Доклад на тему радиационный контроль

Обновлено: 30.06.2024

Радиационные методы контроля основаны на регистрации и анализе ионизирующего излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием. Наиболее часто применяются методы контроля прошедшим излучением, основанные на различном поглощении ионизирующих излучений при прохождении через дефект и бездефектный участок сварного соединения. Интенсивность прошедшего излучения будет больше на участках меньшей толщины или меньшей плотности, в частности в местах дефектов - несплошностей или неметаллических включений.

Вложенные файлы: 1 файл

Радиационные методы контроля.docx

Радиационные методы контроля

Радиационные методы контроля основаны на регистрации и анализе ионизирующего излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием. Наиболее часто применяются методы контроля прошедшим излучением, основанные на различном поглощении ионизирующих излучений при прохождении через дефект и бездефектный участок сварного соединения (рис. 178). Интенсивность прошедшего излучения будет больше на участках меньшей толщины или меньшей плотности, в частности в местах дефектов - несплошностей или неметаллических включений.

Методы радиационного контроля классифицируются прежде всего по виду (и источнику) ионизирующего излучения и по виду детектора ионизирующего изучения.

Ионизирующим называют изучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов. Так как ионизирующее излучение, состоящее из заряженных частиц, имеет малую проникающую способность, то для радиационного контроля сварных соединений обычно используют излучение фотонов или нейтронов. Наиболее широко используется рентгеновское излучение (Х-лучи). Это фотонное излучение с длиной волны 6*10 -13 . 1*10 -9 м. Имея ту же природу, что и видимый свет, но меньшую длину волны (у видимого света 4. 7 * 10 -7 м), рентгеновское излучение обладает высокой проникающей способностью и может проходить через достаточно большие толщины конструкционных материалов. При взаимодействии с материалом контролируемого изделия интенсивность рентгеновского излучения уменьшается, что и используется при контроле. Рентгеновское излучение обеспечивает наибольшую чувствительность контроля.

Получают рентгеновское излучение в рентгеновских трубках. Испускаемые с накаленного катода электроны под действием высокого напряжения разгоняются в герметичном баллоне, из которого откачан воздух, и попадают на анод. При торможении электронов на аноде их энергия выделяется в виде фотонов различной длины волны, в том числе и рентгеновских. Чем больше ускоряющее напряжение, тем больше энергия образующихся фотонов и их проникающая способность.

Рис. 178. Схема радиационного контроля прошедшим излучением:
1 - источник излучения; 2 - изделие; 3 - дефект; 4 - детектор (пленка); 5 - плотность излучения

Существуют различные схемы и большое количество марок рентгеновских аппаратов, как стационарных, так и переносных. В последнее время все большее распространение получают малогабаритные импульсные аппараты, позволяющие при малой мощности за счет малого времени импульса (1. 3 мкс) при сравнительно большом токе (100. 200 А) просвечивать достаточно большие толщины.

Другим распространенным видом ионизирующего излучения, используемым при контроле сварных соединений, является γ-излучение.

Это фотонное излучение с длиной волны 1*10 -13 . 4*10 -12 м, возникающее при распаде радиоактивных изотопов, источником γ-излучения при радиационном контроле обычно являются радиоактивные изотопы тулия, иридия, цезия, кобальта: 170Тu, 192Ir, 137Cs, 60Со и др. Источники γ-излучения компактны и не требуют больших затрат электроэнергии (только на освещение и, возможно, на перемещение радиоактивного изотопа в рабочее положение и обратно). Однако γ-излучение более опасно для человека и, в отличие от рентгеновского, не может быть выключено. Проникающая способность γ-излучения выше, чем рентгеновского, поэтому могут просвечиваться изделия большей толщины, но чувствительность контроля при этом ниже, различие между дефектными и бездефектными участками менее заметно. Поэтому область применения γ-дефектоскопии - контроль изделий большой толщины (малые дефекты в этом случае менее опасны), контроль в монтажных и полевых условиях, в частности - трубопроводов и крупногабаритных резервуаров, просвечивание изделий сложной формы, если разместить рентгеновский аппарат нельзя.

