Природа и свойства ионизирующих излучений.Единицы измерения ионизирующих излучений.
При радиационной дефектоскопии сварных соединений в основном применяют тормозное (рентгеновское), нейтронное и у-излучения.
Тормозное излучение и у-кванты представляют собой разновидность электромагнитных колебаний, которые по сравнению с видимым светом и ультрафиолетовым излучением имеют как общие волновые свойства, так и специфические особенности, связанные с их корпускулярными (квантовыми) свойствами.
Рентгеновское излучение. Источниками рентгеновского излучения служат рентгеновские трубки. Трубка представляет собой стеклянный вакуумный баллон с двумя впаянными электродами. Рентгеновское излучение генерируется при торможении на аноде А электронов, испускаемых катодом К. В результате этого возникают характеристическое и тормозное излучения, имеющие соответственно линейчатый и непрерывный спектры. Характеристическое излучение с линейчатым спектром возникает только в том случае, когда быстрые электроны, взаимодействующие с веществом анода, обладают большой энергией, например, достаточной для обеспечения перехода К-электронов атомов вещества анода на более высокие энергетические уровни. Тогда происходит мгновенный обратный переход электрона например, с L-оболочки на К-оболочку. Это сопровождается характеристическим излучением с частотой v.
Тормозное излучение с непрерывным (сплошным) спектром возникает в результате «постепенного» торможения в материале анода электронов различных энергий, испускаемых катодом.
|
|
|
Взаимодействие бета-излучения с веществом. При прохождении бета-излучения (электронов) через вещество происходят взаимодействия с атомами поглотителя следующих основных видов:
1) упругое рассеяние электронов на атомных ядрах и электронах ядерных оболочек, в результате которого изменяется лишь направление движения сталкивающихся частиц при сохранении их общей энергии неизменной;
2) неупругое рассеяние электронов на атомных ядрах и электронах атомных оболочек, при котором часть энергии бета-частиц передается связанному электрону атома. Вследствие этого, в зависимости от количества переданной энергии, происходит возбуждение или ионизация атомов вещества с испусканием характеристического излучения с линейчатым спектром;
3) торможение электронов в кулоновском поле атомных ядер, в результате которого электроны испускают тормозное (рентгеновское) излучение, имеющее непрерывный спектр.
В радиационной дефектоскопии применяют радиоактивные бетта-источники с мишенями, в которых преобладает последний из перечисленных процессов взаимодействия.
Взаимодействие рентгеновского и гамма-излучения с веществом. При прохождении рентгеновского и гамма-излучений через вещество их интенсивность изменяется не только за счет поглощения, но и за счет рассеяния излучения материалом объекта. Этот процесс взаимодействия излучения с веществом сложен и состоит из более, чем десятка элементарных процессов взаимодействия. Однако для квантов с энергией 0,01—10 МэВ с достаточной вероятностью происходят три из них: фотоэлектрическое поглощение (фотоэффект), комптоновское рассеяние и процесс образования пар.
|
|
|
Количественной характеристикой вероятности взаимодействия рентгеновских и гамма-квантов с электронами или атомами вещества служит линейный коэффициент взаимодействия. Он характеризуется отношением числа квантов, испытавших акт взаимодействия в единицу времени, к плотности потока падающих квантов. Иными словами, линейный коэффициент взаимодействия определяет изменение интенсивности ионизирующего излучения в результате его прохождения через вещество.
В результате фотоэлектрического взаимодействия (фотоэффекта) с атомом вещества А квант исчезает, передавая свою энергию электрону. Вследствие этого последний покидает оболочку и вылетает из атома А с энергией, равной разности энергии кванта и энергии связи электрона в атоме. Фотоэффект особенно заметен в тяжелых веществах при облучении их излучением малых энергий. Причем его линейный коэффициент взаимодействия τ растет, как с ростом заряда ядра Z (где k = 4,5-5), и падает, как 1/E3 (при Е <0,2 МэВ) или 1/Е при (Е > 0,5 МэВ) с ростом энергии Е.
|
|
|
В результате комптоновского рассеяния квант и электрон атома при взаимодействии отклоняются, а энергия кванта изменяется. При этом кванты могут рассеяться под углами 0—180°, а электроны под углами 0—90° к направлению движения исходного кванта. Линейный коэффициент взаимодействия σ при комптоновском рассеянии пропорционален Z и обратно пропорционален Е.
В радиационной дефектоскопии используют фотометрические единицы при расшифровке результатов радиографического и радиоскопического контроля и единицы измерений ионизирующих излучений при просвечивании изделий.
В качестве фотометрических единиц, применяемых при радиационной интроскопии и радиографии, используют основные единицы по ГОСТ 7932—56 (канделла, люмен, люкс, нит и др.).
В качестве единиц измерения ионизирующих излучений широко применяют единицы излучения по Международной системе СИ и внесистемные единицы.
Активность изотопа А определяется числом атомов радиоактивного вещества, распадающихся в единицу времени, т. е. скоростью распада данного изотопа.
Экспозиционная доза X рентгеновского и γ-излучений выражает энергию квантового излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха.
Мощность Р экспозиционной дозы рентгеновского и γ-излучения определяется экспозиционной дозой, отнесенной ко времени.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 301; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!