5.4. Выбор нуклидов для просвечивания γ-излучением

Использование γ-излучения для определения истинного паросо-держания ограничивает выбор радиоактивных нуклидов, предназначенных служить источниками γ-излучения. Для просвечивания наиболее удобно применять радиоактивные нуклиды с периодом полураспада существенно большим, чем продолжительность проведения эксперимента. Если период полураспада и продолжительность эксперимента соизмеримы, следует вводить поправку, учитывающую снижение интенсивности излучения, и все отсчеты приводить к начальному времени. Экспоненциальный закон поглощения, на котором основаны все выводы по определению истинного паросодержания, справедлив только для монохроматического пучка γ-излучения. В противном случае коэффициент поглощения будет зависеть от толщины просвечиваемого объекта, что усложнит эксперимент и снизит его точность. Поэтому одним из основных ограничений является требование монохроматического спектра γ-излучения радиоактивных нуклидов. На точность эксперимента оказывает также, влияние энергия излучения источника, которая для γ-излучения должна быть в пределах 0,1—1,5 МэВ, С увеличением размеров просвечиваемых каналов, увеличением толщины металлических оболочек должна повышаться энергия источников γ-излучения. Наиболее пригодными для просвечивания каналов являются нуклиды ¹³⁷Cs, ¹⁷⁰Tm, ⁶⁵Zn. Эти нуклиды имеют монохроматические спектры излучения. Однако в некоторых случаях значения энергии γ-излучения, испускаемого нуклидами, различаются настолько незначительно, что в практических расчетах можно считать спектр γ-излучения монохроматическим со сред-ней энергией γ-квантов. Например, спектр излучения изотопа ⁶⁰Со, имеющего в спектре γ-кванты с энергиями 1,171 и 1,332 МэВ, с достаточной точностью можно считать монохроматическим с энергией γ-квантов, равной 1,25 МэВ.

Использование в качестве источника излучения радиоактивных нук-лидов с жестким γ-излучением, которое обладает большой проникающей способностью, позволяет просвечивать каналы с достаточной толщиной стенок. Однако в этом случае при просвечивании каналов с небольшим поперечным сечением или при малых паросодержаниях по-

Основные характеристики некоторых изотопов, используемых для гамма-просвечивания

Нуклид	Период полураспада	Энергия γ-излучения, МэВ	Нуклид	Период полураспада	Энергия γ-излучения, МэВ
137Cs 60Со 170Тm 65Zn 22Na	33 года 5,27 года 129 сут 250 сут 2,6 года	0,6615 1,171—1,332 0,084 1,120 1,277	53Fe 113Sm 127Te 54Mn	2,94 года 112 сут 115 сут 310 сут	0,205 0,393 0,089 0,84

грешность определения истинного паросодержания возрастает настолько резко, что этот метод оказывается совершенно не пригодным для решения поставленной задачи. При достаточно топких стенках канала с небольшим поперечным сечением наиболее целесообразным является использование радиоактивных нуклидов с длинноволновым γ-излучением. Для этой цели можно использовать ¹⁷⁰Тm с энергией пучка излучения, равной 0,084 МэВ. В общем случае выбор источника γ-излучеия требуемой энергии определяется толщиной стенок канала, площадью поперечного сечения и допустимой погрешностью определения истинного паросодержания.

В таблице приводятся данные о некоторых источниках γ-излучения, которые обладают значительным периодом полураспада, сравнительно дешевы и доступны.

При просвечивании труб внутренним диаметром от 10 до 25 мм целесообразно использовать источники средне- или длинноволнового γ-излучения: ¹⁷⁰Tm, ^,27Те, ⁵⁵Fe, ^I13Sn, ^I37Cs, ⁵⁴Мп. При просвечивании труб диаметром более 25 мм, многостержневых кассет, технологических каналов, трубных пучков следует использовать источники с излучением средней жесткости ¹³⁷Cs, ⁵⁴Mn, ⁶⁰Co, ²²Na, ⁶⁵Zn. В экспериментах предпочтительнее использовать нуклиды с большими периодами полураспада.

Глава шестая

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ИСТИННЫХ ПАРОСОДЕРЖАНИЙ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