Гораздо реже (при контроле изделий еще большей толщины) используется тормозное излучение высоких энергий (1. 100 МэВ, в то время как энергия рентгеновских фотонов не превышает 0,5 МэВ) с длиной волны 1*10 -16 . 1*10 -12 м, обладающее еще большей проникающей способностью. Такое излучение получают при бомбардировке мишеней электронами, ускоренными в линейных или циклических ускорителях: микротронах, бетатронах. Поэтому контроль с использованием тормозного излучения высоких энергий называют бетатронной дефектоскопией. О возможностях этого метода можно судить по таким данным: излучение с энергией 35 МэВ позволяет просвечивать сплавы на основе железа толщиной до 450 мм или сплавы на основе алюминия толщиной до 1800 мм.

Для контроля изделий из тяжелых элементов, для контроля наличия соединений водорода, бора, лития и других легких элементов в капсулах из тяжелых элементов, а также при контроле радиоактивных изделий используют нейтронное излучение, которое получают в ядерных реакторах либо с использованием радиоизотопных источников.

В зависимости от методов детектирования (обнаружения и регистрации) ионизирующего изучения различаютрадиографию, при которой фиксирование изображения внутренней структуры изделия происходит на пленке или бумаге, радиоскопию (изображение наблюдается на экране) и радиометрию (регистрируются электрические сигналы). Радиография получила наибольшее распространение с связи с простотой, наглядностью и документальным подтверждением результатов контроля. При радиографическом контроле для регистрации интенсивности прошедшего через металл излучения применяют радиографическую пленку или фотобумагу (метод прямой экспозиции), металлические активируемые экраны или заряженные полупроводниковые пластины (метод переноса изображения). Более распространен метод прямой экспозиции. При нем могут использоваться все рассмотренные виды ионизирующих излучений. Оптическая плотность почернения радиографической пленки или фотобумаги зависит от дозы ионизирующего излучения, она больше на местах, перекрытых менее плотными участками контролируемого объекта. Поэтому такие дефекты, как поры, трещины, непровары, а также шлаковые включения, будут выглядеть на радиографической пленке в виде темных пятен соответствующей формы. Включения более плотные, чем основной металл (например, вольфрамовые при сварке алюминия неплавящимся электродом), будут на радиограммах иметь вид светлых пятен. Для лучшего выявления дефекта направление излучения должно по возможности совпадать с направлением его максимального размера.

Просвечивание стыковых швов (рис. 179) обычно проводят перпендикулярно поверхности либо по направлению разделки кромок, так как возможно образование дефектов по линии сплавления. При контроле угловых швов направление просвечивания выбирают по биссектрисе угла либо по направлению разделки кромок. При контроле сварных соединений труб и коробчатых конструкций наилучшим вариантом является размещение источника излучения внутри изделия, так как в этом случае, во-первых, появляется возможность панорамного просвечивания за одну экспозицию, а во-вторых, стенки изделия ослабляют поток ионизирующего излучения в окружающую среду. При невозможности помещения источника излучения внутри просвечивание проводят снаружи, в том числе через две стенки под углом к оси шва во избежание наложения изображений швов друг на друга (рис. 179, в). Лишь около 1 % фотонов ионизирующего излучения, проходящих через пленку, взаимодействуют с ней. Поэтому для повышения чувствительности контроля и ускорения просвечивания используют усиливающие флуоресцентные или металлические экраны из фольги тяжелых металлов (чаще свинца), наклеенной на гибкий пластик.

Флуоресцентные экраны представляют собой пластмассовую или картонную подложку, на которую нанесен слой люминофора - вещества, светящегося под воздействием ионизирующего излучения. Они используются со специальными пленками, чувствительными к видимому ультрафиолетовому и инфракрасному излучениям. Наименьшие экспозиции получаются при использовании флуоресцентных экранов, а наилучшая чувствительность - при использовании металлических экранов.

