방법

② 국부적 응력 측정

③ 계측이 간단하고 정량적 측정

④ 사용상태에서 검사가능

4. 단점

① 표면층 응력만 측정이 가능함

② 조사면에 녹이끼어 있을 경우 회절불가

③ 표면가공시 가공에 의한 잔류응력이 측정되므로 전해연마요

25. X 선 분광분석법

① 전자 또는 엑스선이 부딪쳤을 때 그물질이 전자 및 엑스선이 가진 에너지를

흡수하여 그 원소 특유의 특성엑스선을 방출함 : 화합물도 관계없음

② 이런 특성 엑스선의 파장 원소의 종류 및 강도에서 성분비를 측정하는 것을

엑스선 분광분석법이라 함

③ 엑스선으로 여기 할 경우 매우 작은 범위에 엑스선을 노출하여 분석할 수

있으며, 미소부분을 분석할 수 있음

④ 입사 엑스선은 방출하는 엑스선보다 파장이 짧아야 하고 발생한 엑스선이

또다른 원소에 흡수되는 복잡한 현상이 발생하므로 여러 가지 보정요망

⑤ 1% 정도의 측정이 가능하며, 화학분석보다 단시간이고 정밀도가 좋음

26. 계수관에 의한 결함의 검출

① 재료의 이방성에 의해 방사선 흡수차이가 생기는 것을 필름에 의해 검출하는

대신 계수관에 의해서 검출하는 방법

② 이방법은 소모품의 비용이 소용되지 않으며, 결함의 해상력이 계수관의

입사창에 의해 결정됨

③ 균열 등에 의한 국부적인 강도의 변화는 평균화되기 때문에 검출되지 않을 수

있으며, 방사선의 휘청거림으로 인한 오차 발생우려도 있으나

④ 큰 결함 및 부식에 의한 판두께 변화 등은 쉽게 검출되므로 경우에 따라 유용

27. Track Etching Radiography

① 절연체는 방사선의 충격에 의한 Track은 화학적 선택부식이 가능함

② 많은 트랙의 집합은 신문에서의 사진제작에 사용되는 방법과 유사함

③ 중성자 작업시 대부분의 트랙 에칭은 플라스틱이나 중성자 변환자에 적용

④ 트랙에칭의 장점은 빛에 의한 감광문제가 없고 응답 직선성, X선에 불감

및 상축적 시간의 여유 등이 있음

⑤ 활성화된 원자로 연료에 적용

- 셀루로이스 Nitrate 및 Polycarbonite Plastic등을 연구 결과 25um의

공간분해능을 보임

28. Exo-Electron Emission 적용

1. 정의

재료에 자계를 걸거나 가열 또는 방사선에 노출시 표면에서 전자가 발생하며,

그 밖의 원인에 의해 전자가 발생하는 것을 EEE라함

2. EEE의 발생

① 소성변형, 연마, 담금질, 상전위, 흡착, 산화, 부식, 피로균열 발생 등의

여러 원인에 의해 발생하며

② 이것은 표면산화 등에 의한 포텐셜장벽이 변화하고 일함수 수가 감소함으로서 발생

③ EEE의 응용은 피로과정에서 EEE가 변화하므로 그 모양을 관찰하여 NDT 응용

3. 적용의 예 : 피로시험

① EEE의 시험은 공기중에서 실시함

② 시험장비의 구성 : 인더션코일, 전자집속자, 기록자

③ EEE에 전자가 많이 흐르게 하기 위해서 자외선등 또는 유도가열에 의해

국부를 1-2분간 100℃이하로 가열함

④ EEE 전류는 10E-9 ~ 10E-10 Amp.정도이고 잡음은 10E-14 Amp. 정도임

⑤ 전자 집속자에 수십V의 전압을 건다 또는 방전한 전자를 필름상에 대서 흑화시켜

측정가능함

⑥ EEE는 피로가 진행함에 따라 급격히 증가하고 균열이 발생하면 급격히 증가함

⑦ EEE는 0.1mm정도의 균열도 검출이 가능하나, 표면의 상황에 따라 좌우되므로

표면을 평활하게 해야 한다.

