Проникающей способностью

Радиоактивные частицы взаимодействуют с окружающей средой, теряя свою энергию при прохождении через вещество. Особенно эффективно этот процесс характеризует заряженные а-, р~- и Р+-ЧЗСТИЦЫ, которые под действием ядер и электронов элементов, составляющих материал среды, теряют энергию и поглощаются. Длина пробега а-частиц в воздухе составляет 2—12 см, проникающая способность их невелика: они легко задерживаются тонкой металлической фольгой. Электроны же задерживаются практически полностью алюминиевым листом толщиной 0,1—1,0 см.

Способность поглощения для v-лучей зависит от длины волны излучения, атомного номера элемента, из которого изготовлена преграда, и др. С увеличением атомного номера материала увеличивается его поглощающая способность, а с увеличением частоты излучения уменьшается проникающая способность. Наибольшей проникающей способностью обладают не имеющие заряда нейтроны, для поглощения которых приходится создавать специальные условия.

Пропитка нашла наибольшее применение для защиты от влаги обмоток электродвигателей, катушек трансформаторов и т. д. При пропитке из полостей и пор вытесняется воздух и они заполняются лаком или компаундом. Это приводит к увеличению электрической и механической прочности, улучшению теплопроводности, но одновременно увеличиваются масса, паразитная емкость, интенсифицируются химические и электрохимические процессы в местах пайки или сварки внешних выводов. В конструкциях изделий, предназначенных для пропитки, должна быть предусмотрена возможность свободного выхода воздуха и заполнения пор пропиточным составом (например, в «щечках» катушек трансформаторов делаются вырезы). Выбор пропиточного состава определяется требованиями, которые являются наиболее важными для данного изделия (проникающая способность, химическая нейтральность, цементирующая способность, электрическая прочность изоляции, высокая адгезия, теплопроводность, значения е и tg8, холодо- и термостойкость). Характеристики некоторых пропиточных составов приведены в табл. 4.2.

Для определения диффузионной длины и скорости поверхностной рекомбинации можно использовать катодолюминесценцию. Проникающая способность электронов зависит от плотности твердого тела и возрастает с увеличением их энергии. Следовательно, глубина, на которой вследствие люминесценции генерируются фотоны, зависит от энергии электронов. Поэтому изменения интенсивности катодолюминесценции выполняют в зависимости от энергии электронного пучка в интервале 5—50 кэВ. Эти измерения удобно проводить с помощью сканирующего электронного микроскопа. Основная проблема при интерпретации результатов состоит в определении истинного распределения возбуждения ;ю глубине. Измерение диффузионной длины можно выполнить, согласно ее количественным оценкам, с точностью ±30%.

Основные соотношения при использовании а-лучей. Эти лучи являются ядрами атома гелия и несут положительный заряд. Энергия а-частиц Ел составляет 3—11 Мэв. Проникающая способность их очень мала. Длина пробега / (в миллиметрах) а-частиц в воздухе и веществе определяется соотношениями:

В измерительной технике используется в основном проникающая способность р-частиц и излучатель обычно помещается вне преобразователя.

Излучение бета-частиц обусловлено потоком электронов и позитронов. Проникающая способность бега-излучения во много раз больше, чем альфа-частиц и протонов той же энергии. Источниками бета-частиц являются радиоактивные-изотопы. Бета-частицы излучаются при ядерных реакциях и являются составной частью космических излучений, Энергия бета-частиц достигает несколько миллионов электронвольт. В космическом пространстве (за пределами атмосферы) обнаружены электроны с энергией больше 300 МэВ.

Сложнее дело обстоит с созданием защиты от внешних потоков гамма-излучений и нейтронов, проникающая способность которых значительно больше, чем альЛа- и бета-частиц. Защита от гамма-излучения и нейтронов довольно громоздка, и ее толщина может достигать несколько десятков и даже сотен сантиметров (например, защита ядерного реактора). Для создания. защиты используют бетон, свинец, песок и некоторые другие материалы. Защита должна проектироваться с коэффициентом запаса, равным двум. Поэтому мощность дозы (мбэр/год) за защитой должна быть равна:

Масс-спектрометричеекий метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предварительно введенного в корпус прибора. Применение гелия обусловлено его высокой проникающей способностью (малые размеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностью течеискателя (для течеискателя ПТИ-6 10~7 мкм рт. ст.-л/с). Высокая проникающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий может полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образцов, подлежащих испытанию, целесообразно вводить гелий после герметизации, но непосредственно перед ис-

Масс-спектрометричеекий метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предварительно введенного в корпус прибора. Применение гелия обусловлено его высокой проникающей способностью (малые размеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностью течеискателя (для течеискателя ПТИ-6 10~7 мкм рт. ст.-л/с). Высокая проникающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий может полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образцов, подлежащих испытанию, целесообразно вводить гелий после герметизации, но непосредственно перед ис-

Полученный результат наглядно показывает, насколько велика проникающая способность фотонов высоких энергий.