Рис. 179. Схемы радиографического контроля: а - стыковых; б - угловых швов; в - труб; 1 — источник излучения; 2 — пленка

Радиографические пленки характеризуются чувствительностью к излучению и контрастностью. Чем больше чувствительность пленки, тем выше производительность контроля. Чем выше контрастность пленки, тем выше чувствительность контроля. Поэтому высококонтрастные пленки применяют при просвечивании ответственных изделий, а также легких металлов и деталей малой толщины.

Выявляемость дефектов при радиографическом контроле зависит также от резкости изображения. Причинами нерезкости могут быть образование в эмульсионном слое пленки фотоэлектронов (внутренняя нерезкость), рассеяние излучения в материале изделия (особенно при просвечивании изделий большой толщины), смещение или колебания относительного расположения источника, изделия и детектора (устраняются жестким закреплением) и отличие реальной формы источника излучения от точечной (геометрическая нерезкость). Для уменьшения геометрической нерезкости применяют источники излучения с возможно меньшим размером фокусного пятна, максимально приближают пленку к контролируемому изделию и увеличивают фокусное расстояние (от источника излучения до пленки).

Подготовка к просвечиванию при радиографии заключается в предварительном осмотре сварного соединения и очистке его от шлака, масла и других загрязнений. Наружные дефекты удаляют. Участки шва маркируют с помощью свинцовых знаков, либо помечают пленку или флуоресцентные экраны. На поверхность изделия вблизи контролируемого шва устанавливаются эталоны чувствительности, чаще всего - канавочный: пластинка с канавками переменной глубины и ширины.

Время просвечивания определяется по номограммам экспозиции, которые обычно строят для каждого материала в зависимости от его толщины, энергии излучения (в частности, напряжения на аноде рентгеновской трубки), фокусного расстояния; типа применяемой пленки и усиливающих экранов.

Метод переноса изображения применяется сравнительно редко: при контроле радиоактивных изделий и при ксерорадиографии.

При радиографии радиоактивных изделий используют в качестве излучения нейтроны, а в качестве детектора - металлические активированные экраны, которые активируются в нейтронном потоке и не чувствительны к γ-излучению. Затем скрытое изображение переносят на радиографическую пленку, прикладывая ее к металлическому экрану.

Ксерорадиография позволяет исключить применение радиографической пленки. При этом достигается повышение производительности контроля за счет исключения трудоемкой фотообработки, а также уменьшение затрат в связи с исключением расхода серебра, входящего в состав пленки. В качестве детектора при ксерорадиографии используют специальные ксерорадиографические пластины, состоящие из проводящей подложки (алюминия, латуни, стекла или бумаги с проводящим покрытием), на которую нанесено полупроводниковое покрытие (чаще всего селеновое). В качестве источника излучения в основном используют рентгеновские аппараты, реже - радиоизотопные источники тормозного или γ-излучения. При ксерорадиографии заряжают ксерорадиографическую пластину с помощью коронного разряда и помещают в светонепроницаемую кассету. В процессе просвечивания селен становится проводником, происходит утечка заряда. Чем больше интенсивность прошедшего излучения, тем меньше остаточный заряд. Затем на пластинку наносят красящее вещество. Краситель переносят на бумагу контактным, способом, закрепляют на ней ацетоном или другим растворителем. Время контроля по сравнению с обычной радиографией уменьшается в десятки раз. Одна ксерорадиографическая пластина может использоваться до 1000 раз.

Радиоскопия основана на просвечивании контролируемых объектов ионизирующим излучением, преобразовании прошедшего излучения в светотеневое или электронное изображение с последующим усилением, передачей и анализом изображения на экране оптического устройства или телевизионного приемника. Применение телевизионных систем обеспечивает радиационную безопасность персонала, позволяет усиливать яркость и контрастность и изменять масштаб изображения.

В качестве источника ионизирующего излучения при радиоскопии чаще применяют рентгеновские аппараты, реже линейные и циклические ускорители, а также радиоизотопные источники большой мощности. Перспективно применение нейтронного излучения, получаемого в ядерных реакторах или генераторах нейтронов.

