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[]核技术应用第八章

核辐射应用仪表 或放射性同位素仪表概述 先进性 非接触式测量。 环境因素对核辐射的来源无影响。 实现在线测量。 对被测对象无任何损伤和破坏。 能实现同时多个参量测量。 工作原理 减弱效应-- ?、?、? 电离效应-- ?、? 散射效应-- ?、?、? 、 n 激发次级荧光效应 -- ?、? 利用放射源的标记作用 常用仪表 电离效应 ?、? 静电消除器, ?、?烟雾报警器, ?放射性避雷针。 吸收效应 ? 透射式厚度计,气体压力计密度计, ?同位素透射仪表, ? 密度,料位,及称重。 散射效应 ? 同位素反散射仪表, ? 测井, n 测井及水分计 基本结构 有防护屏蔽的辐射源 有适当几何布置的辐射灵敏探测装置 处理探测器输出信号的电子学线路 用于贮存和分析结果的仪器 第一部分 ? 辐射仪表 ? 射线与物质相互作用:光电效应,康普顿射,电子对生成。 射线强度被减弱且服从指数衰减规律。 (1) 和 为射线在吸收前后的强度; 和 为吸收物质的线性吸收系数和质量吸收系数; 和 吸收物质的厚度和质量厚度; 为三种效应的线性叠加 利用透射效应,散射效应和激发次级辐射(荧光)效应,制 成辐射式仪表。 透射式仪表(吸收效应) 1 ? 辐射探伤仪 工作原理 一束平行?射线射向被检测物件,在物件的另一侧放置探测器,如下图 ? 射线在正常物件的衰减如(1)式 当存在缺陷时 两者比值为 缺陷物质常是空气 常用方法 照相法,强度测量法 辐射探伤常用 ? 源: 60Co,137Cs,192Ir,241Am 辐射探伤常用源活度:10的11次方~10的12次方 Bq 示意图 2. ? 物位计 根据 ? 射线穿过物质被减弱的原理制成的一种固定安装、非接触式仪表。通过γ射线与被测物料的相互作用,得到随物料料面位置变化的射线强度信号,仪表检测此信号并将其转换为电信号,用以连续显示料位或报警,并且输出4-20mA信号,具有稳定可靠、使用维修方便等优点。高温、高压、易燃、易爆、极毒等恶劣条件下的连续料位测定或报警。 常用于 火车车皮装煤量 油罐车装油量 炼钢炉钢水量 煤气罐气量 常用 ? 源:60Co,137Cs 活度:40MBq~4GBq 3 ? 密度计 工作原理 和 发射的 ? 射线通过核子数是2~30的材料, 为一常数。 通过测量吸收前后强度变化便可得到被测物质密度 ? 密度计是由放在可闭锁的评比容器中的点源,探测系统和夹紧固定装置组成。 ? 密度计可用于: (1)测量酸,碱,盐和有机物的密度; (2)控制化学过程,如化合材料的聚合; (3)测量溶液中固体物质的含量; (4)测量物体毛重和气体密度。 4 ? 厚度计 工作原理同 ? 密度计相似。 常用于板材厚度,管材壁厚的测量。 ? 辐射反散射式仪表 物理原理:康普顿散射,散射 ? 射线强度与散射体厚度,密度,核子数,散射夹角 有关 1 ?--? 测井仪 工作原理:岩层对 ? 射线的散射和吸收效应 ? 放射源 井下探头 屏蔽体 结构 探测器 前置放大器 井上电路 煤炭密度一般为1.3~1.5克/立方厘米,与粘土,石灰石的密度有较大的密度差。 散射强度不仅与密度有关,还与原子序数有关,因此分析强度可确定煤层。 2. ? 反射侧厚仪 3. ? 反射测煤灰分 4. ? 辐射土壤密度计 核子测厚仪 核子秤 工作原理 即为单位面积的质量,若探测器接受 ? 射线束的面积为D, 则D内的物质质量M为: 若测量对象为皮带上的物料,求出一

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