Гамма-плотномер

 В избранное 
Материал из Интервики
Перейти к: навигация, поиск
Ошибка создания миниатюры: Файл не найден
Гамма-плотномер в лаборатории ИФТиЭ

Одним из важнейших параметров, определяющих качество веществ, является плотность. Измерение плотности играет важную роль в различных отраслях промышленности, где по плотности судят о качестве исходного сырья, о тех физико-химических изменениях в материале, которые происходят во время технологического процесса.

Структурно-чувствительные свойства жидких металлов[править]

Плотность, подобно вязкости, электропроводности, поверхностному натяжению, скорости ультразвука, является структурно чувствительной характеристикой жидких металлов и сплавов. Несмотря на широкое распространение дифракционных методов исследования структуры жидких металлов и сплавов, основную информацию об их строении экспериментаторы извлекают из результатов измерения температурных и концентрационных зависимостей свойств.

Изменения плотности металлов при плавлении отражают изменения координационного числа и величин межатомных расстояний. В связи с этим данные об изменении плотности при плавлении исследуемых образцов и коэффициенте их объёмного расширения, их взаимосвязь позволяют получить весьма ценную информацию об особенностях строения металлических расплавов.

Характеристика метода проникающего γ – излучения[править]

Гамма-излучение способно проникать сквозь заметные слои вещества. По мере проникновения в вещество интенсивность излучения постепенно уменьшается. Степень поглощения излучения зависит как от вида и энергии излучения, так и от толщины и физико-химических свойств вещества, которое поглощает излучение.

Измерение поглощения радиоактивного излучения лежит в основе действия приборов для измерения физико-химических и механических характеристик веществ, в частности, измерения плотности. При прохождении γ-квантов через вещество их энергия поглощается в основном электронами. Имеется свыше десятка различных типов элементарных процессов взаимодействия γ-квантов с веществом. Но для квантов с энергией от 0,1 до 10 МэВ с заметной вероятностью идут только три процесса: фотоэлектрическое поглощение, комптоновское рассеяние и процесс образования пар.


Конструкция экспериментальной установки[править]

Метод измерения плотности различных веществ с помощью γ-излучения получил широкое распространение в технике благодаря ряду хорошо известных преимуществ перед устройствами с механическими и контактными датчиками.
Ошибка создания миниатюры: Файл не найден
Источник гамма-излучения Cs-137 и измерительная камера

Высокотемпературные γ-плотномеры имеют в основе те же узлы и отличаются, главным образом, конструкцией измерительной ячейки и наличием электропечи со схемами питания и регулирования температуры, а также набором приборов для измерения температуры. Особой задачей при создании исследовательских установок является обеспечение высокой точности измерений в широких диапазонах изменений плотности веществ и толщины образцов. Эта задача решается, как правило, применением широкодиапазонных интенсиметров при достаточно большой активности радиоизотопного источника излучения.

Внутри толстостенного контейнера биологической защиты находится источник излучения. В рабочем положении источник фиксируется напротив отверстия коллиматора. В качестве источника излучения применяется блок БГИ-75А с радиоизотопом 137Cs, активностью около 2 Ки.

Преимущества гамма-плотномеров[править]

Одним из основных преимуществ радиоактивных плотномеров является бесконтактность измерения (чувствительный элемент прибора не вводится внутрь измеряемой среды) и одновременная минимальная погрешность измерений при проведении эксперимента. В связи с этим применение радиоактивных плотномеров целесообразно в тех случаях, когда измеряется плотность агрессивных или весьма вязких жидкостей, а также жидкостей, находящихся под высоким давлением или имеющих высокую температуру. К таким жидкостям относятся металлы и сплавы в жидком состоянии. Вместе с тем следует отметить, что использование радиоактивных плотномеров представляет для экспериментаторов большую трудоёмкость в исполнении.