29. 고속도방사선투과검사(Flash Radiography)

1. 개요

① 특별히 고안된 고전압발생장치 및 엑스선관을 사용함으로써 백만분의 일 정도로

조사시간을 단축하는 것이 가능함.

② 이와 같이 짧은 노출시간을 이용해 로켓트 추진체 및 고속도 운동체의 단일

정지영상(Single Stop Motion Image)을 보는 것이 가능함

2. X선 발생방법

① 일반 공업용  X선 발생장치와는 고전압발생기 및 X선관이 다름

② 발생기는 큰 고전압 콘텐서를 포함하고 있어, X선관을 통해 급히 방전

함으로써 짧은 시간동안 지속하는 고전압 펄스를 만든다.

③ X선관은 보통가열 필라멘트가 아닌 냉음극(Cold Cathod)의 형태

④ 냉음극으로부터 전자의 방출은 주위에 위치한 3극에 의해 개시됨

⑤ 전자의 방출이 시작될 때 즉각적인 방전이 일어나 통상 X선 장치와 같이 표적이동

⑥ 관전류는 2000A 정도지만 노출이 짧기 극히 때문에 초점에 과부하가 걸리지않음

3. 제한조건

① 노출시간과 방사선의 강도는 미리 설정된다

② 비교적 고전압을 사용하기 때문에 상의 콘트라스트가 떨어짐

③ 고전압을 사용하지만 펄스당 총방사선 강도가 낮으므로, 매우 빠른 필름을

사용하므로 기하학적 선명도가 낮아지고 Quantum Noise가 증가함

④ 짧은 시간동안 효과적인 타겟의 냉각이 어려우므로 전자빔에너지를 흡수할 수

있도록 타겟의 크기를 크게 한다.

⑤ 폭발이나 충격 같은 격렬한 현상관찰시 필름손상을 방지하기 위해 Event로부터

보호와 거리유지가 필요함

4. 고속 RT의 적용기술

① Film 기록 : 필름농도를 노출량 0.5-10uGy에서 얻어야 하므로 매우 빠른 필름

② Electro-optical system : 형광스크린, 거울, 렌즈, 전자기 샷터, Light Image

Intensifier, 표준카메라 등으로 구성됨

5. 적용 : 탄도학, 폭발학, 진동학, 기계 및 원력공학

30. CT(Computered Tomography)

1. 개요

① CT는 피검체의 얕은 단면을 영상화하는 방법

② CT 영상기술은 에너지빔과 CT 시스템의 검출기 배열면과 검사면이 같은 면에

있고 CT 화상면이 에너지빔과 검출기의 스캔닝면이 같은 면에 있음

③ CT에서는 얕은 피검체 단면을 통과한 각점의 상대감쇠를 컴퓨터를 이용하여

계산하고, 위치시키고 표시한다.

