【正文】 核子秤原理分析圖 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 34 秤組成： 1—— 源部件 ：產(chǎn)生射線的裝置，包括射線源和防護鉛罐 2—— 支架 3—— 傳感器 ：由電離室、前置放大器和恒溫裝置組成 4—— 測速裝置 5—— 主機 ：計算、顯示、打印和輸出控制信號 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 35 基本測量原理 ? 放射源穩(wěn)定的放出射線。 如果同時測出輸送速度 ， 則物料對速度之積分就是單位時間傳送物料的重量 。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 28 核檢測技術(shù) (1)——核子密度計 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 29 核檢測技術(shù) (1)——核子密度計 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 30 核檢測技術(shù) (1)——核子密度計 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 31 核檢測技術(shù) (2)——核子 (皮帶 )秤 ? 原理： 利用物料對 γ 射線的吸收原理 。 4. 基本誤差：量程的 177。 2. 適應(yīng)管徑：直徑 50～ 500mm。 例如：選礦工藝中礦漿和浮選液濃度的在線檢測和控制；油田和石油化工過程中油品含水率的測定；選煤廠選煤液密度的檢測和控制；化工廠酸 、 堿 、 鹽的濃度以及各種成分配比的在線檢測；造紙廠紙漿濃度的測定和控制；江河中水流含沙量的測定 。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 26 核檢測技術(shù) (1)——核子密度計 ? 用途： 各種料液濃度的在線檢測和控制 。 實際上 ， 秤體部分無需人員操作 ， 不需經(jīng)?？拷垂?， 更不用停留那么長時間 。 工作人員正常工作區(qū)域的新增 γ劑量接近為零 。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 25 核檢測技術(shù) ——輻射安全性評估 ? 核檢測的輻射防護與安全性能 (以核子秤為例 ) 1. 源罐設(shè)計 符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB163681996， 屏蔽防護絕對安全可靠 。 6. 相對測量 —— 標(biāo)定難、測量精度容易受物料成分變化的影響。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 20 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本方程 (2)反散射法 (Eo,Ef,ρ,μ,σ,Wi, Zeff, d ) ]1[s i ns i n)s i ns i n( dfocoffoeIkI????????????????????????s ins infocofIkI????對無窮厚樣品： 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 21 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本方程 (3)多層反散射的情況 ρ1,μ1,σ1, Zeff1, d1 ρ2,μ2,σ2, Zeff2, d2 ρ3,μ3,σ3, Zeff3, d3（ →∞ ） ]1[s i ns i n111111 )s i ns i n(11111111dfocoffoeIkI???????????????????非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 22 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 常用射線源及用途 核素名稱 射線種類 能量 (MeV) 半衰期 主要用途 241Am γ 458a 測厚、灰分、 X射線熒光分析 137Cs γ 30a 測厚、灰分、密度計、核子秤 60Co γ , 測厚、料位計、濃度計 90Sr β 28a 測厚 (薄膜 ) 147Pm β 測厚 (薄膜 ) 204Tl β 測厚 (薄膜 ) 14C β 5730a 測厚 (薄膜 ) 252Cf n 平均 水份、中子活化分析 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 23 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?特點 1. 現(xiàn)場、非接觸、無損 (無破壞性 )； 2. 可在線、載流連續(xù)監(jiān)測； 3. 抗干擾能力強。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 16 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本理論 (2) 發(fā)生作用的幾率 (截面 ) b)吸收截面 (μ)： 如 γ射線： )(? ??iiiW ??? ????ipiciphiipcph W )( ??????? ＝＝μ是 Eγ和 Zeff的復(fù)雜函數(shù) 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 17 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本理論 (2) 發(fā)生作用的幾率 (截面 ) c)散射截面 (σ)： 對 γ射線： Eγ： Eγ ： )(? ??iiiW ??Zc ???? EZc /?非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 18 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本理論 (2) 發(fā)生作用的幾率 (截面 ) d)輻射粒子的幾率 (η)： 與 產(chǎn)生的機理 、 樣品的組成 、 入射粒子的種類 及其能量 等等許多因素有關(guān)。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 3 利用放射性同位素的 自動檢查裝置理論基礎(chǔ) 作者： . 舒米洛夫斯基 . 密里特采爾 科學(xué)出版社 1961年 11月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 4 現(xiàn)代高技術(shù)叢書 核能與核技術(shù) 作者： 李士 查連芳 趙文彥 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1994年 12月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 5 核能源與核技術(shù) 作者： 吳茂良 四川大學(xué)出版社 1994年 8月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 6 核技術(shù) 作者： 國家自然科學(xué)基金委員會 科學(xué)出版社 1991年 10月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 7 射線檢驗 作者： 孫萬鈴 潘炳勛 楊新榮 國防工業(yè)出版社 1989年 06月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 8 無損探傷 作者：云慶華 等 (編著 ) 勞動出版社 1983年 01月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 9 X射線探傷檢驗技術(shù) 作者：李 瑞 棠 烴加工出版社 1985年 10月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 10 X射線激光 作者：彭惠民 王世績 國防工業(yè)出版社 1997年 11月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 11 中子照相 作者： 原子能出版社 1996年 03月第 1版 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 12 核檢測技術(shù) 核子密度計 泥沙計 濃度計 品位儀 核子 (皮帶 )秤 核測井 射線測厚儀 其它核檢測技術(shù) 灰分測量、煤質(zhì)檢測 核子料 (液 )位計、 核子料 (液 )位開關(guān) 水份計 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 13 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本原理 利用射線 (β、 X、 γ、 n)與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的 吸收、散射或活化反應(yīng) 等現(xiàn)象，通過測定射線的 強度或能譜 的變化來測定被測物質(zhì)的 基本物理 (或化學(xué) )量 (如：密度、濃度、厚度 (高度 )、水份、流量、揮發(fā)分等）。非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 1 輻射檢測 Radiation Testing (Isotope Detection) 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 2 1. 《 同位素技術(shù) 》 ， 彭根元等 ， 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 ，1994。 2. 《 γ輻射煤灰分儀》 ，張志康等編著，原子能出版社。 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 14 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本理論 (1) 射線與物質(zhì)的相互作用方式與特點 γ(X) ： 光電效應(yīng) 、 康普頓散射效應(yīng) 、 電子對效應(yīng) 、 瑞利散射、背散射 …….. β： 電離、激發(fā)、散射、軔致輻射、切倫科夫效應(yīng) n ： 散射、核反應(yīng)、活化、核裂變 非動力核技術(shù)應(yīng)用之一 15 核檢測技術(shù) ——原理、特點與問題 ?基本理論 (2) 發(fā)生作用的幾率 (截面 ) a) ： effZ%10 0)(Z?????iiiiie f fWZW Zi—— 樣品中第 i 種元素的原子序數(shù)； Wi—— 樣品中