ISO 12721:2000

Non-destructive testing — Thermal neutron radiographic testing — Determination of beam L/D ratio

This International Standard defines an empirical technique for the measurement of the effective collimation ratio and effective L/D of thermal neutron radiography beams for values between 20 and 1 000. The technique is based upon analysis of a neutron radiographic image and is independent of measurements and calculations based on physical dimensions of the collimator system. The device described in this International Standard has been developed and tested using Gd foil converters with a single emulsion, high resolution film in vacuum cassettes.

Essais non destructifs — Essais de neutronographie thermique — Détermination du rapport L/D du faisceau

La présente Norme internationale spécifie une méthode empirique permettant de mesurer le rapport efficace de collimation (L/D efficace) des faisceaux de neutrons thermiques utilisés en neutronographie, pour des valeurs comprises entre 20 et 1000. Cette technique est basée sur l'analyse d'une image obtenue par neutronographie thermique et ne dépend pas des mesurages et des calculs fondés sur les dimensions physiques du collimateur. Le dispositif décrit dans la présente Norme internationale a été élaboré et soumis à essai en utilisant, dans des cassettes à vide, des convertisseurs à feuilles de gadolinium avec un film haute résolution, émulsionné d'un seul côté.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 05-Apr-2000
• ICS: 19.100 - Non-destructive testing
• Technical Committee: ISO/TC 135/SC 5 - Radiographic testing
• Drafting Committee: ISO/TC 135/SC 5 - Radiographic testing
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 08-Jun-2021

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12721
First edition
2000-04-15
Non-destructive testing — Thermal neutron
radiographic testing — Determination of
beam L/D ratio
Essais non destructifs — Essais de neutronographie thermique —
Détermination du rapport L/D du faisceau
Reference number
ISO 12721:2000(E)
©
ISO 2000

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ISO 12721:2000(E)
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ISO 12721:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 12721 was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing,
Subcommittee SC 5, Radiation methods.
Annex A of this International Standard is for information only.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12721:2000(E)
Non-destructive testing — Thermal neutron radiographic testing —
Determination of beam L/D ratio
1 Scope
This International Standard defines an empirical technique for the measurement of the effective collimation ratio
and effective L/D of thermal neutron radiography beams for values between 20 and 1 000. The technique is based
upon analysis of a neutron radiographic image and is independent of measurements and calculations based on
physical dimensions of the collimator system. The device described in this International Standard has been
developed and tested using Gd foil converters with a single emulsion, high resolution film in vacuum cassettes.
2 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
2.1
effective L/D ratio
one measure of the resolution capability of a neutron radiographic system; the ratio of the effective distance
between the entrance aperture and the image plane (L) to the effective diameter of the entrance aperture (D)
NOTE The value measured may differ from the ratio obtained using physical dimensions.
2.2
umbra
the portion of the shadow image where the total primary beam has been intercepted by the object (as in total
eclipse)
SeeFigure1.
2.3
penumbra
the portion of the shadow image where only a part of the primary beam has been intercepted by the object (defines
the unsharpness of the shadow)
SeeFigure1.
2.4
primary beam
the beam of neutrons originating at the source and remaining essentially unscattered until it interacts with the
object/detection system
3Principle
Determination of neutron beam effective L/D ratio using the zero umbra technique is accomplished by
radiographing the zero umbra device with the neutron beam to be measured and subsequently analysing the
radiograph by one of three methods. Each of the three methods is based upon the determination of that point at
