ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристика источников излучения, применяемых в радиационно-химической технологии из "Радиационная модификация полимерных материалов" В современных условиях в качестве мощных источников перечисленных видов излучения применяются установки с радиоактивными изотопами, получаемыми по различным ядерным реакциям в атомных реакторах, и ускорители электронов различной конструкции. [c.16] Радиоактивный кобальт. Из радиоизотопов, получаемых в больших количествах и удобных для использования в качестве источников излучения, наиболее доступныг. в настоящее время является изотоп кобальта с массовым числом 60 (Со ). Основы применения этого радиоактивного изотопа в облучательных устройствах различного назначения рассмотрены в работах А. X. Брегера [30, 31, 32], Барилла [17] и некоторых других авторов. [c.16] Период полураспада Со составляет 5,263 0,003 года. Каждый акт распада сопровождается испусканием двух у-квантов с энергиями 1,3325 0,0003 и 1,1727 0,0004 Мэе (в среднем около 1,25 Мзв) и одной р-час-тицы с энергией 0,306 Мэе [310]. Кроме того, в ничтожных количествах возникают укванты с энергией примерно 2,3 Мэе и Р-частицы с энергиями 0,69 и 1,48 Мэе. Возникающие при радиоактивном распаде Со у ванты обладают большой проникающей способностью. Слой половинного ослабления широкого пучка уизлучения Со в среде плотностью 1 г/сл , состоящей из атомов легких элементов, равняется 27 см [2]. Образующиеся одновременно с у-квантами Р-частицы ввиду их крайне малой проникающей способности поглощаются как в самом радиоактивном препарате, так и в оболочке, в которую он обычно помещается. Т ким образом, Со можно рассматривать как практически чистый у-излучатель. [c.16] Из этих данных следует, что при активности Со , превыщающей 10000 г-экв радия, толщина биологической защиты достигает значительной величины. При этом ее стоимость становится соизмеримой со стоимостью радиоактивного вещества. [c.18] Дистанционное управление и блокировка должны осуществляться несколькими, дублирующими один другого методами. [c.18] Ускоренные электроны обладают значительно меньшей проникающей способностью, чем у-лучи. Пробег электронов с энергией 1 Мэе в среде плотностью 1 г см , например, в воде, составляет всего 0,4 см, [63]. В таком слое при указанных выше значениях тока, облучаемой площади и энергии электронов усредненная по глубине мощность дозы достигает нескольких десятков миллионов рад в секунду. Этим объясняется высокая производительность ра-диационно-химических процессов модификации полимерных материалов, проводимых при пойощи ускорителей электронов. [c.19] Для создания пучков электронов с энергиями 3—5 Мэе в настоящее время чаще всего применяются ускорители прямого действия, в которых частицы приобретают необходимую скорость в электрическом поле с высокой напряженностью. [c.19] Краткая характеристика ускорителей отечественного и иностранного производства приведена в табл. 1. Из приведенных в этой таблице данных следует, что выпускаемые в настоящее время ускорители могут применяться для создания достаточно мощных потоков электронов с энергиями до 2,5 Мэе. Для промышленного применения наиболее пригодны ускорители на основе трансформаторов [30], которые по своей мощности, а также по коэффициенту использования подводимой энергий и компактности Превосходят все другие образцы. [c.19] Электростатический генератор ЭГ-2,5. [c.20] Ускоритель на основе трансформатора ЭлТ-1,5. . [c.20] Более высокая степень использования энергии излучения может быть достигнута двухсторонней радиационной обработкой материала. В этом случае толщина слоя, в котором доза меняется от 100 до 60%, достигает 0,81 г/см на 1 Мэе, что в 2,4 раза превышает полезную глубину проникновения электронов в случае одностороннего облучения [273]. [c.21] Для практической оценки средней мощности дозы электронного пучка для сред близких к единичной плотности можно получить простое соотношение. Из графика рис. 2 видно, что полезная глубина проникновения электронов с энергией Е мегаэлектронвольт составляет 0,33 Е г см . [c.21] Данным выражением можно пользоваться до энергий порядка нескольких мегаэлектронвольт, так как с увеличением энергии электронов все больше меняется характер распределения поглощенной дозы по толщине материала. [c.21] Как известно, при взаимодействии быстрых электронов с веществом возникает рентгеновское излучение, максимальная энергия которого равна энергии падающих частиц. Эффективность этого процесса возрастает с повышением энергии первичного излучения и увеличением атомного номера взаимодействующего с ним вещества. Она невелика в тех случаях, когда энергия электронов равна нескольким сотням килоэлектронвольт, а облучаемая среда состоит из атомов элементов, находящихся в верхней половине таблицы Д. И. Менделеева. Однако при мощности ускорителя в несколько киловатт и энергии электронов выше 0,5 Мэе интенсивность рентгеновского излучения становится соизмеримой с интенсивностью 7-излучения, создаваемого мощными радиоизотопными источниками. Поэтому ускорители электронов на такие энергии должны оборудоваться мощной биологической защитой, дистанционным управлением и блокирующими устройствами. [c.22] В ряде, случаев для практических целей возможно использование ускорителей электронов для получения рентгеновского излучения. Если пучок электронов направлять на мишень из материала с большим атомным номером, например из золота, и применять частицы с более высокими энергиями, то эффективность процесса образования рентгеновских лучей резко возрастает. Например, при энергии электронов 2 Мэе она достигает 6%, а при энергии 5 Мэе— 15%. Ускорители электронов, работающие в режиме генерации рентгеновских лучей, можно применять для облучения различных объектов при мощности дозы 10 радкек и выше [434]. По данным Тиммермана [429] такое облучение экономически является более выгодным, чем облучение на изотопных установках соответствующей мощности. [c.22] Для более подробного ознакомления с источниками излучения, применяемыми в радиационной химии, рассмотрим три облучательные установки, созданные в Институте физической химии им. Л. В. Писаржевского АН УССР в последние годы. Эти установки, на которых можно проводить опыты в укрупненных масштабах, использовались для выяснения основных особенностей технологии радиационной модификации полимерных материалов. В первых двух установках источником излучения служит Со с суммарной первоначальной активностью свыше 100 ООО г-экв радия. Они отличаются конструкцией биологической защиты, которая в значительной мере определяет не только стоимость устройства в целом, но и особенности его эксплуатации. В третьей установке облучение проводится при помощи ускорителя электронов. При конструировании изотопных установок был использован опыт, накопленный в данной области в физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова [31—34], Институте электрохимии АН СССР [68] и ВНИИ по переработке нефти и газа и получению искусственного жидкого топлива [10]. Для ознакомления с ускорителями электронов, которые можно применять для промышленных целей, ниже приводится краткая характеристика ускорителя на основе трансформатора с секционированным сердечником конструкции Института ядерной физики СО АН СССР. На основании данных, полученных при строительстве и эксплуатации перечисленных выше устройств, авторами сделана попытка оценить стоимость радиационной обработки полимерных материалов различными видами излучения. [c.23] Вернуться к основной статье