страница - 79
2.5.10. Напряжение постоянного тока при измерении U
ном > в | (V, в | |
До 100 | От 100 | до 250 |
Св. 100 до 250 | Св. 250 | а 500 |
а 250 » 660 | а 500 | а 1 000 |
а- 660 а 2 000 | а 1 000 | а 2 500 |
а 2 000 | а 2 500 | |
Показания, определяющие электрическое сопротивление изоляции, следует отсчитывать по истечении 1 мин после приложения напряжения или меньшего времени, за которое показания средства измерения практически установятся.
Изделия считают выдержавшими испытания, если измеренные значения сопротивления изоляции равны или превышают значения, установленные в стандартах и (или) технических условиях на изделия конкретных групп (видов).
2.5.10. ИСПЫТАНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
2.5.10.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Источниками радиации-являются излучения, образуемые потоками заряженных (электронов, позитронов, протонов, ионов) и (или) нейтральных (нейтронов) частиц, а также рентгеновских или гамма-квантов. Совокупность перечисленных потоков образует радиационное поле.
Чтобы правильно определить виды и характеристики испытательных воздействий, необходимо знать параметры тех радиационных полей, которые воздействуют на данную аппаратуру. Излучения, входящие в состав этих полей, в соответствии с источниками излучения принято разделять на излучения естественного и искусственного происхождения.
Естественные источники связаны с космическим излучением (космические лучи, излучение Солнца, радиационные пояса), искусственные образуются в результате работы ядерных установок, изотопных технологических устройств и т.д.
Величины, характеризующие поля ионизирующих излучений в их воздействии на материалы. Этими величинами определяются свойства источников излучений, характеризуются радиационные поля и эффекты, создаваемые воздействием излучений (табл. 2.5.11).
Главными характеристиками радиационных полей являются энергия Е и плот-
ность потока частиц (квантов). В качестве единицы измерения энергии принят джоуль, однако на практике для характеристики энергии ионизирующих излучений используется единица электрон-вольт (эВ), равная 1,602 • 10"19 Дж.
Плотность потоков частиц или квантов ф - это число частиц или квантов, проникающих в объем элементарной сферы в единицу времени, отнесенное к площади поперечного сечения сферы.
Интегральный поток Ф частиц или квантов характеризует воздействие излучения за определенный период времени (за час, сутки, год). Числено он равен интегралу
ф = ф(/)
Л.
Реакция изделия на воздействие радиационного поля определяется поглощенной энергией излучения, которая выражается через поглощенную дозу излучения или мощность поглощенной дозы.
Поглощенная доза излучения (доза излучения) - это поглощенная энергия любого ионизирующего излучения, отнесенная к единице массы облучаемой среды. Единица измерения поглощенной дозы излучения - Дж •кг1.
Как следует из определения понятия поглощенной дозы излучения, оно применимо к любому виду ионизирующего излучения и к любому веществу. Однако для характеристики рентгеновского и у -излучений используется дополнительное понятие - экспозиционная доза.
Экспозиционная доза выражает энергию квантового излучения, преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице массы атмосферного воздуха.
В качестве стандартного вещества для определения экспозиционной дозы протонов и электронов выбран кристалл йодистого натрия, активированный таллием (Nal, 11). В* процессе воздействия протонов и электронов в кристалле Nal диаметром 20 мм и высотой 20 мм, расположенном за защитным экраном эквивалентной толщиной 1 г*см"2 алюминия, измеряется выход люминесценции.
Особенность измерения характеристик радиационных полей. Приборы, измеряющие дозу и мощность дозы излучения, называются дозиметрами. Идеальный дозиметр должен так измерять дозу (мощность дозы) излучения, чтобы измеренная величина была однозначно связана с контролируемыми параметрами объекта. Для этого необходим дозиметр, измеряющий дозы только той части излучения, которая ответственна за изменение контролируемого параметра изделия. В связи с этим приходится строить как бы эквивалент изделия
2.5.11. Величины и единицы измерения ионизирующих излучений
Объект определения | Измеряемые величины | Единицы измерения |
Изотопный источник излучения | Активность изотопов в источнике | 1 Бк = 1 распад в секунду |
Радиационное поле | Поток радиоактивных * частиц или квантов Ф = п 1t, где п - число частиц (квантов); / -время, с | с-1 |
Плотность потока частиц или квантов Ф = Ф 1S, S - площадь, м2 | м"2-с-1 | |
Кинетическая энергия излучения Е | Дж | |
Процесс (эффект), создаваемый воздействием излучения | Поглощенная доза излучения D = Е / т, где т - масса облучаемого вещества, кг | Гр |
Мощность поглощенной дозы излучения Р = AD / А / , где AD - изменение поглощенной дозы излучения за время А/ , с | Гр-с1 | |
Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений D3 = Q J т, где Q - сумма электрических зарядов ионов, имеющих одинаковый знак и возникающих в воздухе, когда все электроны, освобожденные с помощью квантов рентгеновского и (или) у -излучений, полностью тормозятся, Кл | Кл-кг1 | |
Мощность экспозиционной дозы рентгеновского и у -излучений Рэ = АД, / А/ , где AD3 - изменение экспозиционной дозы за время At, с | Гр-с-1 |
Примечание. Грей равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия излучения 1 Дж: 1 Гр = 1 Дж / 1 кг.
