![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Джерел g-випромінювання
У джерелах зі 165 Sm наявні до 27 % домішок 152 Eu i 154 Eu з лініями до 1, 5 МеВ. Наявність домішок в джерелах слід обов’язково враховувати при розрахунку товщини захисних блоків, в яких ці джерела розміщені. Радіоізотопні джерела мають наступні достоїнства: невеликі габарити та масу, не вимагають джерел живлення і постійно готові до використання в будь-яких умовах. Недоліками є необхідність для них спеціальних сховищ, зниження активності з часом. Радіоізотопні джерела гальмівного випромінювання конструктивно виготовляють у вигляді ампул, заповнених b-активним ізотопом та матеріалом мішені. Бета-випромінювання, яке випускається ізотопом, взаємодіє з мішенню і збуджує гальмівне випромінювання з неперервним спектром (рис.2.5). Матеріалом для мішені служать берилій, графіт, алюміній, магній та інш. Змінюючи мішень, можна від одного джерела дістати гальмівне випромінювання з різною максимальною енергією неперервного спектра. Рисунок 2.5 – Типові апаратурні спектри гальмівного випромінювання радіоізотопних джерел
Основні характеристики радіоізотопних джерел гальмівного випормінювання: 1) “ИРИТ – 4”: складові 204 Tl і Be; ПЕД = 3, 6× 10–7 Р/с; Т1/2 =3, 78 року; 2) “ИРИС – 3”: складові 90 Sr і Be; ПЕД = 4, 5× 10–5 Р/с; Т1/2 =28 років. Радіоізотопні джерела швидких нейтронів – це ампули, які містять трансплутонієвий радіактивний ізотоп мішені використовуються Be, B, Li, F, C – для a-активних ізотопів, а для g-активних – Ве і дейтерій. Для дефектоскопії в основному використовують джерела випромінювання 252 Cf i (210 Po + Be), оскільки вони забезпечують високий вихід нейтронів на 1 г ізотопу при малих значеннях енергії та ПЕД супутнього g – випомінювання. Джерела типу (124 Sb + Be) мають високий рівень власного фону і вимагають таких методів детектування, які були б нечутливі до g – випромінювання. Але ці джерела забезпечують одержання низькоенергетичних нейтронів, що дає їм деяку перевагу при одержанні теплових нейтронів. У радіаційній дефектоскопії в основному застосовуються теплові нейтрони, які одержуються при пропусканні швидких нейтронів через сповільнювач, виконаний із легких елементів. 2.2 Прискорювачі елементарних частинок
Електрони з енергіями від 1 до 30 МеВ для електронної дефектоскопії можна одержати з допомогою прискорювачів: бетатронів, мікротронів, лінійних прискорювачів і електростатичних генераторів.З їх допомогою можна одержати і інші види корпускулярного випромінювання і g - випромінювання шляхом обстрілювання спеціально підібраних мішеней. Так використовуючи мішені із дейтерію, тритію, Ве, 238 U чи Ві при обстрілі їх електронами можна дістати нейтронне випромінювання, а мішені із W чи Мо створюють гальмівне g - випромінювання. Гальмівне випромінювання, одержане опроміненням мішені на прискорювачі має немоноенергетичний спектр, подібний випромінюванню рентгенівської трубки. Розмір фокусної плями вторинного гальмівного випромінювання прискорювачів має долі мм2. 2.2.1 Бетатрон Бетатрон – потужне джерело електронів на базі циклічного індуктивного прискорювача. Принцип його дії такий. Основна частина – це електромагніт з осьовою симетрією (рис.2.6). Електрони рухаються в його магнітному полі, яке наростає в часі, під дією індукованого ним вихрового прискорюючого електронного поля, яке індукується змінним магнітним полем. Силові лінії електронного поля – коаксіальні кола. Постійне магнітне поле утримує електрони на круговій орбіті. Котушки електромагніту живляться від мережі змінного струму. Електрони повинні рухатись в вакуумі (постійно відкачують або відкачана і запасна камера). На початку періоду інжектор, виконаний як високовольтний електронний інжектор (катод, прискорюючий електрод і анод) вприскує в вакуумну камеру порцію електронів. Для цього є окрема імпульсна високовольтна схема. Друга високовольтна схема є для системи скидання електронів з колової орбіти. Може бути третя схема для виводу електронів із камери в атмосферу. Деколи друга і третя схеми об’єднані. 1 – камера, 2 – електромагніт, 3 – інжектор, 4 – мішень
