Ф изические основы радиационных методов контроля

неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе ионизирующего излучения после

его взаимодействия с объектом контроля. Этот вид контроля играл и продолжает играть важную роль при определении качества материалов и изделий и поиске оружия и взрывных устройств в тех или иных конкретных ситуациях.

Это один из старейших и достаточно универсальных видов неразрушающего контроля. Кроме того, различные радиационные методы хорошо разработаны и подробно описаны в стандартах, справочниках и монографиях.

Радиационный неразрушающий контроль в основном использует фотонное, нейтронное и электронное излучения.

слитках, литых изделиях, сварных и паяных соединениях);
качества функционирования узлов и

механизмов;
контейнеров, багажа, почтовых отправлений (выявление оружия, недозволенных вложений);
продуктов (выявление инородных тел);
произведений искусства (обнаружение подделок);
в судебной практике (обнаружение подделок);
в научных исследованиях (регистрация быстро протекающих процессов, физических явлений в непрозрачных средах);
в сельском хозяйстве (определение качества посевного материала, регистрация распределения зерен при посеве).

контроль представляет собой обязательное использование трех основных элементов:
источника ионизирующего излучения,
объекта

контроля,
устройства, регистрирующего дефектоскопическую информацию (детектора).

излучением и фиксирование выходящего пучка на детектор. Ионизирующее излучение, проходя

через изделие (вещество), взаимодействует с атомными ядрами и электронными оболочками, поглощаясь и рассеиваясь, и вследствие этого испытывает ослабление. При этом у каждого вещества своя степень поглощения и ослабления излучения. Наличие в объекте контроля дефектов приводит к резкому изменению энергии или интенсивности излучения выходящего пучка. Поэтому зафиксированный детектором пучок излучения несет в себе информацию о наличии и размерах дефектов (рис. 6.5). Степень ослабления зависит от толщины  и плотности контролируемого объекта, а также интенсивности I и энергии Е излучения. В общем виде закон ослабления имеет вид:

где - интенсивность потока излучения в данной точке пространства, прошедшего через изделие; - интенсивность потока излучения в той же точке перед изделием; - линейный коэффициент ослабления, характеризующий ослабление излучения на единицу длины пути в данном материале.

излучений. По детекторам радиационные методы контроля подразделяют на:

радиографический,

радиоскопический,

радиометрический.

изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или запись этого изображения

на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. На практике этот метод наиболее широко распространен в связи с его простотой и документным подтверждением полученных результатов. В зависимости от используемых детекторов различают пленочную радиографию и ксерора-диографию (электрорадиографию). В первом случае детектором скрытого изображения и регистратором статического видимого изображения служит фоточувствительная пленка, во втором - полупроводниковая пластина, а в качестве регистратора используют обычную бумагу.
В зависимости от используемого излучения различают несколько разновидностей промышленной радиографии: рентгенографию, гамма-графию, ускорительную и нейтронную радиографию. Каждый из перечисленных методов имеет свою сферу использования. Этими методами можно просвечивать стальные изделия толщиной 1.. .700 мм.

изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране радиационно-оптического

преобразователя, причем полученное изображение анализируется в процессе контроля.
Чувствительность этого метода несколько меньше, чем радиографии, но его преимуществами являются повышенная достоверность получаемых результатов благодаря возможности стереоскопического видения дефектов и рассмотрения изделий под разными углами; экспрессность и непрерывность контроля.

изделия, просвечиваемого ионизирующим излучением, в виде электрических сигналов (различных величины,

длительности или количества).
Этот метод обеспечивает наибольшие возможности автоматизации процесса контроля и осуществления автоматической обратной связи контроля и технологического процесса изготовления изделия. Преимуществом метода является возможность непрерывного высокопроизводительного контроля качества изделия, обусловленная высоким быстродействием применения аппаратуры. По чувствительности этот метод не уступает радиографии.

которые при прохождении через вещество ионизируют его молекулы и атомы.

Ионизирующее излучение имеет электромагнитную природу. Длина волн рентгеновских лучей составляет мм, -излучений мм.
В связи с вышеперечисленным, обладая большой энергией, рентгеновское и -излучение легко проникают через металл, теряя при этом часть энергии в зависимости от толщины и плотности этого металла.
Рентгеновские лучи возникают тогда, когда поток быстролетящих электронов встречает на своем пути материю. При резком торможении часть энергии летящих электронов переходит в энергию рентгеновских лучей. Все эти процессы осуществляются в специальных вакуумных приборах, называемых рентгеновскими трубками.
В современной рентгенотехнике используются высоковакуумные (порядка Па) трубки с двумя (катод, анод) и более электродами. Трубка средней мощности состоит обычно из вакуумно-плотной колбы, изготовленной из стекла или по металлокерамической технологии (рис. 2.1) Для этих целей обычно используется боросиликатное стекло (В2О3, SiO2), которое позволяет применять стеклянно-металлические вводы на основе ковара, имеющего коэффициент теплового линейного расширения, как и у стекла. Трубки со стеклянным баллоном чувствительны к тепловым и механическим ударам. Баллон металлокерамических трубок представляет собой металлический цилиндр, закрытый с обеих сторон керамическими дисками обычно из окиси алюминия. Высокие изоляционные характеристики такой керамики позволяют уменьшить размеры излучателей

катода; 3 – стеклянный колба; 4 – анод; 5 –

источник высокого напряжения

цилиндр; 3 – анодный узел; 4 – керамический диски

в спираль и окруженную металлическим электродом, создающим вокруг нее такую

конфигурацию электрического поля, при которой электроны, выходящие из катода, движутся к аноду в виде узкого электронного пучка. Нить обычно питается переменным током (50 Гц) от отдельного регулируемого трансформатора. Ток нити накала находится в пределах 1 ... 10 А. Ток трубки лежит в диапазоне несколько десятков микроампер, у микрофокусных трубок - до 20 мА.
Анод рентгеновских трубок изготовляют из материала, обладающего высокой удельной теплопроводностью, например из меди, а мишень анода – из вольфрама или молибдена. Мишень плотно располагается в медном аноде для обеспечения высокой теплопроводности.