Радиоактивные изотопы и их применение

Использование рассеяния гамма-лучей. На принципе рассеяния гамма-лучей сконструирован прибор для определения внутренней коррозии труб.

Как же заглянуть внутрь металлической трубы какого-либо трубопровода, не нарушая ее цельности, и узнать ее состояние? Не проржавела ли такая труба и не грозит ли аварией? Для этой цели можно употребить специальный прибор. Он состоит из двух камер, изолированных друг от друга свинцом. В первой камере помещен радиоактивный препарат, излучающий гамма-лучи, а во второй — счетчик. Гамма-лучи от препарата через диафрагмы узким пучком направляются на трубу, проникают в нее и рассеиваются. Часть гамма-лучей отражается и попадает в счетчик. В том месте трубы, где цельность металла не нарушена коррозией, пустотами и трещинами, отражение определяется строго известным числом импульсов счетчика, а в случае разрушения трубы коррозией счет повышается и тем больше, чем больше разрушение, так как излучение проникает внутрь трубы с меньшим поглощением.

Использование рассеяния бета-лучей. Ряд приборов, в которых используется излучение радиоактивных изотопов, построен на принципе рассеяния бета-излучения.

Известно, что если на данное вещество падает поток бета-лучей, то часть их рассеивается так, что вещество становится как бы источником излучения. Рассеивание бета-лучей различными элементами не одинаково. Чем больше атомный вес рассеивающего элемента, тем больше отраженных бета-лучей. Степень отражения также зависит от толщины отражающего материала. Она возрастает с увеличением толщины до тех пор, пока не достигнет максимальной для данного элемента величины. Используя этот принцип, можно производить анализ материала, из которого выполнен отражатель; например, можно определить процентное содержание какого-либо тяжелого металла в сплаве с легким металлом. На этом принципе советскими инженерами сконструирован прибор для определения толщины оловянных покрытий жести (рис. 49). Прибор представляет ионизационную камеру в свинцовой защите, внизу которой расположен бета-излучающий радиоактивный препарат (таллий 204). Препарат находится в свинцовой ампуле, которая направляет поток излучения вне камеры. В камеру излучение попадает, претерпевая обратное рассеяние в слое олова и жести. Железо жести практически производит лишь небольшой эффект рассеяния, а олово рассеивает бета-лучи в соответствии с толщиной покрытия, что и контролируется регистрирующим прибором, соединенным с ионизационной камерой.

Рис. 49. Схема прибора для измерения толщины металлических покрытий, построенного на принципе рассеяния бета-лучей

Радиоактивный измеритель площади. Трудно быстро найти площадь сложной фигуры. Однако, используя радиоактивные элементы, удалось сконструировать прибор для измерения таких площадей. Он позволяет в течение долей минуты измерить площадь самой сложной фигуры. Для измерения нужная фигура вырезается из бумаги и кладется в прибор на сетку, находящуюся между источником излучения альфа-частиц и ионизационной камерой. Ионизационная камера соединена со стрелочным прибором, проградуированным так, что в отсутствие препятствия между альфа-излучателем и ионизационной камерой стрелка стоит на нуле, при полностью закрытой сетке — на делении шкалы, соответствующем площади сетки в квадратных сантиметрах. Если на сетке находится фигура из бумаги, то она препятствует прохождению части альфа-лучей в ионизационную камеру и стрелка показывает то число делений, которое составляет площадь бумаги, положенной на сетку (рис. 50).

Рис. 50. Схема прибора для измерения площадей:

1 — радиоактивный препарат; 2 — измеряемый предмет; 3 — ионизационная камера

Весы с радиоактивным препаратом. Весы — это тончайший инструмент, без которого трудно себе представить современную химическую и физическую лабораторию. От их точности и чувствительности зависит в значительной мере результат многих опытов. Люди сконструировали много различных типов весов. Одним из них являются весы, в которых чувствительность повышается с помощью излучения радиоактивных элементов в 100 раз. На коромысле весов закрепляется радиоактивный препарат, а против него устанавливается счетчик. При равновесии счетчик регистрирует определенное число импульсов. Нарушение равновесия вызывает понижение счета импульсов, что видно по специально устроенному прибору, с помощью которого и можно установить равновесие.