Проникновения излучения

Рентгеновское и гамма-излучения обладают большой энергией по сравнению со световой, что обусловливает их высокую проникающую способность. Контроль сварных соединений радиоактивным;! методами основан на изменении рентгеновского и гамма-излучения в результате потери части энергии при прохождении ими материала в зависимости от его плотности и толщины.

Рентгеновское и гамма-излучения обладают большой энергией по сравнению со световой, что обусловливает их высокую проникающую способность. Контроль металла и сварных соединений радиоактивными методами основан на изменении рентгеновского и гамма-излучения в результате потери части энергии при прохождении ими материала в зависимости от его плотности и толщины.

энергия Е (спектральный состав) излучения, которая определяет проникающую способность излучения и выявляемость дефектов в контролируемых материалах различной толщины и плотности;

Энергетический спектр (энергия) Е излучения определяет его проникающую способность и выявляемость дефектов в - контролируемом изделии.

Главным компонентом основы и по значимости, и по удельной .массе является гомополимерная пластифицированная поливинилацетатная'дисперсия (ПВАД)ушред-ставляющая собой взвесь шариков (глобул) полимера поливйнилацетата в водном растворе другого полимера — поливинилового спирта. Именно благодаря этой дисперсии грунтовка Э-ВА-01 ГИСИ и завоевала доминирующую 'роль среди модификаторов ржавчины. Она оказалась не просто пленкообразователем, а компонентом многостороннего действия. Например, ПВАД проявляет хорошую ненетрирующую (проникающую) способность по отношению к ржавчине, укрепляет и уплотняет ее, обеспечивает высокую' адгезию как пленки грунта к ржавому металлу, так- и покровных красок к пленке грунта. •

альфа (ядра гелия)-, бета (электроны)- и гамма-лучи. Процесс распада объясняется следующим образом. Внутриядерные силы притяжения между протонами и нейтронами, входящими в состав ядра радиоактивных элементов, не обеспечивают достаточной устойчивости ядра. В результате наблюдается самопроизвольная перестройка менее устойчивых ядер в более устойчивые. Этот процесс, называемый естественным радиоактивным распадом, сопровождается испусканием альфа-бета-частиц и гамма-излучения, в результате чего образуется новое ядро, которое может оказаться в возбужденном состоянии. В свою очередь возбужденное ядро, переходя в нормальное, невозбужденное состояние, испускает избыток энергии в виде гамма-излучения. Спектр гамма-излучения не является сплошным, а включает излучение одной или нескольких дискретных энергий. Пробег альфа и бета-частиц в веществе очень мал, а гамма-кванты обладают существенно большей проникающей способностью. Из большого числа радиоактивных изотопов в радиационной дефектоскопии применяются лишь те, характеристики которых удовлетворяют трем основным требованиям дефектоскопии: они должны иметь высокую проникающую способность и интенсивность излучения и достаточно продолжительный период полураспада. Радиоактивный изотоп характеризуется периодом полураспада, энергией и спектром излучения, удельной активностью и гамма-постоянной.

Мощность экспозиционной дозы влияет на производительность контроля, а также определяет требования к технике безопасности и конструкции защитных устройств; энергия определяет проникающую способность излучения и выявляемость дефектов. Плотность и атомный номер вещества влияют на выбор необходимых МЭД и энергии излучения, обеспечивающих получение требуемой производительности и выявляе-мости (чувствительности).

Основные радиационно-дефектоскопические характеристики радиоизотопных источников излучения: энергия Е определяет проникающую способность излучения и выявляемость

Линейный коэффициент ослабления ионизирующих излучений, так же как и коэффициент затухания ультразвуковых волн, зависит от природы и свойств контролируемого изделия и источника излучений. Он является важным параметром контроля,определяющим проникающую способность излучений и выявляемость дефектов. Другими основными параметрами радиационного контроля, влияющими на его производительность и выявляемость дефектов конкретного изделия, являются мощность экспозиционной дозы и энергия источника излучения, дозовый фактор накопления, абсолютная и относительная чувствительность метода, нерезкость и контрастность изображения, эффективность и разрешающая способность детектора [61 ].