в виде соответствующего дозиметра. Поскольку поглощенная доза в изделии не равна дозе, определяемой дозиметром, необходимо проводить соответствующий пересчет показаний дозиметра.
Принцип действия и область применения основных групп приборов для измерения характеристик радиационных полей.
1. Приборы, принцип действия которых основан на измерении электрического заряда. Цилиндр Фарадея в простейшей форме состоит из заземленной сетки и собирающей пластины (коллектора), которая имеет достаточно высокий потенциал относительно сетки для отклонения частиц одного знака. Измерение силы тока коллектора, создаваемого частица-
ми, дает возможность непосредственно определить полный поток частиц одного знака.
Цилиндр Фарадея успешно используется для измерения характеристик потока частиц от ускорителей в лабораториях. Воздействующий поток Ф заряженных частиц можно преобразовать в поглощенную дозу излучения, усредненную по объему аппаратуры, по формуле
D = 1,610"~8Ф£/Д,
где Ф - поток частиц; Е - энергия частиц; R - пробег частиц.
2. Ионизационные детекторы. К их числу относятся ионизационные камеры, газоразрядные счетчики, полупроводниковые детекторы.
В ионизационных камерах под действием ионизирующих излучений нейтральные молекулы газа расщепляются на положительный и отрицательный ионы. В инертных газах и азоте отрицательным ионом является электрон. Под действием приложенной к электронам камеры разности потенциалов ионы направляются к электродам. Измеряется сила тока насыщения 7, который связан с поглощением в газе за 1 с энергией излучения Е соотношением
е/ = Е,
где б - средняя работа, затрачиваемая на образование в газе пары ионов (величина, характерная для данного газа). Величина б мало зависит от рода излучения и от энергии квантов или частиц. Для воздуха 8 = 34 эВ.
В газоразрядном счетчике между электродами прикладывается более высокое электрическое поле, чем в ионизационной камере. Напряженность этого поля выбирается достаточной для возбуждения ударной ионизации в газе, в результате чего в счетчике создается газовое усиление. Коэффициент газового усиления (равный отношению амплитуды импульса тока, созданного на электродах при ударной ионизации, к току при начальной ионизации) может достигать значения 104. Поэтому газоразрядные счетчики обладают очень высокой чувствительностью и регистрируют практически каждую заряженную частицу, попавшую в чувствительный объем счетчика.
Наибольшее распространение получил счетчик Гейгера - Мюллера, конструктивно аналогичный ионизационной камере, но имеющий настолько высокий потенциал (1 ООО ... 2 ООО В) между стенками, что каждый акт ионизации приводит к лавинному разряду. В связи с этим счетчик Гейгера не может различать частицы по виду и энергии.
Полупроводниковые детекторы можно разделить на два класса: регистраторы отдельный событий (счетчики) и измерители среднего уровня радиации.
Полупроводниковый детектор представляет собой кристалл с двумя электродами, к которым подведено рабочее напряжение, создающее в кристалле электрическое поле. Ионизирующее излучение образует на своем пути в кристалле электрическое поле. Ионизирующее излучение образует на своем пути в кристалле свободные электроны (дырки) аналогично тому, как это происходит при ионизации газов. Под действием ускоряющего поля электроны движутся через кристалл, пока не достигнут положительного электрода. Межу электродами течет ток, образующий импульс напряжения.
3.Сцинтилляционные приборы измерений ионизирующих излучений. Принцип их действия основан на том, что возвращение атомов и молекул вещества из возбужденного состояния в основное сопровождается световой вспышкой, которая может быть зарегистрирована чувствительным фотоэлектронным умножителем.
Для регистрации протонов и а -частиц более всего подходят сцинтилляционные счетчики с кристаллами ZnS(Ag). Их применяют либо в виде тонких кристаллов, либо в виде твердого раствора в пластмассе.
Для регистрации быстрых нейтронов применяют органические водородсодержащие кристаллы (антрацен, стильбен) и жидкие сцинтилляторы, а также смеси или твердые растворы ZnS(Ag) в органических наполнителях.
Сцинтилляционные детекторы могут также применяться для счета числа у -квантов и измерений дозы у -излучения.
По сравнению со счетными трубками сцинтилляционные счетчики имеют значительные преимущества: более высокую эффективность регистрации, достигающую нескольких десятков процентов, возможность работы при скорости счета, на несколько порядков более высокой.
4.Приборы, основанные на химических методах дозиметрии. Принцип их действия заключается в измерении количества вновь образовавшегося вещества (называемого "выходом" реакции) при химических реакциях, происходящих в веществе под действием ионизирующих излучений.
Наиболее характерными особенностями химических методов измерения ионизирующих излучений являются возможность измерений очень высоких доз и при очень высоких мощностях дозы, пригодность для измерений в смешанных полях излучения.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]