A Study on Quantitative Thickness Evaluation Using Film Density Variation in Film Radiography

Film Radiography에서 농도차를 이용한 정량적 두께 평가에 관한 연구

Based on the assumption that film density increases exponentially with exposure in the industrial radiographic film. an equation representing the characteristic curves of industrial radiographic films and a new density-thickness relation are suggested. The accuracy and reliability of the suggested relation has been tested using radiographs of a carbon steel step wedge with known thickness variation by polychromatic X-ray and ${\gamma}$-ray ($Ir^{192}$). The experimental results were well agreed to the proposed relation in the range of film densities from 1.0 to 3.5 and it was more accurate than the conventional relation. It is also found that ${\gamma}$-ray is more effective in this purpose than polychromatic X-ray, which results in variation of effective linear absorption coefficient due to beam hardening effect as thickness increases. Therefore using the equation and experimentally determined parameters the quantitative evaluation of thickness variation is possible and it can be used to evaluate the depth of local corrosion of pressure vessels in plants.

공업용 방사선 필름의 필름 농도가 대략 3.5 이하의 농도 구간에서 상대 노출에 대해 지수 함수적으로 증가한다고 가정하여, 필름특성곡선에 관한 일반식과 두께 변화에 대한 농도 변화 관계식을 새로이 제안하였다. 연속 X-선과 $Ir^{192}$에 의한 ${\gamma}$-선으로 탄소강의 계단시편에 대해 시험한 결과, 대략 $1.0{\sim}3.5$의 농도 범위에서 두께 변화에 대한 농도의 상용 대수변화가 기존의 관계식에 비해 보다 선형적인 경향을 나타내었으며 실제 계단 시편의 치수와 제안한 관계식에 의한 평가를 비교한 결과 본 연구에서 제안한 농도-두께 관계식에 의한 결과가 기존의 관계식에 의한 결과보다 정확하였다. 그리고 시험체의 두께가 증가함에 따라 beam hardening effect에 의해 유효선흡수계수가 달라지는 연속 X-선에 비해 상대적으로 에너지 스펙트럼이 단순한 ${\gamma}$-선이 두께 평가를 위한 더 적합한 방사선원임을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 관계식은 국부적인 부식 손상의 깊이와 분포도를 평가할 수 있으므로 압력 용기 등의 산업 설비의 건전성 평가에 활용할 수 있다.