which the umbra shadow width reaches zero.
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ISO 12721:2000(E)
Key
1 Radiation beam
2 Object
3Umbra
4 Penumbra
5 Source
Figure 1 — Diagram of zero umbra configuration
4 Significance and use
The quality of a neutron radiographic image is dependent upon many factors. The L/D ratio is one of those factors.
The effective L/D ratio required for specific neutron radiographic test is dependent upon the thickness of the
specimen and the physical characteristics of the particular element of interest. Use of this method allows the
radiographer and the user to determine and periodically check the effective collimation ratio.
5 Apparatus
5.1 Zero umbra device, (see Figures 2 and 3) employing neutron absorbing rods positioned at various
distances from the image plane.
In practice this device consists of cadmium rods located in V-grooves accurately machined in the surface of an
aluminium channel section set at an angle of 45�� 0,25° to the side support plate. Near the image plane end the
V-grooves are typically machined on 2,8 mm centres. After 21 V-grooves (counting one on the end), the grooves
are machined on 7,1 mm centres to the source end. The rods of diameter d, typically 0,64 mm diameter cadmium
rods, are laid in the V-grooves and secured with neutron transparent adhesive tape. The aluminium channel is
supported by side plates to maintain the 45�� 0,25° angle relative to the image plane. For determination of L/D
ratios greater than 150, additional offsets may be used to extend the scale as shown in Figure 4 (B unit).
lf rods of diameter 0,64 mm are not available, rods of a similar but carefully measured diameter may be used,
provided appropriate adjustments are made for the 0,64 mm factor in the formulae of clause 7. The "as-built"
dimensions should be used in all calculations.
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ISO 12721:2000(E)
Dimensions in millimetres
Key
1Rod
2 6061 T 6 aluminium
3Nylonrods
4 Cadmium rods
5 Base line
NOTE 1 Rods at "A" positions are 10 mm each side of centreline (22 ea.).
NOTE 2 Rods at "B" positions are 20 mm each side of centreline (9 ea.).
NOTE 3 Rods at "C" positions are 25 mm each side of centreline (1 ea.).
NOTE 4 All dimensions are taken from the base line in order to reduce accumulative errors.
NOTE 5 The rod arrangement shown is for a single system device. For an add-on device, to form a double system, extend
the 11 spaces for 77,8 mm to 19 spaces for 134,3 mm and eliminate the close spacing (20 spaces for 56,5 mm).
NOTE 6 Rods are held tightly in position with one layer of transparent tape.
a
milled across entire face.
b
11 equal spaces (see NOTES 4 and 5).
c
20 equal spaces (see NOTES 4 and 5).
Figure 2 — Support channel subassembly with rod spacing
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ISO 12721:2000(E)
a) Single system image device (one side plate removed)
b) Double system image device c) neutron radiograph of double
(one side plate removed) system image device
Figure 3 — Zero umbra device pictorials (schematic)
Dimensions in millimetres
Key
1 A unit – single system for L/D less than 150
2 B unit – double system for L/D 150 to 300
Figure 4 — L/D apparatus assembly
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6 Procedure
6.1 Place the zero umbra device against the cassette with the finely spaced rods nearest the cassette.
6.2 Align the plane of the cassette perpendicular to the axis of the neutron beam.
6.3 Expose the single-emulsion film and zero umbra device for a time span that will produce a nominal
background film density of 2,5� 0,4.
6.4 Process the exposed film in accordance with the manufacturer's recommendations.
6.5 Analyse the resultant image in accordance with one or more of the three methods described in clause 7.
7 Data Analysis
7.1 Visual analysis
A visual determination of the effective L/D ratio shall be made directly from the neutron r
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12721
Première édition
2000-04-15
Essais non destructifs — Essais de
neutronographie thermique —
Détermination du rapport L/D du faisceau
Non-destructive testing — Thermal neutron radiographic testing —
Determination of beam L/D ratio
Numéro de référence
ISO 12721:2000(F)
©
ISO 2000

