6.1. Источники ионизирующего излучения

В радиационном неразрушающем контроле используют три ви­да ионизирующих излучений: тормозное (х), гамма- () и нейтрон­ное (n).

Контроль с применением нейтронного излучения осуществля­ется только в стационарных условиях. Основными источниками нейтронного излучения являются ускорители заряженных частиц, ядерные реакторы и радиоактивные источники нейтронов. В поле­вых условиях при эксплуатации или строительстве объекта обычно используют х- или у-излучения. Источниками х-излучения при этом служат переносные импульсные рентгеновские аппараты, а -излуче­ния — радиоактивные источники. С их помощью можно просвечи­вать стальные изделия толщиной 1...200 мм.

Излучающим элементом рентгеновских аппаратов являются ва­куумные двухэлектродные рентгеновские трубки. На электроды трубки (с холодным катодом) подается импульс высокого напряже­ния, создаваемый путем разряда накопительной емкости через повы­шающий высоковольтный трансформатор. Под действием этого им­пульса происходит электрический пробой вакуума и при торможе­нии электронов на аноде возникают кратковременные (0,1...0,2 мс) вспышки рентгеновского х-излучения.

При диагностировании оборудования в полевых условиях для контроля металлоконструкций применяется переносная рентгенов­ская аппаратура «Арина-0,5», «Шмель» и др., позволяющая просве­чивать стальные материалы толщиной 5...120 мм. Такая аппаратура состоит из трех основных частей: переносного (транспортабельного) блока — трансформатора с рентгеновской трубкой, переносного пульта управления чемоданного типа, комплекта соединительных низковольтных кабелей, трубопроводов или шлангов, применяемых при охлаждении блока трансформатора.

Контрольно-измерительная часть представляет собой группу приборов, которые служат для измерения и регулирования времени, тока, напряжения и частоты. Величина высокого напряжения, пода­ваемого на электроды рентгеновской трубки, составляет 100...400 кВ. С увеличением напряжения осуществляется смещение максимума излучения в сторону коротких волн, увеличивается проникающая способность излучения.

Рентгеновский излучатель, помимо рентгеновской трубки, вклю­чает защитный кожух, заполненный изолирующей средой — транс­форматорным маслом или газом под давлением, а также коллиматор _ устройство, предназначенное для формирования пучка на­правленного излучения.

Радиоактивные источники -излучения применяются в гамма-де­фектоскопии и поставляются в ампулах, транспортируемых в специ­альных контейнерах. В качестве радиоактивных источников обычно используются изотопы Сo60, Sе75, Ir192. Появление таких сравнитель­но дешевых радиоактивных источников привело к созданию специ­альных комплектов оборудования, названных гамма-дефектоскопами. Различают гамма-дефектоскопы для фронтального и панорамного просвечивания, а также универсальные шланговые гамма-дефектоско­пы. Гамма-дефектоскопы первого типа представляют собой лишь из­лучающую радиационную головку, устанавливаемую в зону контроля и снабженную механизмом открывания и закрывания затвора. Наи­большее применение нашли универсальные приборы шлангового типа, состоящие из радиационной головки, шланга-ампулопровода, пульта управления с механизмом перемещения ампулы с радиоактив­ным источником по ампулопроводу и коллимирующей насадки. В этих аппаратах ампула радиоактивного источника излучения из ра­диационной головки подается по ампулопроводу с помощью гибкого троса, приводимого от дистанционного пульта с ручным или электри­ческим приводом. Наличие дистанционного привода позволяет свести до минимума радиоактивное облучение оператора за счет его удаления от источника излучения на 12 м и более.

Структурная схема шлангового дефектоскопа приведена на рис. 6.1. На рис. 6.2 показаны радиационные головки некоторых отечественных шланговых дефектоскопов, а на рис. 6.3 — типо­вое оборудование гамма-дефектоскопии с дистанционным пультом управления. Основным элементом радиационных головок является защитный урановый кожух, смонтированный внутри корпуса и предназначенный для защиты обслуживающего персонала от радио­активного излучения.

В табл. 6.1 приведены для сравнения основные характеристики современных отечественных шланговых гамма-дефектоскопов.

В отличие от рентгеновских аппаратов гамма-дефектоскопы могут эксплуатироваться без источников энергии, что особенно важно в полевых условиях. Их также часто применяют для контроля закрытых объектов сложной формы, когда невозможно установить излуча­тели рентгеновских аппаратов.

1 — дистанционный пульт управления; 2 — крышка с блокиратором; 3 — радиационная го­ловка; 4 — ампулодержатель; 5 — ампула с радиоактивным источником; 6 — блокиратор; 7 — защитный урановый стержень; 8 — шланг; 9 — коллимируюшая насадка; 10 — фильтр коллимируюшей насадки

Недостатками гамма-дефектоскопов являются: необходимость периодической замены источников излуче­ния, потерявших активность, ограниченные возможности по регули­рованию режимов работы, а также более низкий контраст радиогра­фических снимков по сравнению с рентгеновскими.

Таблица 6.1

Рис. 6.2. Радиационные головки шланговых гамма-дефектоскопов:

а — дефектоскоп РИД-К/100; 6 — дефектоскоп РИД-ИС/120Р; в — дефектоскоп РИД-Sе4Р

Ионизирующие излучения в целом с точки зрения воздействия на организм человека являются наиболее опасными из числа ис­пользуемых в неразрушающем контроле, поэтому вся аппаратура, применяемая при радиационном контроле, подлежит обязатель­ной сертификации и периодической переаттестации. К работе допускается специально обученный и аттестованный персонал, ко­торый подвергается обязательному дозиметрическому контролю.

Рис 6.3. Оборудование для гамма дефектоскопии:

1 – дистанционный пульт управления и ампулопровод шлангового гамма дефектоскопа ГАММАРИД 192/120; 2 – радиационная головка ГАММАРИД 192/120; 3 – фронтальный гамма дефектоскоп СТАПЕЛЬ-5М; 4 – фронтальный гамма дефектоскоп СТАПЕЛЬ-20; 5 - фронтальный гамма дефектоскоп СТАПЕЛЬ-20М