④ X-ray CT는 피검체의 단면을 투과한 x-ray의 단면영상을 만드는 것

⑤ CT상은 각점의 선감쇠계수를 나타내며, 선감쇠계수는 재료의 밀도, 원자번호 및

엑스선의 에너지에 따라 달라짐

⑥ CT상은 피검체의 다른 부위에 의해 흩트려지지 않고 작은 밀도(1%) 차이에도 민감

2. 기본원리

① 피검체의 얕은 단면을 통과하면서 감쇠하는 얕은 방사선빔을 주사함

② 감쇠된 X-ray 빔의 비율은 피검체의 밀도, 두께와 재료의 성분, 방사선의

에너지와 관련됨

③ 컴퓨터로 상을 재구상하기 위해서 여러 각도에서 주사함

④ CT는 각 방향으로부터 촬영상에 필터처리를 하여, 특히 역투상이라고 하는

좌표변환을 수반하는 2차원 Mapping에 의해 흐트러지지 않은 단층상을 얻음

⑤ 이것을 실용화 할 수 있는 요인은 디지탈 화상처리가 폭넓게 실용화되었기

때문이며 디지탈방식에서는 화상을 다수의 화소로 나누어 축적

3. CT의 Scanning sys.

① 방사선원과 방사선 검출기로 구성되어 있으며, 정밀한 Multipulator가 있어

다른 각도로 여러 방향 주사

② 방사선원은 Collimated되어 얕은 빔을 형성하고 모든 검출기에 노출될 수 있는

얕은 빔을 형성하고 모든 검출기 센서에 노출될 수 있는 빔의 크기를 가져야 함

③ 검출기는 여러 개의 동일한 센서가 선현으로 배치되어 투과한 방사선 검출

④ 데이타 접수 시스템에서 각 센서에서 검출된 신호를 읽어 이 측정치를

Numeric Value로 변환

⑤ CT 영상을 형성하는데 필요한 완전한 세트의 투과 데이타를 얻으려면

피검체, 선원 또는 검출기가 측정 중에 움직여야 한다.

4. 상의 재구성 기술

① Direct Fourier 재구성 기술

② Filter Back Projection Tech. : 가장 많이 쓰임

③ Iterative 재구성 기술

5. 장비의 구성

① 선  원 : X-ray, r-ray 및 고전압 X-ray

② 검출기 : Gas ionization Detector, Sintillation Detector

6. 영상의 품질

① Spatial Resolution : 화상장치가 적은 부위를 인식하고 구분할 수 있는 능력

② Image Contrast : Object Contrast와 검출시스템의 분해능과 결함크기와 관련

③ Image Artifact : 물리적 구조에 기인하지 않은 상으로, CT는 작은 물체에 많은

영향을 받으므로 민감함

7. 적용범위

① 석유화학공장 : 동적 유체의 연구

② 복합재료의 평가

③ 로켓트 모터 : 모터 결함체의 평가나 Casing이나 Liner의 적정성 평가

④ 정밀주조나 단조 : 결함검출 및 치수 측정

⑤ 세라믹이나 P/M : CT의 밀도 민감도를 이용한 공정관리

31. Paper Radiography

1. Paper Film의 구성

① Radio. Paper는 Paper-Base Film이나 Opaque-Base Film이라고도 함

② 감광유제는 은염과 젤라틴으로 구성되어 일반 필름과 비슷하며 다른 점은

현상화합물이 함유되어 있다는 것이다.

③ 감광층이 한쪽에만 도포됨

2. 감광특성

① 노출 직후 활성자(Activator)라고 불리는 알칼리 용액에 의해 현상작용 시작

② 현상 후 정착대신에 작은 자동 프로세서를 이용하여 신속하게 안정화 공정을

진행시켜 감광유제에 남아 있는 현상화합물을 활성이 없게 만들어 정착

③ 현상된 P. R는 2-3년 동안 손상되지 않으며, 장기간 저장이 필요한 경우에는

일반 필름 정착용액을 거쳐 수세와 건조 실시

3. 적용방법

① PR는 직접 X선을 노출할 수 있으나 주로 형광스크린과 같이 사용함

② 형광 스크린과 같이 사용되는 이유는 노출시간이 감소하고 콘트라스트 증가

③ 직접 노출시 콘트라스트가 떨어지고 노출시간 증가

④ 상의 관찰은 사진관찰과 같이 반사광을 이용함

⑤ Mirror Like Reflector를 이용하면 훨씬 자세히 관찰할 수 있다

⑥ PR의 농도는 반사농도로 불려지며, 필름의 투과농도와 많이 다르나 해석의

문제는 없음

4. PR의 특성

① 속도가 늦고 상의 콘트라스트가 낮음

② 일반 X-film보다 감도는 떨어지나 신속성, 간편성, 저비용으로 인해

Critical한 시험이 필요하지 않은 재료나 공정관리에 적용함