ВУЗ:
Составители:
электромагнитное излучение. Возникающее при ядерных распадах электромагнитное излучение называется гамма-
излучением.
Ионизирующее рентгеновское излучение бывает двух видов – характеристическое и тормозное. Характеристическое
рентгеновское излучение является следствием перехода возбужденных атомов в основное или менее возбужденное состоя-
ние.
Тормозное рентгеновское излучение является следствием взаимодействия кулоновского поля ядер и электронов, прохо-
дящих через вещество. При этом взаимодействии электроны испытывают торможение, кинетическая энергия их уменьшает-
ся и превращается в тормозное излучение.
1.2.2. Основные характеристики ионизирующих излучений
Рассматриваемые ниже характеристики ионизирующих излучений важны не только с точки зрения организации диаг-
ностики оборудования, но и с точки зрения обеспечения мероприятий по технике безопасности данного вида неразрушаю-
щего контроля.
Проникающая способность ионизирующих излучений зависит от плотности их энергии, т.е. от ее количества, приходящегося
на единицу поверхности [6]. Количество энергии, проходящее за одну секунду через один квадратный метр поверхности, распо-
ложенной перпендикулярно направлению прохождения лучей, называется интенсивностью ионизирующего излучения.
Для точечного источника излучения характерно то, что интенсивность изменяется обратно пропорционально квадрату
расстояния:
I
1
/I
1
= (R
2
)
2
/ (R
1
)
2
,
где I
1
и I
2
– интенсивности излучения источника, соответственно на расстоянии R
1
и R
2.
Как отмечалось выше, характеристическое излучение является следствием перехода возбужденного атома в основное
или менее возбужденное состояние. При каждом акте перехода излучается порция электромагнитной энергии, называемая
квантом или фотоном:
Е = Е
1
– Е
2
= h ν,
где Е
1
и Е
2
– уровни энергий электронных оболочек, с которых и на которые переходят электроны при изменении состояния
атома; ν – частота излучения; h = 6,62 × 10
–27
эрг × с – постоянная Планка.
Если учесть, что длина волны любого электромагнитного излучения связана с частотой следующим соотношением: λ =
с
/ ν, тогда можно записать Е = h с / λ, где с – скорость фотона в вакууме (с = 2,998 × 10
8
м/с).
Энергия фотонов у различных радиоактивных изотопов различна и колеблется в диапазоне 10
–3
…10
–12
Дж. Внесистем-
ной единицей энергии является электронвольт (1 эВ = 1,6 × 10
–19
Дж).
При взаимодействии ионизирующего излучения с веществом происходит поглощение энергии с переходом ее в другие
виды энергии (в энергию других видов излучения).
Энергия, которая при излучении поглощается единицей массы облучаемого вещества, называется поглощенной дозой
излучения и равна:
D = Е/m,
где Е – энергия, поглощаемая всем веществом; m – масса облучаемого вещества.
Кроме поглощенной дозы, используют понятие экспозиционной дозы. Эта доза характеризует ионизирующую способ-
ность излучения, за единицу измерения которой принят кулон на килограмм (Кл/кг). 1 Кл/кг – это доза гамма-излучения или
рентгеновского излучения, которая создает в 1 кг сухого атмосферного воздуха ионы обоих знаков, несущие заряд в 1 Кл
электричества. Внесистемной единицей экспозиционной дозы является рентген (1Р = 2,58 × 10
–4
Кл/кг).
Важной характеристикой ионизирующего излучения, кроме отмеченных выше, является его мощность. По аналогии с
поглощенной и экспозиционной дозами вводятся понятия: мощность поглощенной дозы и мощность экспозиционной дозы,
т.е. дозы в единицу времени. Мощность поглощенной дозы измеряется в Дж
/ кгс, а мощность экспозиционной в Р/с.
Характер ионизирующих излучений при взаимодействии их с материалом контролируемых объектов различен. Так, α-
частицы обладают большой ионизирующей способностью и малой проникающей, поэтому они не применяются для просве-
чивания изделий. Проникающая способность β-частиц значительно выше, чем α-частиц. Быстрые β-частицы могут пройти
слой алюминия толщиной 5 мм [3]. Ионизирующая способность их ниже, но в результате торможения β-частиц со значи-
тельной энергией в веществе с большим атомным числом возникает интенсивное тормозное рентгеновское излучение, кото-
рое необходимо учитывать при расчете защиты контролеров [3].
1.2.3. Оборудование для радиационных методов контроля
Для радиационного контроля используют различные типы ионизирующих излучателей: рентгеновские аппараты, гам-
ма-дефектоскопы и различного рода ускорители электронов. Рассмотрим первые два типа, как наиболее широко применяе-
мые.
Рентгеновские аппараты. Основным элементом этих аппаратов является рентгеновская трубка. Аппараты бывают двухэлек-
тродные, с вынесенными и вращающимися анодами, секционированные, импульсные и двухфокусные. Чаще всего используют
двухэлектродные трубки. Такие трубки представляют стеклянный баллон под вакуумом 10
–6
…10
–8
мм рт. ст., в который впаяны
электроды. Схема просвечивания такой трубкой представлена на рис. 1.9.
Стеклянный баллон помещен в защищенный кожух, заполненный охлаждающей изолирующей средой. В состав рентгенов-
ского аппарата также входят источник высокого напряжения и контрольно-измерительные приборы.
Принцип действия аппарата следующий. Питающее напряжение от электросети подается на автотрансформатор. С помо-
щью корректоров регулировки по вольтметру устанавливается требуемое напряжение в зависимости от свойств контролируемо-
го объекта. Затем это напряжение подается на первичную обмотку высоковольтного трансформатора. От него высокое напряжение
(до нескольких сотен киловольт) подводится к электродам трубки. Кроме того, отдельно к спирали катода подводится низкое напря-
жение 2…12 В от специального трансформатора (на схеме условно не показан).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
