核技术之核检测物理学与高新技术

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1、核检测技术1核检测技术——原理、特点基本原理利用射线(β、X、γ、n)与物质相互作用时产生的吸收、散射或活化反应等现象，通过测定射线的强度或能谱的变化来测定被测物质的基本物理(或化学)量(如：密度、浓度、厚度(高度)、水份、流量、挥发分等）。2核检测技术——原理、特点常用射线源及用途核素名称射线种类能量(MeV)半衰期主要用途241Amγ0.05956458a测厚、灰分、X射线荧光分析137Csγ0.66130a测厚、灰分、密度计、核子秤60Coγ1.17,1.335.3a测厚、料位计、浓度计90Srβ0.5428a测厚(薄膜)147Pmβ0.01-0.12.62a测厚(薄膜)

2、204Tlβ0.01-0.14.1a测厚(薄膜)14Cβ0.1565730a测厚(薄膜)252Cfn平均2.3482.65a水份、中子活化分析3核检测技术——原理、特点特点现场、非接触、无损(无破坏性)；可在线、载流连续监测；抗干扰能力强。安全、无污染(无废气、废液排放)；经济、高效。相对测量——标定难、测量精度容易受物料成分变化的影响。4核检测技术(1)——核子密度计用途：各种料液浓度的在线检测和控制。也可通过密度而间接测定出料液中某种成分的含量等。例如：选矿工艺中矿浆和浮选液浓度的在线检测和控制；油田和石油化工过程中油品含水率的测定；选煤厂选煤液密度的检测和控制；化工厂酸、

3、碱、盐的浓度以及各种成分配比的在线检测；造纸厂纸浆浓度的测定和控制；江河中水流含沙量的测定。5核检测技术(1)——核子密度计6核检测技术(1)——核子密度计7核检测技术(2)——核子(皮带)秤原理：利用物料对γ射线的吸收原理。放射源发出的γ射线穿过穿透输送机上的物料后，强度减弱，物料越多，减弱的程度越大，探测器接受的射线强度也减少，根据探测器输出脉冲数变化，就可以测出输送机上物料的多少。如果同时测出输送速度，则物料对速度之积分就是单位时间传送物料的重量。8核子秤原理分析图9基本测量原理放射源稳定的放出射线。在支架构成的范围内呈扇形，照射到输送机上，输送机上的物料吸收一部分射线，

4、其余的照射到探测器上，因放射源发出的射线为常数，因此探测器探测的射线的多少，可反映输送机上物料的多少。10核检测技术(2)——核子(皮带)秤11核子秤实物图112实物图213特点：——非接触式连续称重计量控制设备，测控精度高，长期稳定性好，无机械磨损，免维护1415核子秤的基本应用16核检测技术(2)——核子(皮带)秤17LB442核子秤系统简介LB442系统用于测量工业输送系统上固体物流的质量流量（如化肥；木片、纸浆；煤炭、矿石、沙子、砾石；土豆、玉米花等等）。系统不仅能测量流量，而且能够计算固体物质的总质量，测量范围可以从0-200kg/小时到0-10000吨/小时，还可

5、以测量管道和斜槽中处于“自由下落”状态的物流的质量流量。18LB442核子秤系统的应用实例示意图19核检测技术(3)——料位计及料位开关原理：检测γ射线穿透料仓或管道中物料后的强度，根据射线强度的变化来计算、判断物料的料面水平，控制物料的输送。放射源安装在料仓或管道的一侧，探测器安装在另一侧。20核检测技术(3)——料位计及料位开关用途：用于工业过程中对料位和液位进行定点检测和报警控制，适合于各种恶劣环境下长期使用。也可用于对运动状态的设备和工件进行定位检测或定位控制。更可推广应用到对运动物体的速度和长度、宽度进行非接触式检测。如可用于矿山、煤炭、电力、钢铁、冶金、水泥、化肥、

6、化工等系统进行料位上下限的检测和报警控制；可用于矿车、料斗油罐等的灌装控制，运输车、斗的遥控定位。高温、高压、腐蚀性液体的液位控制。食品、饮料自动生产线的罐装自动控制等。21几种安装方式22核检测技术(4)——射线测厚仪接触式测厚——机械测厚法。非接触式测厚——射线测厚法、超声波测厚法、光学测厚法，等等。231)γ射线测厚仪24γ射线测厚仪能在线、非接触式的测量导体非导体的厚度，测量精度高而且量程大。具有较强的扩展性和高精度的模拟数字转换电路。可以进行计算机远程控制，可视化界面操作，以及相应的数据处理。γ射线测厚仪的特点25依据被测物质对放射性同位素放出的γ射线的吸收强度与物质

7、质量厚度成线性关系的规律，通过测量透过物质的γ射线强度来测定被测物的厚度。γ射线测厚仪的工作原理26几种射线测厚仪器的图片美国EMC公司研制X-RAY在线测厚仪27射线测厚与超声波测厚的对比超声波测厚仪——是利用超声波在各种介质内的传播速度不同，即由一相介质转到另一相介质必然产生波反射的性能来“作出壁厚度”测定的，即利用波反射的时间差来确定金属材料壁厚。28超声波测厚的不足：超声波发射器,不能使用于温度高的环境(≤90°),因为温度较高,会损坏“发射器”。被测“点”金属材料表面必须打整干净,