Способ локальной активации изделий при радиометрическом контроле переноса вещества Советский патент 1983 года по МПК G01N23/00 

Изобретение относится к технической физике, а именно к способам и устройствам для активации изделий, и может быть использовано при реализации ядерно-физических методов контроля уноса вещества, например при исследовании коррозионной стойкости материалов методом поверхностной активации ускоренными заряженными Частицами.

Известен способ активации изделий при радиометрическом контроле переноса вещества, включающий введение радиоактивного нуклида в контролируемое изделие Cl.

Недостатком такого ппособа является нарушение целостности изделия, что вызывает значительную погрешность определения истинного уноса вещества с поверхности изделия.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ локальной активации нзделий при радиометрическом контроле переноса вещества, включающий облучение изде.ЛИЯ под острым углом к его поверхности пучком заряженных частиц, преимущественно протонов t2J.

Недостатком прототипа являются низкие к-рутизна и воспроизводимость, распределения активности радионукли.дов по глубине- изделия, что обусловлено существенным влиянием неточности установки угла падения пучка частиц, которое проявляется при малых значениях углов из-за значительной сложности точной установки изделия в зоне облучения существующих ускорителей протонов, дейтонов и др. Указанное обстоятельство приводит к значительной погрешности измерения переноса вещества, так как неточнбё воспроизведение распределения активности радионуклидов по глубине для разных изделий-приводит к разбросу уносимой активности вещества при равной массе его переноса.

Цель изобретения - увеличение крутизны и воспроизводимости распределения активности радионуклидов по глубине изделия.

Цель достигается тем, что в способе локальной активации изделий при радиометрическом контроле переноса вещества, включающем облучение изделия под острым углом к его поверхности пучком заряженных частиц, преимущественно протонов, непрерывно изменяют угол падения пучка частиц на поверхность изделия и время облучения для каждого угла так, что время облучения обратно пропорционально углу падения.

На фиг, 1 приведена схема облучения поверхности изделия; на фиг. 2 график распределения активности раяц дионуклидов по глубине изделия при облучении изделия под углом 30° (аривая 1), под углом 18 (крива И) и при непрерывном изМенении угла от О до 30° .(кривая Ш) ,

Пример. Стальную трубку 1 диаметром 16 мм облучают на циклотроне пучком 2 протонов с энергией ,4 МэВ для последующего контроля ее коррозии. Методом стопки.фольги измеряют исходную кривую распределения по глубине материала актив- ности радионуклида 56 Со, по которому контролируют унос вещества, при нормальном падении пучка; затем, у уменьшив в два раза масштаб оси абсцисс, получают кривую 1 для угла падения ny4Kacst 30°.

Далее на специальном поворотном столике облучают идентичную трубку таким же пучком при плавном изменении угла падения ot от 30 в сторону его уменьшения до почти скользящего падения. Края трубки закрывают плаки ровками так, облучается только ее центральная часть длиной 20 мм. и шириной 3 мм. Кривую Д распределени.я активности радионуклидов получают, последовательно снимая шлифованием тщательно контролируемые слои . и измеряя остающуюся активность 56 Со в метке С помощью одноканального сцинтилляционного спектрометра. Значительная часть полученной кривой совпадает с кривой Ш, которая была бы получена в том же режиме при фиксированном угле облучения .

Кривая П, полученная при переменном угле падения, сохранив общую глубину активации, имеет в 1,7 раза большую крутизну.

Для оценки точности кривых предполагали, что погрешность в установке начального угла падения пучка составляет ; при небольшом f aматре ионопровода мм) ускорителя и нескольких резиновых уплотнениях в устройстве на конце ионопровода это реальная величина. Ошибку воспроизводимости кривой распределения активности радионуклидов считывали как максимальное относител нов изменение активности для фиксированного значения глубины изделия при изменении величины угла облучения. Так, для глубины, равной 10 мкм эта ошибка составила 24% при облучении под углом 18° и 14% - при переменном угле облучения от 30 до 0°.

Таким образом, изменение угла падения пучка частиц на поверхность изделия в процессе облучения в сторону его уменьшения увеличивает крутизну кривой распределения активности и ее воспроизводимость. Наиболее близкими к оптимальным являются пределы изменения ot от О до 30 °; поскольку при ошибка воспроизведения кривых уже может превысить

10%, верхний предел углов делать менее. 30 не целесообразно, так как. пучок с тановится скользящим и пере крывается плакировками.

В частном случае временной режим облучения может быть равномерным, а угол облучения иметь ряд дискретных значений.

100

0jff

0,50

0,Z5

О

Be/tt(vuHa снятого с/юя, мкм

Изобретение позволяет повысить чувствительность радиометрических методов контроля различных процессов переноса вещества, таким как износ Деталей мгшшн и механизмов, коррозия химико-технологического оборудования массоперенос в высокотемпературных полях, и других. Фиг 2

СПОСОБ ЛОКАЛЬНОЙ АКТИВАЦИИ ИЗДЕШИЙ ПРИ РАДИОМЕТРИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ ПЕРЕНОСА ВЕВДСТВА, включающий облучение изделия под остром углом к его поверхности пучком заряженных частиц, преимущественно протонов,отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны и воспроизводимости распределения активности радионуклидов по глубине изделия, непрерывно изменяют угол падения пучка частиц на поверхность изделия и время облучения для каждого угла так, что время облучения обратно пропорционально углу падения.