Радиоскопия позволяет рассмотреть внутреннюю структуру объекта непосредственно в момент просвечивания, при этом сохраняются достоинства радиографии: возможность определения типа, характера и формы дефекта. Малая инерционность преобразования радиационного изображения позволяет за короткое время исследовать объект под различными углами, что повышает вероятность выявления скрытых дефектов. Чувствительность радиоскопии ниже чувствительности радиографии, производительность - выше. В установках для радиоскопии может быть предусмотрена отметка и последующая радиография выявленных дефектных участков.

Радиометрия основана на просвечивании изделия ионизирующим излучением и преобразовании плотности потока или спектрального состава прошедшего излучения в электрический сигнал. В качестве источника излучения применяют в основном радиоизотопы (γ-излучение), ускорители, реже — рентгеновские аппараты и источники нейтронов. В качестве детекторов используют ионизационные камеры, газоразрядные счетчики (пропорциональные и счетчики Гейгера), фиксирующие ионизацию или газовый разряд под действием ионизирующего излучения, а также сцинтилляционные счетчики, основанные на измерении с помощью электронных умножителей интенсивности световых вспышек в люминофорах.

В отличие от радиографического и радиоскопического методов при радиометрии объект просвечивается узким пучком излучения. Если в просвечиваемом изделии будет дефект, то регистрационное устройство отметит изменение интенсивности излучения.

Преимущества радиометрии: высокая чувствительность (выше, чем у радиографического метода), высокая производительность, возможность бесконтактного контроля качества движущегося изделия, что особенно удобно при поточном производстве (возможно осуществление обратной связи с технологическим процессом). Основной недостаток радиометрии: интегрирующие свойства - одновременная регистрация сигнала от дефекта и от изменения толщины изделия. Это затрудняет возможность определения формы, размеров и глубины залегания дефекта - иногда оказывается необходимым снимать или зачищать усиление сварного шва.

Дальнейшим развитием радиографии является радиационная вычислительная томография. В отличие от обычной радиографии объект просвечивается большим количеством источников излучения, прошедшее излучение фиксируется большим количеством детекторов, изделие перемещается по определенной программе, результаты контроля запоминаются и анализируются с помощью ЭВМ, а затем на основе созданной модели внутренней структуры объекта формируется ее изображение на экране, т.е. обеспечивается наглядность, отсутствующая при обычной радиографии.

ГЛАВА 1. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ.

ГЛАВА 2. ПРИБОРЫ РАДИАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ И ДОЗИМ ЕТРИЧЕСКОГО

В случае применения противником ядерного и химического оружия, а также при

авариях на предприятиях атомной и хими ческой промышленности радиоактивному зара -

жению подвергнутся воздух, местность и расположенные на ней сооружения, техника,

Ситуация, создавшаяся в результате радиоактивного заражения местности,

называется соответственно радиационной . Онa характеризуется м асштабами и

характером радиоактивного заражения и может оказ ать существенное влияние на

производственную деятельность объектов народного хозяйства, действия не -

военизированных формирований, жизнедеятельность населения.

Опасность поражения людей, сельскохозяйственных животных, растений требует

быстрого выявления и оценки радиационной обстановки и учета ее влияния на ведение

спасательных работ. В этом и заключается актуальность данной работы. Ц ель –

изучить средства и методы выявления радиационной обстановки, а так же узнать какие

приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля при этом используются.

Радиационная обстановка может быть выявле на и оценена методом

прогнозирования . Это так называемая предполагаемая, или прогнозируемая, обстановка.

Прогнозирование осуществляется на основе установленных за кономерностей: масштабов

и характера радиоактивного заражения м естности, от мощности и вида ядерного взры ва,

вида 0В и средств его доставки, а так же от метеорологиче ских условий. Поскольку

процесс формирования зон радиоактивного зара жения длится несколько часов, это

позволяет использовать дан ные прогноза для организации ряда мероприятий по защите

населения, личного состава формирований, сельскохозяйственных животных и

ориентировочной оценки последствий заражения. Исходные данные для осуществления

прогнозирования на объекте получают, как правило, от вышестоящих штабов ГО.

