Радіаційний контроль

Шаблон:Проблеми Шаблон:Упорядкувати Радіаційний неруйнівний контроль - контроль за дотриманням норм радіаційної безпеки й основних санітарних правил роботи з радіоактивними речовинами та іншими джерелами іонізуючого випромінювання. Заснований на реєстрації й аналізі проникаючого іонізуючого випромінювання після взаємодії його з об'єктом контролю. Найбільш широко використовують для контролю рентгенівське і гамма-випромінювання.

Загальний опис

Усі радіаційні методи контролю засновані на законі послаблення інтенсивності випромінювання, яке проходить через контрольований об'єкт. За результатами виміру інтенсивності випромінювання визначають наявність у ньому дефектів - раковин, включень тощо.

• Рентгенівське, γ-випромінювання й гальмівне випромінювання - високочастотні електромагнітні хвилі, які розповсюджуються із швидкістю світла у вакуумі;
• α-випромінювання - потоки ядер гелію (${}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{4}}\mathrm{H}\mathrm{e}$);
• β-випромінювання - потоки електронів або позитронів;
• Нейтронне (протонне) випромінювання - потоки нейтронів (протонів), які виникають за ядерних реакцій.

Таким чином, при радіаційному контролі в якості джерел іонізуючих випромінювань обираються рентгенівські апарати (рентгенівські трубки), прискорювачі заряджених частинок (електронів) та радіоактивні ізотопи.

Рентгенівські апарати є джерелами характеристичного й гальмівного випромінювань у широкому діапазоні енергій (0,5-100 кеВ).

Нехай $f(x)$ - коефіцієнт поглинання рентгенівських променів об'єктом у точці $x,$ тобто

$\frac{\mathrm{\Delta }I}{I}=f(x)\mathrm{\Delta }x.$

Через $I_0$ позначається інтенсивність прямолінійного променя $L,$ через $I_1$ - його інтенсивність після проходження через тіло. В силу закону Бугера-Ламберта-Бера маємо

$\frac{I_0}{I}=\exp \{-\underset{L}{\int }f(x)dx\},$

тобто в результаті сканування отримуються лінійні інтеграли функції $f$ по кожній з прямих $L.$

Алгебраїчний метод реконструкції

Методи Фур'є ставлять перед собою задачу відновлення об'єкту у зворотному просторі, тоді як алгебричні методи діють завжди у прямому просторі. Чинником правильності реконструкції об'єкту у алгебричних методах є співпадання отриманих у експерименті рентгенівських проєкцій, із проєкціями, отриманими від відновленого об'єкта.

Алгебричні методи реконструкції мають на увазі задачу томографії як систему лінійних рівнянь:

$WV=P,$

де $V$ - невідомий стовпець розмірності $N\times 1,$ який містить значення усіх $N=n^3$ значень рентгенооптичної щільності елементів об'єму (вокселів) у $n\times n\times n$ сітці реконструкції;

$P$ - вектор, який складається з $R\times 1$ елементів й містить усі дані усіх проєкцій, $R=M\times R_m,$ де $M$ - число проєкцій, $R_m$ - число елементів у одній проєкції;

$W$ - матриця розміром $R\times N,$ яка містить вагові коефіцієнти $w_{ij},$ кожний з яких представляє міру впливу елемента об'єму $v_j$ на промінь $r_i,$ який проходить через пікель $p_i.$

Таким чином, рівняння переписується як:

$\{\begin{array}{c}{w}_{11}{v}_1+w_{12}{v}_2+w_{13}{v}_3+...+w_{1N}{v}_N=p_1,\\ w_{21}{v}_1+w_{22}{v}_2+w_{23}{v}_3+...+w_{2N}{v}_N=p_2,\\ ........................................,\\ w_{M1}{v}_1+w_{M2}{v}_2+w_{M3}{v}_3+...+w_{MN}{v}_N=p_M.\end{array}$

$W$ - прямокутна матриця великих розмірів і знайти рішення напряму

$V=W^{-1}P$ не представляється можливим.

Для вирішення подібних систем використовується метод Кацзмарза.

Застосування

Даний вид застосовується під час контролю технологічних трубопроводів, металоконструкцій, технологічного обладнання зі сталі, кольорових металів і матеріалів в різних галузях промисловості та будівельного комплексу.

Радіографічний контроль застосовують для виявлення в зварних з'єднаннях тріщин, непроварень, пор, шлакових, вольфрамових, окисних і інших включень. Радіографічний контроль застосовують також для виявлення пропалень, підрізів, оцінки величини опуклості кореню шва, недоступних для зовнішнього огляду.

Див. також

• Неруйнівний контроль
• Прилади неруйнівного контролю