Радіофізичні методи діагностики матеріалів і середовищ



Сторінка15/24
Дата конвертації09.03.2016
Розмір5.77 Mb.
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24

4.7 Спеціальні методи радіаційного контролю


Низку завдань неруйнівного контролю доцільно вирішувати, застосовуючи нетрадиційні методи, що базуються на реалізації специфічних методик або особливих ліній випромінювань. До таких методів контролю, застосування яких сьогодні розширюється, належать: нейтронна радіографія, протонна радіографія, авторадіографія, метод проникних радіоактивних газів, контроль за допомогою позитронів, рентгеноструктурний та рентгеноспектральний аналіз. Контроль цими методами здійснюється за технологією, близькою до радіографії [1, 4–7].

Нейтронна радіографія базується на опроміненні контрольованого об'єкта нейтронами та реєстрації інтенсивності випромінювання, що пройшло через об'єкт. Взаємодія нейтронів із речовиною в значно більшому ступені залежить від хімічного складу контрольованого об'єкта та енергії нейтрона, що визначає перспективи такого контролю. Принципово важливою перевагою нейтронної радіографії є можливість роздільного контролю хімічних компонентів матеріалу. Наприклад, із використанням звичайних методів неможливо навіть виявити наявність легких або органічних матеріалів на сталі при близьких товщинах. Нейтронна радіографія дозволяє проводити контроль деталей розміром близько 1 мм із органічних матеріалів крізь шари металів товщиною в сантиметри. Це відкриває широкі та різноманітні області застосування нейтронних методів для неруйнівного контролю складних багатошарових виробів.

Методи нейтронної радіографії застосовують для контролю вузлів і деталей (теплоізолятори, ущільнювальні прокладки, електроізолювальні пластини і т. д.) з легких матеріалів, наприклад пластмас, матеріалів органічного походження як окремо, так й у складі складних виробів із важких матеріалів. За допомогою нейтронів легко виявляються включення, що містять водень, у металах і аналізується їх розподіл. Ефективне використання нейтронних методів при контролі багатокомпонентних багатошарових напівфабрикатів і виробів, а також біологічних об'єктів. Нейтронна радіографія доповнює рентгено- і гаммаграфію більш повними та достовірними даними про контрольований об'єкт.



Протонна радіографія базується на використанні потоку протонів (  часток) для неруйнівного контролю та базується на особливостях поширення і взаємодії їх із речовиною. Послідовність контролю, основне обладнання для контролю – такі самі, що й при рентгено- та гаммаграфії. Головною областю застосування протонної радіографії є контроль тонких виробів або їх частин, оскільки протони поглинаються порівняно тонкими шарами матеріалів. В окремих випадках протонна радіографія дуже ефективна і дає на порядок більш високу (до 0,1 %) дефектоскопічну чутливість. Прикладом реалізації протонної радіографії є контроль алюмінієвої фольги товщиною у десяті частки міліметра.

Контроль за допомогою позитронів може бути застосований для визначення накопичення втомних напружень у металах і величини пластичної деформації. Цей контроль ґрунтується на тому, що в початковій стадії втомних явищ, коли відбувається утворення дислокацій, у їх областях накопичуються негативні заряди. Позитрони, що опромінюють метал, притягуються до областей розташування дислокацій і взаємодіють із електронами. При анігіляції позитрона та електрона виникають -кванти. За кількістю  квантів і середнім часом життя позитронів можна визначити початок втомних порушень у металі.

Рентгеноструктурний аналіз. Рентгеноструктурний аналіз є найпоширенішим експериментальним методом дослідження атомної будови кристалічних матеріалів. Він базується на вивченні дифракційної картини, що виникає при когерентному розсіюванні рентгенівського випромінювання на досліджуваному об'єкті. Для одержання дифракційної картини необхідно довгохвильове випромінювання із довжинами хвиль, порівнянними з розмірами деталей атомної структури кристалів. Аналіз дифракційної картини дозволяє визначати атомно-кристалічну структуру об'єкта (визначати симетрії, параметри елементарних комірок, координати атомів, довжину зв'язків і кути між атомами, топологію структури).

