Радіаційний контроль

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 ($\mathrm {{}_{2}^{4}He}$);
• 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 ізонізуючих випромінювань обираються рентгенівські апарати (рентгенівські трубни), 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

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

Через $I_{0}$ позначається інтенсивність прямолінійного променя $L,$ через $I_{1}$ - його інтенсивність після проходження через тіло. В силу закону Бугера-Ламберта-Бера маємо

${\frac {I_{0}}{I}}=\exp\{-\int _{L}f(x)dx\},$

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

Алгебрагічний 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 співпадіння 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:

${\begin{cases}w_{11}v_{1}+w_{12}v_{2}+w_{13}v_{3}+...+w_{1N}v_{N}=p_{1},\\w_{21}v_{1}+w_{22}v_{2}+w_{23}v_{3}+...+w_{2N}v_{N}=p_{2},\\........................................,\\w_{M1}v_{1}+w_{M2}v_{2}+w_{M3}v_{3}+...+w_{MN}v_{N}=p_{M}.\end{cases}}$

$W$ - 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, непроварів, пор, шлакових, вольфромових, окисних і інших включень. Радіографічний контроль застосовують також для виявлення пропалів, підрізів, оцінки величини опуклості кореню шва, недоступних для зовнішнього огляду.

Див. також

• Неруйнівний контроль
• Прилади неруйнівного контролю