Излучения селективно

выбор источника излучения ( рентгеновские источники для объектов ответственного назначения; изотопы — для контроля труднодоступных мест и в условиях монтажа, ускорители электронов — для контроля больших толщин и преимущественно в цеховых условиях);

метод получения информации о внутреннем состоянии контролируемого объекта, просвечиваемого ионизирующим излучением. Метод основан на взаимодействии ионизирующего излучения с объектом и преобразовании радиационного изображения в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. Проникающие излучения (рентгеновские, поток нейтронов, гамма и бетта -лучи), проходя через объект и взаимодействуя с атомами его материалов, несут различную информацию о внутреннем строении вещества и наличии в нем скрытых дефектов. Для обеспечения наглядности и воспроизведения внутреннего строения объекта применяют метод рентгеновской вычислительной томографии, основанный на обработке теневых проекций, полученных при просвечивании объекта в различных направлениях. Наиболее распространенными в машиностроении радиационными методами являются рентгенография, рентгеноскопия, гамма-контроль. Их применяют для контроля сварных и паяных швов, качества сборочных работ, состояния закрытых полостей агрегатов стенок аппаратов. Наибольшее применение нашли рентгеновские аппараты и гамма-дефектоскопы. Применение методов и средств радиационной дефектоскопии регламентировано стандартами [51-56]. Оптические методы. Оптический неразрушающий контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектом. Для получения информации используют явления интерференции, дифракции, поляризации, преломления,

В соответствии с основным назначением аппаратуру радиометрического контроля относят к приборам, использующим ионизирующие излучения для измерения физических характеристик просвечиваемых объектов. По характеру измеряемой величины их подразделяют на толщиномеры, и дефектоскопы. Кроме того, классификационными признаками являются условия измерения (поглощение излучения и его обратное рассеяние), вид используемого ионизирующего излучения (рентгеновские трубки, изотопные источники, ускорители) и конструктивно-эксплуатационные особенности.

выбор источника излучения (рентгеновские источники для объектов ответственного назначения; изотопы — для контроля труднодоступных мест и в условиях монтажа, ускорители электронов — для контроля больших толщин и преимущественно в цеховых условиях);

Неразрушающие методы контроля можно подразделить на визуальные (оптические, проникающие жидкости, лазерная голография) ; термические (с использованием инфракрасного излучения и жидких кристаллов); методы проникающего излучения (рентгеновские, изотопные); электромагнитные методы (вих-ретоковые, микроволновые, диэлектрические) и акустические методы (ультразвуковой, акустическая интерферометрия, акустическое излучение).

Ксерорадиография, или «сухая рентгенография» основана на использовании специальных металлических пластинок, покрытых слоем фотопроводника, поверхности которого сообщен электростатический заряд. Под воздействием рентгеновского ' излучения этот заряд значительно уменьшается, причем тем значительнее, чем больше интенсивность излучения. Рентгеновские лучи различной интенсивности, выходящие из просвечиваемой детали, таким образом, формируют скрытое изображение на фотопроводящем слое. Это изображение за несколько секунд «проявляется» при посыпании пластинки тонким порошком, прилипающим к поверхности экспонированной пластинки в количестве, зависящем от напряженности поля в каждой точке этой поверхности.

качестве источников излучения рентгеновские трубки, радиоактивные изотопы и ускорители заряженных частиц. При радиографическом способе регистрации результатов контроля используют фоточувствительную пленку (пленочная радиография) или обычную бумагу, на которой получают изображение с помощью полупроводниковых пластин (электрорадиогра-(табл. 8.83>,

Именно эти три вида излучения — рентгеновские лучи, электроны и нейтроны — сегодня используются для анализа структуры кристаллов. С одной стороны, все они ведут себя схоже — как электромагнитные волны определенной длины. Для всех них выполняется закон Вульфа —- Брэгга. Тем не менее число различий между ними очень велико. Даже их беглый анализ выходит далеко за рамки этой книги. Поэтому мы очень кратко остановимся лишь на нескольких пунктах.

В радиационных дефектоскопах используют следующие источники излучения: рентгеновские аппараты, радиоактивные изотопы и ускорители заряженных частиц (электронов). Рентгеновские аппараты являются источниками излучений в диапазоне энергий от 0,5 до 1000 кэВ, ускорители электронов — в диапазоне энергий до 35 МэВ. Рентгеновские дефектоскопы применяют для контроля стальных изделий толщиной до 150 мм, а ускорители — изделий толщиной до 500 мм.

