Файл: Применение радиоизотопной техники в коксохимическом производстве..pdf

радиоактивные источники с узким пучком у-излучения. При взаимодействии узкого пучка у-лучей с веществом происходит ослабление его интенсивности. Под интен­ сивностью излучения / понимают энергию ионизирующего излучения, проникающую в объем элементарной сферы в единицу времени и отнесенную к площади поперечного сечения сферы. Единицей измерения интенсивности яв­ ляется ватт на квадратный метр (Вт/м2).

Ослабление интенсивности / узкого пучка у-лучей в веществе происходит по закону

где /0 — начальная интенсивность потока у-квантов до взаимодействия с веществом; / — интенсивность потока у-квантов после взаимодействия с веществом, толщина слоя которого равна d; р — линейный коэффициент ослаб­ ления у-квантов в веществе или величина, обратная длине пути у-квантов в веществе, на которой происходит их ослабление в 2,718 раз. Линейный коэффициент ослаб­ ления у-квантов (см- 1 )

у-квантов соответственно за счет фото-электрического поглощения, комптоновского рассеяния и эффекта обра­ зования пар соответственно.

Ослабление у-квантов в веществе пропорционально плотности последнего р (г/см3). Поэтому наряду с линей­ ным используют также массовый коэффициент ослабления

10

С интенсивностью 1 связана мощность дозы у-излу- чения Р:

Мощность дозы Р характеризуется отношением дозы излучения AД за промежуток времени А/ к величине по­ следнего:

Различают экспозиционную и поглощенную дозы у-излу- чения.

Экспозиционная доза служит количественной харак­ теристикой у-излучения, основанной на его ионизирую­ щем действии. Единица измерения экспозиционной дозы (кулон на килограмм, Кл/кг) — это такая доза у-излу- чения, при которой суммарный электрический заряд ионов одного знака, образующихся в единице объема воздуха, равен одному кулону.

Внесистемная единица экспозиционной дозы у-излу-

чения — рентген: 1 Р = 2,57976 • 10~4 Кл/кг.

Экспозиционной дозе излучения в 1 Р соответствует образование 2,08 • 109 пар ионов в 1 см3 воздуха.

Отношение энергии у-излучения АЕ, поглощенной не­ которым элементарным объемом вещества, к массе этого объема, называется поглощенной дозой излучения Д:

Единица измерения поглощенной дозы у-излучения —

1рад = 0,01 Дж/кг.

Врадиоизотопном приборостроении вид радиоактив­ ности выбирают в зависимости от назначения и требуемой точности приборов, от конструктивных и технологиче­ ских особенностей объектов контроля и т. п.

При выборе радиоактивного изотопа в качестве источ­ ника излучения учитывают величину периода полураспада,

II

величину энергии излучения, количество образующих­ ся у-квантов на один распад, характеристики исполнения источника. Основными при выборе источника излучения являются первые две характеристики.

Период полураспада радиоактивного источника излу­ чения определяет его долговечность, периодичность его перезарядки и т. д. Величина энергии излучения опре­ деляет характер его взаимодействия с веществом.

В табл. 1 приведены наиболее часто используемые в технике радиоактивные изотопы и их характеристика.

Таблица 1

§2. УСТРОЙСТВО

ИТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОИЗОТОПНЫХ ПРИБОРОВ

Радиоизотопные приборы — это устройства, предназна­ ченные для измерения физических и химических харак­ теристик объектов и контроля технологических процес­ сов. Принцип действия этих приборов основан на реги­

12

Отечественной промышленностью освоено и выпуска­ ется более семидесяти различных типов радиоизотопных приборов и установок. Большое количество приборов на­ ходится в стадии разработки и исследования [68].

Большинство радиоизотопных приборов, применяемых для контроля и регулирования технологических процес­

Таблица 2

Характеристика -блоков источников у-излучения с контейнерами типа Э

13

Таблица 3

Характеристика блоков источников у-излучения с контейнерами типа БГИ

В табл. 2 и 3 приведены характеристики двух наиболее распространенных типов блоков источников у-излучения соответственно с контейнера­ ми типа Э и типа БГИ.

Блок источника (рис. 2) представляет собой контейнер / типа Э с размещенным в нем источником ионизирующего излучения 2, который может находиться против коллими­ рующего отверстия 4 (в рабочем открытом положении)

14

либо быть смещенным относительно него (в транспортном, нерабочем закрытом положении). Перевод источника из одного положения в другое может осуществляться вруч­ ную с помощью штока 3.

В последнее время в радиоизотопных приборах техно­ логического контроля и регулирования все более широко применяется дистанционное управление положением ра­ диоактивного источника. На рис. 3 приведен электромаг­ нитный привод, разработанный Базовой опытно-конструк­ торской изотопной лабораторией (БОКИЛ) МЧМ УССР для серийно выпускаемых контейнеров типа Э1—Э4. Привод состоит из корпуса 7, который навинчивается на резьбу 4 контейнера и крепится четырьмя шпильками 6. На корпусе установлен электромагнит МИС 10, сердеч­ ник которого 9 соединен со штоком контейнера. Пружина 3 обеспечивает возврат источника в закрытое положение при обесточенном магните. Для сигнализации о положе­ нии источника на корпусе 7 установлены два микропере­ ключателя / и 8, которые замыкаются кулачками 2 и 5 в соответствии с положением штока с источником.

Описанный привод для дистанционного управления по­ ложением радиоактивного источника повышает безопас­ ность работ, так как обеспечивает сигнализацию о поло­ жении источника и автоматический перевод источника в закрытое положение в аварийных случаях (отключение напряжения, обрыв провода и т. п.). Кроме того, привод позволяет автоматизировать процессы измерений и записи их результатов.

Другие конструкции блоков источников и приводов дистанционного управления будут рассмотрены ниже при описании соответствующих радиоизотопных приборов.

Входной узел радиоизотопных приборов состоит из блока детектирования измеряемого ионизирующего излу­ чения и электромеханического блока [33; 42].

Электромеханический блок предназначен для реали­ зации принятой в приборе методики измерений. Его

15