36 Ускорители электронов

Источники высокоэнергетического фотонного излучения. В радиационной дефектоскопии применяют следующие ускорители электронов: линейные ускорители, микротроны и бетатроны. Благодаря высокой энергии излучения эти источники целесообразно использовать при контроле изделий толщиной 70 мм и выше. Линейный ускоритель (рис. 12.23) выполнен в виде вакуумной цилиндрической ускорительной камеры 1 с фокусирующим электромагнитом 2, расположенным на поверхности цилиндра. Высокочастотный генератор 3 обеспечивает получение в волноводе 4 бегущей электромагнитной волны, электрическое поле которой направлено по оси цилиндра. Элек­троны, генерируемые пушкой 5 импульсно с энергией 30—100 кэВ, ускоряются электрическим полем бегущей волны. Затем ускоренные электроны попадают на мишень б, в которой возникает тормозное излучение с экспозиционной дозой (5—75 ООО) 10"⁵ Кл/кг. Преимущество линейных ускорителей состоит в большой интенсивности тормозного излучения. Так, линейные ускорители с энергией 10—25 МэВ создают тормозное излучение, мощность экспозиционной дозы которого составляет 2000— 25 000 Р/мин на расстоянии 1 м от мишени. Благодаря этому их с успехом применяют при контроле сварных швов толщиной 400—500 мм.

Ускорители представляют собой компактные установки, состоящие из излучателя и блоков электропитания, теплообменников и управления. В промышленности применяют ускорители ЛУЭ-10/1Д, ЛУЭ-10/2Д, ЛУЭ-15-1500Д, ЛУЭ-8-5В, ЛУЭ-5-500Д.

Микротрон — циклический резонансный ускоритель электронов с постоянным во времени и однородым магнитным полем.

В микротроне электроны, запущенные в вакуумную камеру 1 движутся по окружностям различного радиуса, но имеющим общую точку касания в том месте, где расположен резонатор, сверхвысоко­частотное поле которого ускоряет электроны.

Резонанс ускорения создается в результате кратного уве­личения периода высокочастотного на­пряжения при каждом пересечении электронами ускоряющего зазора резонатора.

Резонатор возбуждается через волновод 3 посредством мощной импульсной электронной пушки 4. Вакуумная камера находится под непрерывной откачкой с помощью насоса 7. Ускоренные электроны на последней ороите либо попадают на мишень 5, в которой возникает рентгеновское излучение с экспозиционной дозой в диапазоне (4—70)

Микротроны обладают малым фокусом и обеспечивают получение тормозного рентгеновского излучения высокой интенсивности благодаря чему являются перспективными источниками излучения для радиационной дефектоскопии

Наиболее распространены в радиационной дефектоскопии другие ускорители электронов — бетатроны. В бетатронах ускорение электронов происходит при их движении по круговой орбите в возрастающем во времени магнитном поле.

Бетатрон (рис. 12.25) выполнен в виде тороидальной вакуумной ускорительной камеры 7, расположенной между полюсами электромагнита. Электронная пушка 2 генерирует электроны в тороидальную камеру, где они ускоряются в вихревом электрическом поле, создаваемом переменным магнитным полем. Возрастающее во времени магнитное поле не только обеспечивает ускорение элек­тронов, но и удержание их на орбите постоянного радиуса, проходящей внутри камеры бетатрона. В конце цикла электроны попадают на мишень 4 в которой возникает тормозное излучение со сплошным спектром.

37 Эталоны чувствительности. Для определения относительной чувствительности радиографического контроля используют специальные эталоны. Эталон представляет собой пластину с идеальными дефектами, контуры которых резко очерчены. На границе дефектов эталона происходит резкое изменение суммарной толщины просвечиваемого материала, в то время как в реальном металле — постепенное изменение его толщины на границе дефект — бездефектная зона. Кроме того, реальные дефекты часто рассредоточены и имеют неправильные очертания. Вследствие этого поры или шлаковые включения, диаметры которых равны соответственно высоте прорези или диаметру проволоки эталона, могут быть не выявлены, несмотря на то, что изображения искус­ственных дефектов четко видны.

В практике радиационной дефектоскопии применяют несколько типов эталонов чувствительности (табл. 12.7).

Пластинчатый сотверстиями.и Ступенчатый с отверстиями

В соответствии с ГОСТ 7512—82 наиболее часто используют канавочные и проволочные эталоны четырех типоразмеров каждый. На канавочном эталоне имеется шесть канавок, рядом расположенные канавки различаются глубиной в 1,39 раза. Проволочный эталон представляет собой пластиковый чехол с семью проволоками раз­личного диаметра, рядом расположенные проволоки различаются размерами в 1,25 раза. Материал эталона должен быть аналогичен материалу контролируемого изделия. Эталоны маркируют свинцовыми буквами и цифрами. Буквы обозначают материал эталона, цифры — его номер, например, Cu2, Fe1, Ал3, Ti4. Оба вида эталона равнозначны по чувствительности, выбор их определяется условиями работы и удобством использования.