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ISO 12721:2000(F)
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ISO 12721:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 12721 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 135, Essais non destructifs,
sous-comité SC 5, Moyens utilisant les rayonnements.
L’annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à titre d’information.
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NORME INTERNATIONALE ISO 12721:2000(F)
Essais non destructifs — Essais de neutronographie thermique —
Détermination du rapport L/D du faisceau
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode empirique permettant de mesurer le rapport efficace de
collimation (L/D efficace) des faisceaux de neutrons thermiques utilisés en neutronographie, pour des valeurs
comprises entre 20 et 1000. Cette technique est basée sur l'analyse d'une image obtenue par neutronographie
thermique et ne dépend pas des mesurages et des calculs fondés sur les dimensions physiques du collimateur. Le
dispositif décrit dans la présente Norme internationale a été élaboré et soumis à essai en utilisant, dans des
cassettes à vide, des convertisseurs à feuilles de gadolinium avec un film haute résolution, émulsionné d'un seul
côté.
2 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
rapport L/D efficace
rapport de la distance effective séparant la fenêtre d'entrée et le plan de l'image (L) au diamètre effectif de cette
fenêtre (D); c’est une mesure de la capacité de résolution d'un système de neutronographie
NOTE La valeur mesurée peut différer du rapport obtenu en utilisant les dimensions physiques.
2.2
ombre
partie de l'image de l'ombre où le faisceau primaire a été entièrement intercepté par l'objet (comme lors d'une
éclipse totale)
Voir Figure 1.
2.3
pénombre
partie de l'image de l'ombre où seule une portion du faisceau primaire a été interceptée par l'objet (elle définit le
flou de l'ombre)
Voir Figure 1.
2.4
faisceau primaire
faisceau de neutrons provenant de la source et demeurant essentiellement homogène jusqu'à ce qu'il interagisse
avec l'objet/système de détection
3Principe
La détermination du rapport L/D efficace du faisceau de neutrons par la technique zéro ombre, est réalisée en
radiographiant le dispositif zéro ombre avec le faisceau de neutrons à mesurer, puis en analysant la radiographie
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obtenue selon l'une de trois méthodes. Chacune des trois méthodes est fondée sur la détermination du point
auquel la largeur de l'ombre est réduite à zéro.
Légende
1 Faisceau de rayonnement
2 Objet
3Ombre
4 Pénombre
5 Source
Figure 1 — Schéma de la configuration zéro ombre
4 Signification et utilisation
La qualité d'une image obtenue par neutronographie dépend de nombreux facteurs dont le rapport L/D. Le rapport
L/D efficace nécessaire pour procéder à l'essai neutronographique spécifique dépend de l'épaisseur de
l'éprouvette et des caractéristiques physiques de l'élément concerné en particulier. L'utilisation de cette méthode
permet au radiographe et à l'utilisateur de déterminer et de vérifier périodiquement le rapport de collimation
effective.
5 Appareillage
5.1 Dispositif zéro ombre (voir Figures 2 et 3), se composant de barres d'absorption de neutrons disposées à
diverses distances du plan de l'image.
En pratique, le dispositif est constitué de barres en cadmium situées dans des rainures en V usinées avec
précision dans la surface d'un profilé en U. Ce profilé est en aluminium et est disposé selon un angle de
45°� 0,25° par rapport à la plaque latérale de support. À proximité de l'extrémité du plan de l'image, les rainures
en V sont généralement usinées avec un entraxe de 2,8 mm. Après 21 rainures en V (en comptant l'extrémité), les
rainures sont usinées avec un entraxe de 7,1 mm jusqu'à l'extrémité de la source. Les barres de diamètre d
(généralement des barres en cadmium de 0,64 mm de diamètre) sont disposées dans les rainures en V, puis
fixées à l'aide de ruban adhésif transparent aux neutrons. Le profilé en aluminium est soutenu par des plaques
latérales lui permettant de maintenir l'angle de 45°� 0,25° par rapport au plan de l'image. Pour la détermination de
rapports L/D supérieurs à 150, des décalages supplémentaires peuvent être utilisés pour élargir l'échelle comme
illustré à la Figure 4 (unité B).
Si des barres de 0,64 mm de diamètre ne sont pas disponibles, il est possible d'utiliser des barres de diamètre
similaire mais soigneusement mesuré, à condition que les ajustements nécessaires soient effectués pour le facteur
0,64 mm dans les formules données dans l’article 7. Il convient que les dimensions «effectives» soient utilisées
dans tous les calculs.
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ISO 12721:2000(F)
Dimensions en millimètres
Légende
1 Barre
2 Aluminium 6061 T 6
3 Barres en Nylon
4 Barres en cadmium
5 Ligne de base
NOTE 1 Les barres en position «A» sont situées à 10 mm de part et d'autre de la ligne médiane (22 de chaque côté).
NOTE 2 Les barres en position «B» sont situées à 20 mm de part et d'autre de la ligne médiane (9 de chaque côté).
NOTE 3 Les barres en position «C» sont situées à 25 mm de part et d'autre de la ligne médiane (1 de chaque côté).
NOTE 4 Toutes les dimensions sont données à partir de la ligne de base pour réduire les erreurs cumulatives.
NOTE 5 La disposition des barres illustrée concerne un dispositif de système simple. Pour un dispositif additionnel et afin de
former un système double, il convient d'élargir les 11 espaces correspondant aux 77,8 mm à 19 espaces pour obtenir 134,3 mm
et éliminer l'espacement serré (20 espaces pour 56,5 mm).
NOTE 6 Les barres sont maintenues en position avec une couche de ruban adhésif transparent.
a
Fraisé sur toute la face.
b
11 espaces égaux (voir notes 4 et 5).
c
20 espaces égaux (voir notes 4 et 5).
Figure 2 — Sous-ensemble de support du profilé avec espacement des barres
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ISO 12721:2000(F)
a) Dispositif d'imagerie d'un système simple (une plaque latérale retirée)
b) Dispositif d'imagerie d'un système double c) Neutrographie d'un dispositif d'imagerie d'un
(une plaque latérale retirée) système double
Figure 3 — Illustrations de dispositifs zéro ombre
Dimensions en millimètres
Légende
1 Unité A: Système simple pour les rapports L/D inférieurs à 150
2 Unité B: Système double pour les rapports L/D de 150 à 300
Figure 4 — Assemblage de l'appareillage L/D
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ISO 12721:2000(F)
6 Mode opératoire
6.1 Placer le dispositif zéro ombre contre la cassette, les barres les moins espacées étant placées le plus près
de la cassette.
6.2 Aligner le plan de la cassette pour qu'il soit perpendiculaire à l'axe du faisceau de neutrons.
6.3 Exposer le film émulsionné d'un seul côté et le dispositif zéro ombre pendant la période nécessaire pour
obtenir une densité nominale de fond du film de 2,5� 0,4.
6.4 Traiter le film exposé conformément aux recommandations du fabricant.
6.5 Analyser l'image résultante conformément à une ou plusieurs des trois méthodes décrites dans l’article 7.
7 Analyse des données
7.1 Analyse visuelle
Une détermination visuelle du rapport L/D efficace peut être réalisée directement à partir du cliché
neutronographique. En
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