Радиоактивные изотопы и их применение

Другая конструкция уровнемера использует явление поглощения излучения в слое жидкости. Такой уровнемер устроен следующим образом. На двух противоположных стенках резервуара располагают радиоактивный изотоп, служащий источником излучения, и прибор, регистрирующий излучение, ионизационную камеру или счетчик. Источник излучения и регистрирующий прибор могут одновременно перемещаться по вертикали вдоль стенок резервуара. Если на пути излучения находится жидкость, то излучение сильно поглощается и в регистрирующий прибор почти не попадает. В случае когда излучатель и прибор находятся над уровнем жидкости, излучение поглощается только стенками резервуара и большая часть его попадает в счетчик. Следовательно, передвигая прибор снизу вверх на границе поверхности жидкости, мы будем наблюдать резкое увеличение количества излучения, попадающего в прибор, т. е. легко обнаружим уровень жидкости. Если необходимо поддерживать уровень жидкости на определенной высоте, то радиоактивный препарат и приемник излучения закрепляются на указанном уровне и последний соединяется с автоматическим устройством, увеличивающим или уменьшающим приток и отток жидкости в резервуар при изменении потока излучения, попадающего в регистрирующий прибор. На рис. 42 приведена схема и внешний вид отечественного измерителя уровня жидкого хлора в баллоне.

Рис. 42. Измеритель уровня жидкости в баллоне. (В верхнем углу приведена схема.)

Уровнемеры такого типа, а также уровнемеры, работающие по другим схемам, но основанные на поглощении излучения радиоактивных изотопов, были сконструированы советскими инженерами для ряда производств: для нефтяной промышленности — с целью поддержания уровня нефтепродуктов в закрытых резервуарах, границы раздела, например керосин — вода и т. п., для пищевой промышленности — с целью контроля уровня пива в пивных танках, для металлургической промышленности — с целью определения уровня металла в вагранке, для парфюмерной промышленности — с целью контроля заполнения тюбиков парфюмерными изделиями, наконец для контроля уровня руды или угля в подземных бункерах при их добыче. Схема последнего уровнемера приведена на рис. 43.

Рис. 43. Схема установки уровнемера конструкции «Цветметавтоматика» на рукаве подземного бункера:

1 — источники γ-излучения Со60; 2 — приемники излучения; 3 — шнуры; 4 — измерительный блок; 5 — сигнализация

Радиоактивный плотномер. На принципе поглощения гамма-излучения радиоактивных изотопов основан и сконструированный советскими инженерами прибор для определения плотности жидкостей в трубопроводах. Источниками излучения служат кобальт 60 и цезий 137. Прибор действует по принципу уровнемера. По одну сторону трубопровода ставится регистрирую

щий излучение прибор, а по другую — источник излучения. Поглощение излучения пропорционально плотности жидкости в трубопроводе. Регистрирующий прибор градуируется так, что непосредственно показывает плотность жидкостей в граммах в кубическом сантиметре. Такого рода прибор применяется для непрерывного дистанционного измерения содержания грунта в пульпе землесосных снарядов (рис. 44).

Рис. 44. Внешний вид прибора для измерения содержания грунта в пульпе землесосных снарядов

На принципе изменения степени поглощения бета-лучей советскими инженерами сконструированы также приборы для контроля качества молока по его плотности и для измерения плотности огнеупоров.

Измерение плотности можно вести и с помощью прибора, основанного на рассеянии гамма-лучей.

В этом приборе, так же как и в предыдущем, имеется источник гамма-лучей — препарат радиоактивного изотопа и приемник излучения — ионизационная камера, которые расположены в свинцовой защите и ставятся по одну сторону сосуда, в котором производится измерение плотности жидкости, например в трубопроводе.

Гамма-лучи по узкому каналу из свинцового контейнера попадают внутрь трубы с жидкостью, где они рассеиваются. Рассеянные лучи снова проникают сквозь трубу и попадают в ионизационную камеру. С изменением плотности жидкости в трубе изменяется и степень рассеяния гамма-лучей, тем самым изменяется поток излучения, попадающего в ионизационную камеру. Ионизационная камера соединена с усилителем тока и регистрирующим прибором, проградуированным в единицах плотности.