Рентгеноспектральний аналіз. Рентгеноспектральний аналіз широко застосовується для якісного та кількісного визначення елементного складу різних речовин у промисловості (металургія, хімія, видобуток корисних копалин і т. д.) та наукових дослідженнях. Найпоширенішим є флуоресцентний метод рентгеноспектрального аналізу, що ґрунтується на збудженні ліній флуоресцентного (характеристичного) випромінювання елементів, що містяться в досліджуваній речовині (пробі), і подальшому вимірюванні довжин хвиль та інтенсивності цих ліній. Вимірювання інтенсивності здійснюється відносним методом із використанням еталонів відомого хімічного складу. За довжинами хвиль аналітичних ліній здійснюється ідентифікація, а за їх інтенсивністю  кількісне визначення елементів.

Поряд із типовими методиками радіаційного контролю розробляються різні способи одержання та обробки інформації, що підвищують його чутливість і достовірність. До таких способів належать: застосування кольорових радіограм і кольорове контрастування зображень, одержання стереозображень та ін. Усі ці способи спрямовані на одержання більшого обсягу інформації про контрольований об'єкт.



  1. Теми практичних (семінарських) занять і контрольні питання до розділу 4

  2. Теми практичних (семінарських) занять


1. Взаємодія іонізаційного випромінювання з речовиною (п. 4.3).

2. Радіоізотопні джерела випромінювання (п. 4.4).

3. Прискорювачі заряджених частинок (п. 4.4).

4. Джерела рентгенівського випромінювання (п. 4.4).

5. Детектори іонізуючого випромінювання (п. 4.5).

6. Системи детектування радіаційних зображень: системи із запам'ятовуванням зображення (п. 4.6).

7. Системи детектування радіаційних зображень: системи реального часу (п. 4.6).

8. Спеціальні методи радіаційного контролю (п. 4.7).



  1. Контрольні питання


1. Які основні типи джерел іонізуючих випромінювань вам відомі? Дайте їх характеристику.

2. Якими основними фізичними величинами характеризується іонізуюче випромінювання?

3. У чому полягають особливості взаємодії іонізуючого випромінювання з речовиною?

4. У чому полягає принцип роботи радіоізотопних джерел випромінювання? Наведіть приклад їх виконання.

5. У чому полягає принцип роботи бетатрона? Поясніть на прикладі однієї зі схем конструкції.

6. Чим відрізняється лінійний прискорювач від циклічного? Наведіть схему лінійного прискорювача.

7. Які основні принципи закладені в схему побудови рентгенівської трубки неперервної дії? Наведіть типову схему трубки.

8. Які основні принципи закладені в схему побудови імпульної рентгенівської трубки? Наведіть схему трубки.

9. Які основні типи детекторів іонізуючого випромінювання вам відомі? Дайте їх характеристику.

10. Поясніть принцип роботи іонізаційних детекторів іонізуючого випромінювання.

11. Поясніть принцип роботи напівпровідникових детекторів іонізуючого випромінювання.

12. Поясніть принцип роботи радіолюмінесцентних детекторів іонізуючого випромінювання.

13. Поясніть принцип роботи радіографічних детекторів іонізуючого випромінювання.

14. Які системи детектування радіаційних зображень із запам'ятовуванням зображення вам відомі? Дайте їх характеристику.

15. Які системи детектування радіаційних зображень реального часу з непрямим перетворюванням заображень вам відомі? Дайте їх характеристику.

16. Які системи детектування радіаційних зображень реального часу з прямим перетворюванням заображень вам відомі? Дайте їх характеристику.

17. Які спеціальні методи радіаційного контролю вам відомі? Дайте їх характеристику.

1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   24


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка