Излучение источника

ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ТЭС) -электростанция, вырабатывающая электрич. энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органич. топлива. ТЭС классифицируются: по виду используемого топлива - станции на твёрдом, жидком, газообразном топливе и смешанного типа; по типу тепловых двигателей - с паровыми турбинами (паротурбинные электростанции), газовыми турбинами (газотурбинные электростанции) и двигателями внутр. сгорания (дизельные электростанции); по виду отпускаемой энергии - конденсационные электростанции и теплофикационные (теплоэлектроцентрали); по графику выдачи мощности - базовые (несущие равномерную нагрузку в течение года) и пиковые (работающие по рез-коперем. графику нагрузки). Иногда к ТЭС условно относят атомные электростанции, солнечные электростанции, геотермальные электростанции. ТЕПЛОВИДЕНИЕ - получение видимого изображения объектов по их собств. либо отражённому от них тепловому (ИК) излучению; используется для определения местоположения и формы объектов, находящихся в темноте или оптически непрозрачных средах, а также для изучения степени нагретости отдельных участков сложных поверхностей. Излучение, испускаемое нагретым телом, можно визуализировать, напр., посредством нанесения на поверхность тела слоя в-ва, изменяющего под действием теплоты свою окраску (жидкие кристаллы, термочувствит. краска), интенсивность свечения (люминофоры), прозрачность (тонкие ПП плёнки), магнитное состояние (магнитные тонкие плёнки). Разновидностью Т. являются косвенные способы регистрации изображений с использованием термопластич. материалов, тепловизоров, эвапорографии. ТЕПЛОВИЗОР - прибор для получения видимого изображения объектов (или их тепловых полей) с помощью испускаемых (или отражаемых) ими тепловых (ИК) лучей. Обычно Т. содержит сканирующую систему, приёмник (детектор) теплового излуче-

магн. излучение, испускаемое в-вом (телом) за счёт его внутренней энергии', определяется ^термодинамич. темп-рой и оптич. св-вами в-ва. Т.п. характеризуется светимостью энергетической. Т.н., находящееся в термодинамич. равновесии с в-вом, наз. равновесным излучением (устанавливается в теплоизолир. системе, все тела к-рой находятся при одной и той же темп-ре). Спектр равновесного излучения определяется Планка законом. Для Т.н. в общем случае справедлив Кирхгофа закон излучения. См. также Стефана -Больцмана закон.

ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - электро-магн. излучение, испускаемое заряж. частицей при её торможении (изменении скорости) в электрич. поле. Напр., при торможении электронов в электростатич. (кулоновском) поле атомных ядер и электронов атомов возникает тормозное рентгеновское излучение, к-рое имеет непрерывный спектр частот вплоть до наибольшей частоты vmax =E/h, где Е- нач. кине-тич. энергия электрона, h - Планка постоянная. К Т.н. часто относят излучение, испускаемое заряж. частицами, движущимися с очень большими (релятивистскими) скоростями в магн. поле, синхротронное излучение. Рентгеновское Т:и. используется в пром-сти и медицине, а космич. Т.п.- в астрофиз. исследованиях. ТОРМОЗНОЙ БАШМАК - СМ. В СТ. Башмак.

Разработаны и более общие методы расчета лучистого теплообмена между телами. Например, в случае замкнутой системы, состоящей из N изогермных диффузно поглощающих и излучающих серых поверхностей, порядок расчета следующий (диффузным называется излучение, испускаемое и распространяющееся с одинаковой интенсивностью по различным направлениям).

ТЕПЛОВИДЕНИЕ — получение видимого изображения объектов с помощью тепловых лучей обычно ИК диапазона; служит для изучения внутр. строения объектов, непрозрачных для волн оптич. диапазона, либо объектов, находящихся в оптически непрозрачной среде. Тепловое излучение, испускаемое нагретым телом, можно визуализировать, напр, посредством нанесения на поверхность тела слоя вещества, изменяющего под действием тепла свою окраску (жидкие кристаллы, термо-чувствит. краска), интенсивность свечения (люминофоры), прозрачность (тонкие ПП плёнки), магнитное состояние (магнитные тонкие плёнки). На принципе Т. осн. термофотоаппарат, визуализатор, тер-мовизор и др. приборы.

ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, температурное излучени е,— электромагнитное излучение, испускаемое телами, находящимися в состоянии равновесия термодинамического. Т. и. зависит только от абс. темп-ры Т и оптич. св-в излучающего тела. Осн. хар-ки Т. и. и поглощения тела; и з-лучательная способность тела Е (v, Т), равная спектр, плотности его светимости энергетической при Т. и., поглощательная способность тела A(v, Т), равная его спектральному поглощения коэффициенту, т. е. отнесённому к узкому интервалу частот электромагнитных волн от v до v + dv. Осн. закон Т. и.— закон Кирхгофа, согласно к-рому отношение излучат, способности тела к его поглощат. способности не зависит от природы тела и является универс. ф-цией частоты v и темп-ры Т: [E(v,T)/A(v,T)]=E0(v,T). Универс. ф-ция E0(v, Т) — излучат, способность абсолютно чёрного тела. По закону Планка

ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ — электромагнитное излучение, испускаемое заряж. частицей при её торможении (изменении скорости) в электростатич. поле атомного ядра и атомарных электронов. Т. и. имеет непрерывный спектр частот вплоть до наибольшей частоты vMaKC = W/h, где W — кинетич. энергия частицы, h — Планка постоянная. К Т. и. часто относят излучение, испускаемое заряж. частицами, движущимися с очень большими (релятивистскими) скоростями в магнитном поле, т. н. синхротрон-н о е, или магнитотормозное, излучение. Т. и. используют для получения в медицине и промышленности рентгеновских лучей и гамма-лучей.

Уровни энергии, между которыми происходят оптические переходы, всегда имеют конечную ширину А?, так как время пребывания электронов на них конечно, что согласно соотношению неопределенностей (3.19) должно приводить к уширению уровней и размытию их в узкие полосы. В соответствии с этим излучение, испускаемое при оптических переходах, никогда не бывает строго монохроматическим, его частоты заключены в пределах некоторой полосы Av. Генерация же в лазере происходит вдобавок лишь на резонансных частотах, удовлетворяющих следующему условию:

Рассмотрим с точки зрения когерентности спонтанное излучение,, испускаемое, например, тепловыми источниками света. Для таких источников характерно следующее: а — отдельные атомы испускают фотоны самопроизвольно, независимо друг от друга, на волновом языке фотонам можно сопоставить «отрезки» волн, которые называют обычно цугами, цуги от отдельных атомов не коррелированы друг с другом; б — излучение атомов изотропно, т. е. происходит практически с равной вероятностью во всех направлениях. Эти два обстоятельства и обусловливают низкие когерентные свойства спонтанного излучения.

Гамма-излучение, у-лучи представляют собой электромагнитное излучение, испускаемое при переходе атомного ядра с одного энергетического уровня на другой.

у-лучи представляют собой электромагнитное излучение, испускаемое атомными ядрами при переходе их из возбужденного в основное состояние или вследствие торможения заряженных частиц.

зуют излучение источника и имеющий" ся набор детекторов. Кроме того, до" стоинства такого решения могут быть значительно усилены в случае контроля промышленных изделий переходом к вращению контролируемого объекта при отказе от быстрых пространственных перемещений источника излучения и блока детекторов. Как видно из рис. 30, такое решение при малых размерах фокуса источника излучения и достаточно большом расстоянии между фокусом и апертурой матричного детектора позволяет обеспечить оптимальные условия контроля для изделий различных размеров путем изменения расстояния между фокусом и осью вращения контролируемого изделия. Регулируемое фокусное расстояние в сочетании с разработанным в последнее время локальным алгоритмом реконструкции позволяет решать задачу анализа объемной микроструктуры на отдельных участках макрообъекта.

Измерительная схема прибора типа ПЖР^2 приведена, на рис. 3- Источник у-лучей 3 укреплен на диске 2, вращаемом синхронным мотором 1 с частотой 50 ец, благодаря чему излучение источника, проходя то через объект измерения 4, то через компенсирующий клин 5, попадает на сцинтилляционвый счетчик 6. Возникающие в фотоэлектронном умножителе импульсы суммируются на интегрирующей ячейке 7. При различном поглощении излучения в объекте измерения и клине на выходе ячейки возникает сигнал разбаланса, имеющий частоту 50 гц. Фаза сигнала разбаланса зависит от того, где поглощение сильнее—-в объекте измерения

риоды напряжения, поступающего на аноды. При уменьшении напряжения ниже 218 в [3-излучение источника попадает на счетчик ГСГ Падение напряжения положительного знака в рабочие полупериоды снимается с сопротивления R.2 и компенсирует отрицательное смещение на сетке левого триода. Левая половина лампы отпирается. Реле Ре\ срабатывает на замыкание. Включается цепь питания реверсивного двигателя, механически связанного с устройством, изменяющим сечение магнитного

Если предположить, что излучение источника строго моно-хроматично, можно определить результирующую интенсивность в любой точке интерференционной картины [23]:

Для измерения энергии излучения, также могут быть использованы фотоэлектрические элементы. В этом случае излучение источника проходит через цветной фильтр и попадает .на фотоэлектрический элемент, реакция которого дает возможность точного измерения температуры. Этот тип прибора был использован Мюллером [74] при исследовании платиновых сплавов, но, к сожалению, условия абсолютно черного тела в этой работе не были достигнуты. Фотоэлектрический элемент может быть использован также без цветного фильтра; получаемая в этом случае зависимость между реакцией прибора и температурой источника излучения имеет эмпирический характер и не основана прямо на установленных законах излучения. Устройство различных фотоэлектрических пирометров описано Вебером [75].

Для измерения энергии излучения, также могут быть использованы фотоэлектрические элементы. В этом случае излучение источника проходит через цветной фильтр и попадает .на фотоэлектрический элемент, реакция которого дает возможность точного измерения температуры. Этот тип прибора был использован Мюллером [74] при исследовании платиновых сплавов, но, к сожалению, условия абсолютно черного тела в этой работе не были достигнуты. Фотоэлектрический элемент может быть использован также без цветного фильтра; получаемая в этом случае зависимость между реакцией прибора и температурой источника излучения имеет эмпирический характер и не основана прямо на установленных законах излучения. Устройство различных фотоэлектрических пирометров описано Вебером [75].

Системы третьего поколения более консервативны, так как имеют заранее фиксированную структуру каждой веерной проекции. Однако в системах третьего поколения наиболее полно используют излучение источника и имеющийся набор детекторов. Кроме того, достоинства такого решения могут быть усилены в случае контроля промышленных изделий переходом к вращению контролируемого объекта при отказе от быстрых пространственных перемещений источника излучения и блока детекторов.

Перспективна модификация метода, основанная на применении "световой плоскости". Излучение источника света (обычно лазера) цилиндрической линзой преобразуется в плоский поток с малой расходимостью. В фокусе линзы ширина пучка порядка 10 ... 50 мкм в зоне ± 2 мм (вдоль пучка). Дефекты материала, рассеивающие свет (метод темного поля), визуализируют телекамерой, оптическая ось которой направлена ортогонально световой плоскости. При использовании ИК-лазера метод эффективен для исследования кристаллов кремния, фосфида индия, др. материалов микроэлектроники. Аналогичный метод, но с боковым расположением телекамеры, применяют для изучения структуры потоков газа или жидкости.

состоит в том, что он направляет на мишень SS' лучи, распространяющиеся под малыми углами к его поверхности, т. е. лучи, которые выходят из источника под большими (порядка гз/2) углами к оптической оси системы. В результате телесный угол, из которого «захватываются» лучи, и коэффициент передачи v пропорциональны Qc sin ij/2 ~ 8„, а не б, как в случае систем с малым числом отражений. Учитывая, что в MP-диапазоне критический угол ПВО мал (Эс < 1), коэффициенты передачи тороидального концентратора как по мощности излучения, так и по плотности потока оказываются выше, чем у традиционных концентрирующих систем, причем различие возрастает при продвижении в коротковолновую область. В свете сказанного [а также из выражения (4.50) ] ясно, что существует оптимальный угол раствора \р, соответствующий максимальному коэффициенту передачи v. Действительно, хотя при увеличении угла ф увеличивается телесный угол, в котором «захватывается» излучение источника, одновременно при этом уменьшается коэффициент отражения отдельного луча, экспоненциально убывающий с ростом гз. Из (4.50) находим, что оптимальное значение угла раствора гз приближенно определяется следующим выражением:

Для просвечивания с помощью радиоактивных изотопов служат гамма-дсфектосконы. Они имеют защитные радиационные головки с источником излучения, органы управления, систему сигнализации о положении источника и транспортного устройства. Защитные радиационные головки перекрывают излучение источника и снижают интенсивность излучения радиоактивных изотопов до допустимого уровня. Корпуса головок изготовляют из материалов, хорошо поглощающих гамма-излучение, — вольфрама, свинца, урана. Органы управления осуществляют перемещение ампулы с радиоактивным изотопом в положение «просвечивание» и возвращение ее в положение «хранение».