• вид используемого ионизирующего излучения (рентгеновские трубки, изотопные источники, ускорители);

Как рентгеновские зеркала многослойные структуры в практическом смысле оказались значительно более «гибкими», чем обычные кристаллы. Их параметры легко можно изменять, придавая им нужные свойства. Например, подбирая период структуры в соответствии с условием (3.3), можно «настраивать» пик отражения на данную длину волны, или на данный угол падения, или на то и другое одновременно. Ширину пика можно варьировать в значительных пределах, подбирая пары веществ — компонентов покрытия, толщины слоев и их число. Наконец, можно так подобрать вещества и толщины слоев, чтобы пиковый коэффициент отражения был максимален. Отметим, что аналогичный резонансный характер с максимумом, положение которого определяется условием (3.3), носит и зависимость коэффициента отражения от длины волны. В связи с этим многослойное зеркало является одновременно и дисперсионным элементом для рентгеновского излучения.

Перечисленные свойства многослойных зеркал, доступность и универсальность технологии их производства, а также удачные результаты испытаний образцов, полученные за последние годы во многих лабораториях, привлекли внимание к применению многослойных зеркал во многих научных и технических задачах. Это прежде всего рентгеновская диагностика плазмы и коротковолновые лазеры; приборы для рентгеноспектрального, рентгено-электронного и рентгенофлюоресцентного микроанализа; сканирующие и передающие изображение рентгеновские микроскопы нормального падения; двойные монохроматоры; делительные пластинки; фильтры и интерферометры для рентгеновского излучения; рентгеновские телескопы; рентгеновская литография в микроэлектронике, а также медицинские приложения: маммография и ангиография. Отметим, что эффективность практически любого прибора скользящего падения, работающего в сравнительно узкой спектральной области, может быть значительно увеличена без изменения принципиальной схемы путем нанесения многослойного покрытия, что обеспечивает увеличение угла скольжения, а следовательно, уменьшение аберраций и увеличение светосилы прибора.

На рис. 16-4 приведена качественная картина спектра излучения селективно-серого газа, у которого в пределах полос поглощения К Х = /С=const. Газ излучает в этом случае в тех полосах спектра, в которых он поглощает. С увеличением толщины струи газа S увеличивается его поглощательная рис je-4. Качественный график способность И, следова- спектра излучения селективно-тельно, согласно закону серого газа с температурой Тг Кирхгофа должна увели- ПРИ различнойтпщине слоя чиваться и его излуча- '"~

Из уравнения (16-28) следует, что степень черноты излучения селективно-серого газа зависит от температуры газа и в том случае, когда K=?f(TT).

Ори 5 = оо или практически при KS>4,Q спектральная интенсивность излучения в пределах полос поглощения рассматриваемой среды достигает уровня спектральной интенсивности излучения черного тела (рис. 16-4). В этом случае мы приходим к спектру излучения селективно-черного газа, степень черноты излучения которого на основании уравнения (16-28) принимает вид:

Спектр излучения селективно-поглощающих сред, характеризуемых /Сх =var, существенно отличается от схемы спектра, приведенного на рис. 16-4. Примером спектров таких сред могут служить известные спектры излучения СС>2 и ШО, приведенные во многих литературных источниках [Л. 200, 194 и др.].

излучения селективно-поглощающего газа е; определяется с учетом равенства (15-11) по формуле

тральных полос излучения селективно-серого газа (e'gr и e"g" рис. 17-7),

— степень черноты излучения запыленного газа в пределах ДЯ,Г (через (.?*г) ДХг обозначено собственное излучение запыленного селективно-серого газа в пределях ДЯГ); (<7*р-г)дХг — результирующее излучение запыленного селективно-серого газа в пределах полос излучения ДЯГ; (?0п)дхст — черное излучение запыленного газа вне пределов полос поглощения (излучения) селективно-серого газа;

— степень черноты излучения запыленного газа вне пределов полос поглощения (излучения) селективно-серого газа [через (•?п)Дхст обозначено собственное излучение запыленного газа вне пределов полос ДЯГ]. При сером излучении взвешенных частиц (8п)дхст == sn (sn — степень черноты газа, обусловленная только излучением взвешенных в нем частиц); (<7р.п)ДХст — результирующее излучение запыленного

Рис. 19-2. Качественный график спектров излучения селективно-черной среды и двух серых тел

где (QpAxr и (<2р.м)ДХв — результирующее излучение поверхности Ры в пределах спектра излучения селективно-серого газа (ДЯ)Г и вне его.

Величина поверхности черного эквивалентного излучателя, который обменивается лучистым теплом с поверхности FM и Ркл в пределах спектра излучения селективно-серого газа, определяется по формуле