Способность поглощения для v-лучей зависит от длины волны излучения, атомного номера элемента, из которого изготовлена преграда, и др. С увеличением атомного номера материала увеличивается его поглощающая способность, а с увеличением частоты излучения уменьшается проникающая способность. Наибольшей проникающей способностью обладают не имеющие заряда нейтроны, для поглощения которых приходится создавать специальные условия.

ному отводу теплоты к поверхности трансформатора. Однако лаки и компаунды, применяемые для пропитки, не должны разрушать изоляцию проводов. Чтобы пропиточный материал хорошо заполнял самые малые отверстия, он должен обладать хорошей проникающей способностью.

Камеры для -^-излучений значительно отличаются от камер для а- и р-излучений. Устройство ионизационных камер для f-излучений определяется как большой проникающей способностью этих лучей, так и самим механизмом взаимодействия этих лучей с веществом. Основная роль в процессе ионизации камеры у-лучами ПрИ. надлежит вторичным электронам, образующимся в стенках камеры. С увеличением толщины стенок ионизация сначала быстро возрастает (растет число электронов, образованных в стенке у-лучами), а затем медленно спадает вследствие поглощения стенками у-лучей. Максимальная ионизация соответствует толщине стенок из алюминия — \ мм, из графита — 3 мм. В качестве примера на 10-4 показано устройство маленькой у-ионизационной камеры.

Гамма-лучи обладают наибольшей проникающей способностью из всех рассмотренных видов радиоактивного излучения. Степень поглощения гамма-лучей различными веществами тем больше, чем больше их атомный

В технике испытаний под радиационными дефектами обычно понимают только необратимые нарушения. -В зависимости от вида и энергии излучения процессы в МЭ и ИМ, приводящие к нарушениям, могут происходить по всему объему или только в поверхностном слое. В частности, нейтроны и гамма-кванты обладают высокой проникающей способностью, и поэтому вызываемые ими изменения, как правило, носят объемный характер. Естественно, они могут вызывать одновременно и по-•верхностные эффекты. Альфа-частицы и осколки ядер вследствие малой длины их пробега в веществе воздействуют только на поверхность. Глубина воздействия про-248

Гамма-лучи представляют собой электромагнитные колебания весьма малой длины волны (10~8—10~и см), возникающие при радиоактивных превращениях. Гамма-лучи обладают большой проникающей способностью. Проходя сквозь вещество, ослабляются в соответствии с уравнением (для узкого пучка)

Масс-спектрометричеекий метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предварительно введенного в корпус прибора. Применение гелия обусловлено его высокой проникающей способностью (малые размеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностью течеискателя (для течеискателя ПТИ-6 10~7 мкм рт. ст.-л/с). Высокая проникающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий может полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образцов, подлежащих испытанию, целесообразно вводить гелий после герметизации, но непосредственно перед ис-

Масс-спектрометричеекий метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предварительно введенного в корпус прибора. Применение гелия обусловлено его высокой проникающей способностью (малые размеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностью течеискателя (для течеискателя ПТИ-6 10~7 мкм рт. ст.-л/с). Высокая проникающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий может полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образцов, подлежащих испытанию, целесообразно вводить гелий после герметизации, но непосредственно перед ис-

Гамма-лучи представляют собой электромагнитные колебания весьма малой длины волны (10~8 — 10"11 см), возникающие при радиоактивных превращениях. Гамма-лучи обладают большой проникающей способностью. Пучок жестких у-лучей, имеющих энергию у-квантов 1Мав, ослабляется вдвое слоем .свинца в 1,6 см, железа — 2,4 см и алюминия — 12 см. Проходя сквозь вещество, у-лучи ос-

гадочная частица, носитель слабых взаимодействий — нейтрино. Она лишена массы покоя и заряда, непрерывно движется со скоростью, близкой к световой, и обладает огромной проникающей способностью. Нейтрино может пролететь через 250 земных шаров, не вступив во взаимодействие с их веществом.

Для защитных ограждений стационарных реакторных установок используются слои воды, бетона, синели и других материалов, замедляющих нейтроны и снижающих до безопасных значений интенсивность потока гамма-лучей, образующихся вследствие захвата замедленных нейтронов веществом внутренних (водяных и графитовых) защитных слоев и обладающих большой проникающей способностью. С той же целью в транспортных реакторных установках, для которых приобретают большое значение вес и габариты ограждающих конструкций, применяются свинец, бораль, сталь специальных марок и другие материалы.