Рисунок 2.6 – Схематична будова бетатрона
За чверть періоду напруги живлення (біля 5 мс при f = 50 Гц) електрони зроблять декілька мільйонів обертів і наберуть необхідну енергію. У кінці четверті періоду, коли ще відбувається прискорення, на зміщуючі обмотки подається імпульс струму, який заставляє електрони зсунутись з орбіти і вони попадають в потрібну область поза камерою чи на мішень всередині, встановленого для одержання гальмівного випромінювання. Змінюючи момент подачі імпульса струму в зміщуючі обмотки, можна регулювати енергію електронів, які попадають на мішень. Різні типи бетатронів дають пучки електронів з енергіями від 1 до 300 МеВ, що дозволяє просвічувати матеріали (сталь) від 10 до 600 мм. Їхня вага від десятків до декількох (5) тисяч кг, а їхня ПЕД на віддалі 1м в Р/с – 0, 0003¸ 13 Р/с (табл. 2.3). Легкі бетатрони – переносні,
Таблиця 2.3 – Основні характеристики переносних і пересувних бетатронів
Переносні і пересувні бетатрони – для радіографічного НК якості різних примислових виробів і зварених з’єднань безпосередньо в заводських цехах і на будівельних площадках. Стаціонарні бетатрони призначені для роботи в спеціально обладнаних лабораторіях радіаційного контролю. Вони відрізняються від транспортабельних бетатронів підвищеними потужністю дози і енергією гальмівного випромінювання, а також більшою масою і габаритами. При експлуатації стаціонарних установок в дефектоскопічних лабораторіях випромінювач монтують на нерухомій основі, або на мостовому крані, або на спеціальному механізмі переміщення. Особливу групу стаціонарних бетатронів складають сильнострумові бетатрони і стереобетатрони неперервної та імпульсної дії. Сильнострумові бетатрони використовують для високопродуктивного НК якості виробів великої товщини. Імпульсні установки застосовують для дефектоскопії рухомих ОК і знімання швидкорухомих процесів. Наприклад, при просвічуванні стальних виробів товщиною 200 і 510 мм гальмівним випромінюванням сильнострумового бетатрона час просвічування становить 3с та 40 хв. відповідно. Випромінювання бетатрона, як і гальмівне випромінювання прискорювачів електронів других типів, характеризуються немонохроматичністю спектру. Максимальна енергія в спектрі гальмівного випромінювання трохи менша максимальної енергії прискорених в бетатроні електронів, але квантів з такою енергією в спектрі випромінювання дуже мало. Ефективна енергія випромінювання залежить від максимальної і становить звичайно 0, 3 – 0, 5 цієї величини. Важливими характеристиками прискорювача є розміри фокусної плями і просторовий розподіл потужності ПЕД ІВ в робочому пучку (рис.2.7). Розміри фокусної плями визначають геометричну нерізкість. На відміну від рентгенівських апаратів, лінійних прискорювачів і мікротронів, розміри фокусної плями на мішені бетатрона малі і становить долі мм2. Кутовий розподіл ПЕД гальмівного випромінювання в робочому пучку бетатронів для енергії 35 МеВ на рис.2.8. Половинний кут конуса j в радіанах, в який випускається гальмівне випромінювання прискорювача, з достатньою точністю може бути виражений:
де Емах – максимальна енергія гальмівного випромінювання (МеВ). Рисунок 2.7 – Спектральний розподіл гальмівного випромінювання бетатрона
Рисунок 2.8– Кутовий розподіл ПЕД гальмівного випромінювання бетатрона в робочому пучку Завдяки наявності квантів високої енергії бетатронами можна проводити радіографічний НК виробів складної форми без застосування спеціальних компенсаторів. Основна перевага бетатрона перед іншими пристроями – простота і надійність в експлуатації. Крім того, можна плавно регулювати енергію, ПЕД ІВ, для кожного конкретного випадку вибрати режим роботи прискорювача (енергію випромінювання) і добитись більш високої виявлювальної здатності дефектів. Застосовуючи в ролі джерела проникаючого випромінювання бетатрона, можна контролювати якість стальних виробів товщиною до 600 мм з використанням методів і засобів промислової радіографії і радіометричної дефектоскопії.
|