Интенсивность излучения определяется энергией излучения, попадающего в единицу времени на единицу площади, расположенной перпендикулярно к направлению распространения излучения. Уравнение ослабления интенсивности излучений при прохождении вещества было рассмотрено выше. Исходя из определения понятия интенсивности, можно сделать вывод о том, что энергия излучения определяет его проникающую способность, выявляе-мость дефектов и длительность просвечивания. Уравнение интенсивности (2) описывает закон ослабления узкого, параллельного и моноэнергетического пучка лучей. При дефектоскопии сварных соединений, литья и других изделий используют широкие пучки. В этом случае на пленку (детектор) попадают не только те кванты, направление движения которых совпадает с начальным, но и кванты, испытавшие многократное рассеяние в контролируемом изделии.

В качестве источника бета-излучения применяются радиоактивные изотопы, имеющие различную проникающую способность.

Из сказанного следует, что оптическая толщина есть отношение характерного линейного размера к длине проникновения излучения и что 1/ох играет роль, аналогичную средней длине свободного пробега

из приведенных данных, соединения с большим процентом ароматичности обладают большей радиационной стойкостью. Замещенные ароматические соединения стабильнее незамещенных. Очевидно, это связано с тем фактом, что боковые цепи или группы обеспечивают возможность более простого проникновения излучения в ароматическое кольцо с последующим равномерным распределением поглощенной энергии по связям. Для алкилзамещенных ароматических углеводородов наименее прочной является связь С — С, ближайшая к кольцу [136]. Необходимо отметить также, что ароматические структуры с заместителями в мета-положении стабильнее структур с заместителями в орто-и пара-положениях [1].

Известен поглотитель, построенный на эффекте частичного проникновения излучения в менее плотную оптическую среду при полном внутреннем отражении. Коэффициент отражения такого устройства может меняться в широких пределах, ослабитель селективен, и погрешность измерения зависит от поляризации падающего излучения.

Исследования воздействия лазерного излучения на различные материалы [37, 78, 177] определили необходимые плотности мощности для отдельных видов технологических операций. При плотностях мощности приблизительно до 106 Вт/см2 происходит интенсивный локальный разогрев материала, с которым связаны технологические операции сварки и термообработки, и при этом не происходит разрушения обрабатываемого материала. Интенсивность нагрева зависит от соотношения глубины проникновения излучения в материал 8 и толщины прогретого путем теплопроводности слоя ]/kt, где k —• температуропроводность материала; t—длительность воздействия лазерного излучения. Для металлов, где 8 < Ykt, источник тепла всегда можно считать поверхностным. При обработке неметаллических материалов это условие не выполняется.

Глубина проникновения излучения внутрь вещества характеризует его отражательную и поглощательную способности.

Глубина проникновения излучения внутрь вещества определяет величину его отражательной и поглощательной способности.

За среднюю глубину проникновения излучения внутрь вещества принимают такую глубину в долях от длины

Полезно здесь отметить по [Л. 59], что поглощение падающего излучения системами «слабо поглощающих» частиц, имеющих малый показатель поглощения к, может быть очень велико. Здесь слова «слабо поглощающих» берутся в кавычки, чтобы подчеркнуть, что этот термин указывает лишь на малую величину и, а не самого эффекта поглощения. Как известно, малое к подчеркивает лишь большую глубину проникновения излучения в данный материал, которое может либо пройти сквозь него, либо почти полностью поглотиться (при достаточной толщине слоя), а отражение (и рас-геяние) таким материалом невелико.

Из сказанного выше можно сделать выводы, что предложенный в данной работе подход к усреднению сечений может быть с успехом использован при решении задач физики защиты, особенно задач глубокого проникновения излучения.

Уже из анализа влияния шероховатости поверхности на отражение понятно, что вопроо глубины проникновения излучения в отражатель представляет большой интерес. Оценка толщины олоя, формирующего отражение в рентгеновской области, весьма важна также для целого ряда прикладных задач, о которых пойдет речь в п. 1.6.

В качестве простейшего экспериментального метода определения глубины проникновения может быть предложен следующий: начиная о маленьких значений постепенно увеличивают толщину наносимого слоя, записывая угловую зависимооть коэффициента отражения. То значение d, при котором вид зависимости R = = R (9) перестанет изменяться, и характеризует толщину слоя, формирующего отражения. Таким методом Алиханов [3] впервые определил глубину проникновения излучения Мо, Ка^ в серебро.