СПОСОБ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ Российский патент 1995 года по МПК G01N21/62 G01T1/20 

Изобретение относится к экспериментальным методам ядерной физики, точнее к спектрометрии ионизирующих излучений и может быть использовано в различных задачах технической физики.

Известен способ радиационного контроля объектов [1] который состоит в нанесении на наружную сторону поверхности раковины моллюска радиоактивного изотопа.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ контроля объектов, который состоит в нанесении на спину насекомого прилипателя и люминесцентного красителя. В качестве прилипателя используют эпоксидную смолу, а в качестве красителя оксихинолинат цинка. При облучении ультрафиолетовым светом краситель дает флуоресценцию, что позволяет наблюдать миграцию насекомых в ночное время [2]
Недостатками известных способов является то, что метки не являются индивидуальными, т. е. не позволяют различать меченные объекты между собой, метки легко подделать (повторить, тиражировать).

Техническим результатом предлагаемого является возможность индивидуального контроля.

Это достигается за счет того, что световые вспышки от нанесенного на поверхность изделия люминесцирующего вещества регистрируют последовательно во время и фиксируют амплитудное распределение световых вспышек.

На поверхность контролируемого объекта наносят тонкий слой люминесцирующего вещества, представляющего собой эмульсию или раствор люминофоров в жидкостях, применяемых для покрытия поверхностей произведений искусств.

Нанесенный на поверхность изделия слой вещества толщиной 10-1000 мкм затвердевает в течение нескольких десятков минут. Характеристики веществ подбирают так, чтобы нанесенный знак визуально не выделяется на поверхности предмета. С этой целью используют кристаллофосфаты на основе сернистого цинка, сернистого кадмия, вольфрамата кальция широкого применяемые в рентгенотехнике, в телевизионной технике, в вычислительной технике при создании экранов телевизоров, осциллографов, дисплеев и др. устройств преобразующих ионизирующее излучение в видимое. Для нанесения опознавательных знаков на произведения искусства в кристаллографы вводят различные красители так, чтобы по цвету нанесенный на поверхность изделия слой вещества визуально не отличался бы от изображения на изделии.

При облучении изделия ультрафиолетовым светом нанесенное на поверхность изделия вещество люминесцирует, что позволяет его отличить от окружающего фона и установить на него детектирующий блок.

После установки детектирующего блока, слой люминофора облучают ионизирующим излучением (фотонами с энергией кванта 10²-10⁶ эВ, электронами или альфа-частицами). Под действием ионизирующего излучения в слое люминофора возникают отдельные вспышки (сцинтилляции), распределенные во времени. С помощью ФЭУ и анализатора амплитуд измеряется амплитудное распределение сцинтилляции. Размеры люминесцирующих кристаллов в слое вещества различны (от 2 до 30 мкм), поэтому световые вспышки имеют разную интенсивность. Так как кристаллы и их размеры распределены хаотически различные слои вещества дают различные амплитудные распределения. Различные изделия поэтому дают различные амплитудные распределения сцинтилляции и этим отличаются друг от друга.

Амплитудные распределения каждого контролируемого изделия хранятся в памяти ЭВМ. Вместе с амплитудным распределением в памяти ЭВМ хранятся все необходимые данные об изделии, образуя банк данных.

Контролиpуемый объект облучают ультрафиолетовым светом, выявляя таким образом, нанесенный слой люминесцирующего вещества. Затем с помощью блока детектирования и электронной системы измеряют амплитудное распределение и с помощью ЭВМ определяют подлинность данного изделия.

С целью контроля плоских изделий, например, картин, икон, гравюр и т. д. на противоположную относительно опознавательного знака поверхность, симметрично ему наносят радиоактивное вещество, испускающее 10³-10⁵ частиц в секунду, пробег которых превышает толщину изделия.

В этом случае детектор регистрируют как световые вспышки от нанесенного на поверхность изделия знака, так и сцинтилляции, возникающие в объеме детектора от источника излучения. Излучение, проходя через толщу изделия, частично поглощается, и поэтому несет информацию о структуре изделия.

В качестве люминесцирующего вещества для ряда изделий целесообразно использовать не кристаллофосфары, а органические сцинтилляторы, предварительно растворенные в органических жидкостях, например, в ксиноне. После испарения органической жидкости на поверхности изделия образуется тонкий слой люминофора, который является опознавательным знаком.

Способ реализуется следующим образом.

На поверхность картины, выполненной масляными красками наносят слой эмульсии, состоящей из кристаллов сернистого цинка размерами 2-30 мкм, взвешенных в лаке, используемом для покрытия поверхности картины. После высыхания с помощью блока детектирования, состоящего из ФЭУ, в корпусе которого размещен источник гамма-излучения Со⁶⁰ и электронной системы измеряют амплитудное распределение световых вспышек, которые вводят в память ЭВМ.

Для установления подлинности картины с помощью блока детектирования и электронной системы измеряют амплитудное распределение сцинтилляцией и сравнивают его с распределениями, хранящимися в памяти ЭВМ. Совпадение амплитудных распределений подтверждают подлинность картины и позволяет получить ее паспортные данные, хранящиеся в памяти ЭВМ.

Использование: в экспериментальных методах ядерной физики, в спектрометрии ионизирующих излучений и задачах технической физики. Сущность изобретения: при контроле изделия световые вспышки от нанесенного на поверхность изделия люминисцирующего вещества, облучаемого источником ионизирующего излучения, регистрируют последовательно во времени, фиксируют аппаратурное распределение, которое запоминается ЭВМ и является контрольной характеристикой излучения. Способ позволяет производить индивидуальный контроль различных изделий, требующих строгого учета. 3 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ, включающий нанесение на контролируемый объект люминесцирующей метки, облучение ее возбуждающим излучением, регистрацию посредством детектора излучения люминесценции метки, отличающийся тем, что в качестве метки используют кристаллофосфоры или органические сцинтилляторы, облучение метки проводят фотонами с энергией кванта 10² 10⁶ эВ, или α -частицами, или b -частицами, регистрируют последовательно во времени сцинтилляции от метки и фиксируют амплитудное распределение полученных сигналов, которое используют в качестве параметра при идентификации контролируемого объекта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно на противоположную относительно метки поверхность плоского изделия, симметрично метке наносят радиоактивное вещество, испускающее 10³ 10⁵ частиц в 1 с, пробег которых превышает толщину изделия и одновременно с сцинтилляциями метки регистрируют излучение радиоактивного вещества. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что люминесцирующую метку наносят на объект в виде стоя люминесцирующего вещества с толщиной 10 100 мкм. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что используют кристаллофосфоры с размерами кристаллов 2 30 мкм.