ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава одиннадцатая. Лучевые испытания из "Испытания электроизоляционных материалов " Наряду с определением электрических и физико-химических свойств диэлектриков нередко встает задача, имеющая своей целью установить, имеются ли в электроизоляционном материале внутренние дефекты — посторонние примеси или включения, трещины, расслоения, раковины и т. п. Такие нарушения однородности в непрозрачных материалах визуально обнаружить невозможно. Электрические же свойства при этом могут сохраняться на допустимом уровне, так как разрозненные дефекты иногда не способны сказаться на макроскопически определяемых параметрах. [c.284] Между тем наличие подобных дефектов либо снижает срок службы материала, либо делает его непригодным к использованию. Если даже непосредственной опасности такой дефект не представляет, то обнаружение его является тревожным сигналом, который надлежит принять во внимание в процессе производства изоляционного материала или в ходе его эксплуатации. [c.284] Отыскание подобных дефектов без разрушения образцов производится методами дефектоскопии. В данной главе рассматриваются методы, использующие для этой цели проникающие излучения — гамма-излучения, рентгеновые и ультразвуковые. Эти же методы положены в основу ряда приборов для измерения толщины материалов. Возможность непрерывного контроля толщины материала в ходе его изготовления или переработки является ценной особенностью бесконтактных методов, использующих проникающие излучения. [c.284] Лучевые испытания охватывают также различные методы спек- троскопии и структурного анализа — микроскопию (в том числе электронную), спектроскопию (в том числе инфракрасную), рентгеноструктурный анализ и др. Однако эти испытания относятся главным образом к области физических исследований вещества и для контроля технических изоляционных материалов применяются относительно редко. [c.284] В объеме данной книги подробно рассмотреть эти методы не представляется возможным читатель может ознакомиться с ними, пользуясь соответствующей литературой. [c.284] гамма-дефектоскопией понимают совокупность методов контроля качества непрозрачных для видимого света материалов путем просвечивания их гамма-лучами. [c.285] В качестве источников гамма-излучения применяют в основном искусственные радиоактивные изотопы. Каждый изотоп испускает гамма-кванты с определенными значениями энергии ш,.. В зависимости от величины этой энергии различают три группы изотопов. [c.285] К первой относятся изотопы с жестким излучением, характеризующиеся энергией порядка 1 Мэе наиболее широко применяют радиоактивные изотопы кобальта Со и тантала Ta . Изотоп Со испускает гамма-кванты с энергией 1,17 и 1,33 Мэе. [c.285] К третьей группе изотопов, обладающих мягким излучением с энергией менее 0,3 Мэе, относятся изотопы тулия Ти , европия селена 5е , церия Се и др. [c.285] Применяемые для дефектоскопии изотопы должны иметь большой период полураспада, т. е. время, за которое число атомов и активность источника уменьшаются вдвое так, например, для Со период полураспада составляет 5,24 года. Далее желательно, чтобы изотоп обладал возможно более высокой удельной радиоактивностью. За единицу радиоактивности кюри принимается такая радиоактивность вещества, при которой ежесекундно происходит 3,7 10 актов распада. Активность 1 г чистого радия равна 1 кюри. Обычно используется более мелкая единица — милликюри. Удельная активность представляет собой активность, отнесенную к единице массы она измеряется обычно в микрокюри на грамм. [c.285] Энергия гамма-квантов, испускаемых радиоактивными изотопами, редко превосходит 2 Мэе. В некоторых случаях требуется гамма-излучение с более высоким уровнем энергии. Такие излучения получаются с помощью различных ускорителей элементарных частиц. [c.286] Например, в вакуумной камере бетатрона создается сильное переменное электрическое поле, направленное по касательной к окружности электроны, вводимые инжектором, ускоряются этим полем, двигаясь п6 круговым орбитам по достижении определенной энергии они переводятся с равновесной орбиты на другую орбиту, направленную к мишени из тяжелого металла. Падая на эту мишень, быстро летящие электроны теряют свою энергию в результате этого возникает тормозное излучение гамма-квантов большой энергии. [c.286] В бетатронах благодаря фокусировке потока электронов можно иметь чрезвычайно малые размеры излучающего тела, что равносильно получению высокой удельной активности, примерно в миллион раз выше удельной активности изотопов. Это позволяет использовать бетатроны для просвечивания образцов материала. толщиной в десятки миллиметров при малой экспозиции и высокой разрешающей способности. [c.286] Интенсивность гамма-излучения, прошедшего через испытуемый образец, в различных точках на его поверхности измеряют, используя для этой цели эффекты, вызываемые излучением. К наиболее разработанным методам, получившим признание, относятся следующие фоторадиографический, электрорадиографический, ионизационный, электронно-дифференциальный и телевизионный. [c.286] Электрорадиографический метод основан на нейтрализации зарядов, находящихся на поверхности полупроводника, зарядами обратного знака, образующимися в воздухе под действием гамма-излучения. Для этой цели используют тонкий слой высокоомного полупроводника, например аморфного селена, нанесенного на металлическую пластинку. Предварительно под действием сильного электрического поля на поверхности полупроводника из ионов воздуха наносят положительный заряженный слой. Если такую пластинку подвергнуть действию гамма-излучения, то часть положительных зарядов нейтрализуется рассеянными и вторичными электронами, а также электронами, появившимися в полупроводнике в результате облучения. [c.287] В тех местах пластинки, где интенсивность излучения наиболее сильная, степень нейтрализации зарядов будет наибольшей. Благодаря этому на поверхности полупроводника образуется своеобразный электрический рельеф, соответствующий проекции макроструктуры материала и имеющихся в нем неоднородностей и дефектов. Получение видимого изображения достигается затем нанесением на поверхность полупроводника частиц порошка с зарядами противоположного знака. [c.287] Чувствительный слой пластинки помещается в облако, состоящее из заряженных частиц (например, окиси цинка) противоположного знака. В тех местах, где плотность положительных зарядов максимальная, осядет наибольшее количество отрицательных частиц порошка в тех местах, где на чувствительном слое заряды отсутствуют, порошок оседать не будет. Полученное изображение может быть затем перенесено на бумагу. Этот метод обеспечивает большую скорость просвечивания, не требует фотохимической обработки пленок и отличается экономичностью, так как одна и та же пластинка может быть использована многократно. [c.287] Электрорадиографический метод имеет свои недостатки — труд-ность изготовления пластинки с однородно заряженным слоем,слож-ность хранения заряженных и экспонированных пластинок и др. [c.287] В качестве регистрирующих детекторов могут применяться ионизационные камеры и счетчики. [c.288] Ионизационная камера состоит из полого тонкостенного металлического цилиндра, в котором находится металлический стержень, расположенный по оси камеры и изолированный от нее. Стержень и цилиндр присоединяются к источнику постоянного тока. Под воздействием излучения газ в камере ионизируется и в цепи появляется ионизационный ток, величина которого при определенных условиях зависит только от интенсивности падающего гамма-излучения. [c.288] Вернуться к основной статье