С другой стороны, знание радиационной обста новки может основываться на

данных разведки . Выявление фактической радиационной обста новки включает сбор и

обработку данных о радиоактивном заражении и нанесение по этим данным зон за -

Окончательное решение на ведение спасательных работ и ус тановление режимов

работы объекта в условиях радиоактивного или химического заражения принимается,

как правило, после вы явления и оценки фактической радиационной или химической об -

становки, Поэтому выявление обстановки, сбор и обработка данных разведки являются

важнейшими задачами штаба, служб и командиров формирований ГО.

Так какие именно средства выявления радиационной обстановки являются

наиболее эффективными? Какие приборы следует использовать для анализа окружающей

среды в зоне радиационного заражения? На эти и многие другие вопросы я попытаюсь

Радиационный контроль – это:

1) Контроль за соблюдением норм радиационной безопасности и основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и иными источниками ионизирующего излучения, а также получение информации о радиационной обстановке на радиационно опасном объекте и в окружающей среде и уровнях облучения людей.

2) Получение информации о радиационной обстановке в организации, в окружающей среде и об уровнях облучения людей. Радиационный контроль включает радиометрический и дозиметрический контроль. На радиационно опасных объектах он проводится в основном персоналом службы (группы, команды и т.п.) радиационной безопасности объекта. В некоторых случаях допускается проведение отдельных видов радиационного контроля. персоналом других подразделений объекта при методическом руководстве службы радиационной безопасности. Контроль осуществляется за всеми основными радиационными показателями, определяющими уровни облучения персонала и радиоактивную загрязненность окружающей среды.

Основными контролируемыми параметрами являются:

годовая эффективная и эквивалентная дозы;
поступление радионуклидов в организм и их содержание в организме для оценки годового поступления;
объемная или удельная активность радионуклидов в воздухе, воде, продуктах питания, строительных материалах и др.;
радиоактивное загрязнение кожных покровов, одежды, обуви, рабочих поверхностей;
доза и мощность дозы внешнего излучения;
плотность потока частиц и фотонов.

С целью оперативного контроля для всех перечисленных контролируемых параметров устанавливаются контрольные уровни. При установлении контрольных уровней исходят из принципа оптимизации с учетом:

неравномерности радиационного воздействия во времени;
целесообразности сохранения уже достигнутого уровня радиационного воздействия на данном объекте ниже допустимого;
эффективности мероприятий по улучшению радиационной обстановки.

В системе радиационного контроля на радиационно опасных объектах широко применяются автоматизированные системы. При нормальной эксплуатации радиационно опасных объектов, при отклонениях от эксплуатационных параметров, проектных и запроектных авариях они обеспечивают получение и обработку информации о:

радиационной обстановке как в помещениях радиационно опасного объекта, так и в окружающей среде;
эффективности защитных барьеров;
об активности радионуклидов, поступивших за пределы объекта, а также информации, необходимой для прогнозирования изменений радиационной обстановки со временем и выработки рекомендаций по мерам защиты персонала и населения.

Радиационный контроль в районах (зонах) нахождения населения осуществляется в целях контроля за соблюдением Норм радиационной безопасности и требований Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности, касающихся населения, а также получения информации об уровнях его облучения и о радиационной обстановке в окружающей среде.

Дозиметрический контроль населения производится, как правило, расчётным путем с учетом уровней излучения и времени нахождения в зоне облучения. По данным дозиметрического контроля принимаются решения об отселении населения с загрязненных территорий, определяются ограничения его жизнедеятельности, меры защиты, необходимость оказания медицинской помощи и т.п. Радиометрический контроль (контроль радиоактивного загрязнения) осуществляется с целью определения необходимости специальной обработки техники, санитарной обработки населения при выходе (выезде) из зон радиоактивного загрязнения, дезактивации зданий, сооружений, дорог, местности, одежды, материальных средств, обеззараживания продовольствия и воды. Контроль радиоактивного загрязнения зданий, сооружений, оборудования и местности до и после дезактивации осуществляется непосредственно в зоне загрязнения с помощью приборов или путем взятия проб грунта, мазков со зданий, сооружений, оборудования и обработки их в лабораториях. Контроль радиоактивного загрязнения воды и продовольствия производится путем взятия проб и обработки их в лабораториях. Для проведения контроля радиоактивного загрязнения привлекаются группы (звенья) разведки, входящие в состав спасательных формирований. В населенных пунктах, на загрязненной территории радиометрический контроль осуществляется с установленной периодичностью. При выходе (выезде) людей и техники с загрязнённых территорий на границах зон загрязнения проводится обязательный радиометрический контроль. С этой целью организуется радиометрический контроль на пунктах специальной обработки (ПуСО), санитарно-обмывочных пунктах (СОП), станциях обеззараживания одежды (СОО). Население, техника и транспорт, подвергшиеся радиоактивному загрязнению и прибывшие для проведения специальной обработки на ПуСО проходят через контрольно-распределительный пункт (КРП), который определяет степень загрязнения людей и объектов, прибывших на пост, необходимость их дезактивации (обезвреживания) и распределяет потоки людей, техники и транспорта, направляя их на спецобработку, либо сразу же на пункты сбора. После специальной обработки проводится радиометричский контроль с целью определения полноты специальной обработки (снижения степени радиоактивного загрязнения до допустимых норм).

Источник: Радиационная и химическая безопасность населения. Владимиров В.А., Измалков В.И., Измалков А.В. –М.; 2005.

Радиационный контроль – комплекс мероприятий, связанных с измерением уровня радиации на радиационноопасном объекте и прилегающей к нему территории, в черте, представляющей опасность для облучения населения. Цель радиационного контроля – проверка соблюдения мер безопасности в работе с радиоактивными соединениями и источниками ионизирующего излучения.

Радиационный контроль необходимо регулярно осуществлять в организациях, где производство связано с использованием радиоактивных веществ и источников ионизирующего излучения. К таким объектам относятся предприятия атомной промышленности, атомные электростанции и другие.

Виды радиационного контроля

Система радиационных измерений состоит из двух видов контроля:

Индивидуальный – обследуется каждый человек отдельно, для этого применяют индивидуальные дозиметры

Групповой – обследуется группа людей, находящаяся в одинаковых условиях облучения

Радиационный контроль необходимо выполнять для всех источников излучения. Исключение составляют источники, в которых годовая индивидуальная доза не превышает 10 мкЗв.

Контролируемые параметры

В ходе измерений исследуются следующие данные:

объемная или удельная активность радионуклидов в окружающей среде, включая продукты питания, строительные материалы и прочие
поступление и содержание радионуклидов в организм человека, оценивается годовая доза облучения
радиоактивное загрязнение различных поверхностей, включая одежду, обувь, кожные покровы людей
мощность дозы внешнего излучения
показатели годовой и эквивалентной дозы
плотность потока фотонов и частиц

А – к данной категории относится персонал, который непосредственно работает с источниками радиационного воздействия и ионизирующего излучения
Б – в данную категорию входят лица, которые не работают с источниками радиационного воздействия, но по месту проживания или по условиям труда могут подвергаться вредному излучению

Для каждой категории лиц установлены три класса нормативов:

основные пределы доз
допустимые уровни годового облучения – среднегодовые объемные и удельные пределы активности
контрольные уровни

Как проводится радиационный контроль

На предприятиях 1 и 2 класса опасности применяются следующие средства для измерения радиационного излучения:

стационарные автоматизированные установки – осуществляют непрерывный контроль
передвижные и переносные технические средства применяют для оперативного контроля
лабораторная аппаратура используется для исследования проб, взятых для анализа

На объектах, где существует возможность самопроизвольной цепной реакции, где радиационная обстановка может кардинально изменяться в течении одной смены, устанавливают приборы радиационного контроля со световыми и звуковыми сигналами. Они незамедлительно оповещают персонал об опасности.

Радиационный контроль должен осуществляться постоянно. На предприятии должны регулярно выполняться и поддерживаться меры по снижению доз облучения и защите работников от опасных излучений. Обычно выполняются следующие мероприятия:

теневая защита в виде стационарных и переносных экранов
средства индивидуальной защиты, специальная одежда и обувь
дистанционное управление и инструмент
ограничение времени взаимодействия с радиоактивными волнами и ионизирующим излучением

Радиационный контроль дает возможность определить эффективность применяемых мер защиты.

Читайте также: