Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— разновидность адеструктивных методов. Основаны на использовании источников ядерных (гамма-, бета-, нейтронного и др.) излучений и радиоактивных изотопов.

Гамма-метод позволяет весьма точно определять объемный вес строит, материалов в процессе изготовления элементов конструкций и в готовых сооружениях без отбора образцов и взвешивания. На основе измерения объемного веса могут определяться и др. параметры, прямо или косвенно связанные с ним: пористость, плотность, влажность (по разнице объемного веса сухого и влажного материала), тепло-физич. свойства (через пористость и влажность), прочность (на основе корреляционной связи объемного веса с прочностью, существующей для нек-рых легких бетонов, или в комплексе с акустич. методами).

Гамма-дефектоскопия основана на изменении плотности просвечиваемого объекта за счет раковин, каверн и пр. дефектов в материале. На основе гамма-метода создана аппаратура, позволяющая проводить исследования в лабораториях, автоматизировать технологич. процесс на з-дах строит, материалов и конструкций, контролировать качество работ на строит, площадках, выбирать оптимальный режим вибрирования бетонной смеси, устанавливать местоположение и состояние арматуры и др. Определение объемного веса гамма-методом основано на взаимодействии гамма-излучения с электронами атомов исследуемого материала. Интенсивность этого взаимодействия пропорциональна плотности электронов, к-рая для большинства строит, материалов пропорциональна объемному весу и в общем случае зависит от порядкового номера элементов, входящих в состав материала, а также от энергии излучения. Последняя обычно выражается в миллионах электрон-вольт (Мэв). Для гамма-источников с энергией от 0,3 до 2 Мэв между измеренной интенсивностью излучения и объемным весом большинства строит, материалов существует однозначная связь.

В настоящее время для определения объемного веса используются след. способы: просвечивание в узком пучке гамма-лучей, просвечивание в широком пучке гамма-лучей и измерение рассеянного гамма- излучения. Просвечивание в узком пучке проводится расположенными по обе стороны изучаемого объекта источником и детектором гамма-излучения, снабженными свинцовыми экранами с узким окном (коллиматоры). Коллиматоры предохраняют детектор от попадания выведенного из пучка рассеянного в материале гамма-излучения. При таких условиях измерения связь между ослаблением гамма-излучения, объемным весом р и толщиной d просвечиваемого материала подчиняется простому закону I=I0e—M<*P, где / — интенсивность излучения, ослабленного при прохождении сквозь материал; /0 — то же, без ослабления в материале, м — массовый коэфф. ослабления, зависящий от энергии излучения и химич. состава материала (его величина может быть вычислена или определена по таблицам).

Этот способ позволяет определять объемный вес материала с высокой степенью точности без предварительной калибровки измерительной установки. Недостатком его является сравнительная громоздкость измерительных установок при малом объеме исследования.

Просвечивание в широком пучке проводится так же, как и в узком пучке, но без экранировки или с частичной экранировкой источника и детектора. Этот способ получил наиболее широкое практич. применение благодаря его простоте и универсальности. Имеются конструкции измерит. устройств с постоянной и переменной базой (расстоянием между источником и детектором). Устройства с жесткой постоянной базой типа «радиоактивной вилки» и Т-образного зонда используются для определения объемного веса грунта и свежеуложенного бетона. Устройства с переменной и нежесткой базой применяются, напр., для просвечивания строит, деталей, грунта между двумя шпурами или скважинами, а также для определения качества и толщины стенок труб. Связь между изменением интенсивности гамма-излучения и объемным весом зависит от взаимного расположения элементов измерит, установки и изучаемого объекта. Поэтому необходима предварит, калибровка прибора па образцах известного объемного веса при той жо геометрии измерения.

Способ измерения рассеянного гамма-излучения отличается от способа просвечивания тем, что он позволяет изучать такие объекты, к-рые допускают лишь односторонний подход (бетонные покрытия и облицовки, поверхностный слой многослойных конструкций и т. д.). Прибор для измерения рассеянного гамма-излучения состоит из источника и детектора, разделенных свинцовым экраном, к-рый защищает детектор от прямого излучения источника. Гамма-излучение, проходящее в материале, может быть зарегистрировано детектором, расположенным с той же стороны, что и источник, благодаря явлению рассеяния гамма-квантов, при к-ром гамма-кванты, взаимодействуя с электронами вещества,теряют часть энергии, меняют направление движения и возвращаются в то же полупространство, где находится измерит, установка. Соотношение между измеряемой интенсивностью рассеянного излучения и объемным весом материала зависит от расстояния между источником и детектором. При малых расстояниях регистрируемая интенсивность увеличивается с возрастанием объемного веса, при больших расстояниях, наоборот, уменьшается Длина базы, при к-рой меняется знак зависимости между объемным весом и интенсивностью, смещается в сторону больших значений при увеличении энергии гамма- излучения. Поэтому база в приборах, использующих способ рассеянного гамма-излучения, выбирается в зависимости от применяемого источника и интервала изменения объемного веса.

Детекторами гамма-излучения служат газоразрядные и сцинтилляц. счетчики, а также фоточувствит. бумага (в гамма- дефектоскопии). В газоразрядных счетчиках энергия гамма-кванта преобразуется в электрич. импульс. В сцинтилляц. счетчиках энергия гамма-кванта преобразуется в световые вспышки люминофора, к-рые затем, попадая на фотокатод фотоэлектронного умножителя, создают импульсы электрич. тока с амплитудой, пропорциональной энергии гамма-кванта. Электрич. импульсы усиливаются, формируются электронной системой и поступают в измерит, устройство. Измерение интенсивности гамма-излучения может производиться подсчетом электрич. импульсов за выбранный интервал времени или по величине среднего тока, суммирующей импульсы интегрирующего контура.

Нейтронный метод позволяет определять абсолютную влажность материалов, а также пористость, если поры полностью заполнены водой. Этот метод может быть использован для измерения влажности грунтов, сырья в пром-сти строит, материалов, для контроля процессов пропаривания и сушки различных сборных строит, изделий, контроля качества бетонирования конструкций различных сооружений. Метод основан на свойстве ядер водорода более интенсивно, чем ядра других элементов, замедлять быстрые нейтроны. Быстрые нейтроны, излучаемые нейтронным источником, обладают большой энергией, от 1 до 10 Мэв. Потеряв энергию в результате замедления, они превращаются в медленные, т. н. тепловые нейтроны, к-рые интенсивно поглощаются ядрами элементов, входящих в состав строит, материалов. Поскольку интенсивность процесса замедления определяется в первую очередь количеством водорода, плотность медленных нейтронов зависит от содержания в материале воды, включая ее кристал- лизац. форму. Прибор для измерения влажности состоит из источника быстрых нейтронов и детектора медленных нейтронов. Если расстояние между источником и детектором мало (до 10—15 см), то между содержанием влаги и измеренной плотностью нейтронов наблюдается зависимость, близкая к прямо пропорциональной. При большой базе эта зависимость становится обратной.

Ядерные излучения находят применение в системах: автоматич. контроля составляющих бетона по плотности и влажности, измерения количества и качества сыпучих материалов, перемещаемых транспортом, объемного веса жидкости, движущейся по трубопроводу, уровня жидкости в закрытых емкостях. Система из источника и детектора ядерного излучения часто используется в качестве датчика исполнит. органов и блокирующих устройств. В таких системах обычно используется источник бета-излучения, представляющего собой поток электронов высоких энергий (до 2 Мэв). Проникающая способность бета-излучения по сравнению с гамма- и нейтронным излучениями невелика. Это упрощает конструкцию экранов и защиты.

Радиоактивные изотопы в качестве меченых атомов или радиоактивных индикаторов применяются для изучения процессов миграции отд. элементов в строит, конструкциях, напр. серы, или фильтрации воды в грунтах и гидротехнич. сооружениях.

Добавка радиоактивных изотопов не меняет ни физич., ни химич. св-в изучаемого объекта и позволяет легко контролировать перемещение меченого вещества с помощью радиометрич. приборов. Использование изотопов с малым временем жизни позволяет не допускать при этом радиоактивного загрязнения.

Лит.: Атомная энергия. Краткая энциклопедия, [М., 1958]; Радиоактивные изотопы и ядерные излучения в народном хозяйстве СССР, т. 2, М., 1961; Лейпунский О. И., Новожилов Б. В., Сахаров В. Н., Распространение гамма-квантов в веществе, М., 1960; Беликов М. П., Емельянов В. А., Нестеров В. Е., Применение радиоактивных изотопов в гидротехническом строительстве, М., 1961; Макаров Р.А., БасинЯ. Н., Радиоизотопные методы измерений в строительстве. Обзор методов и приборов, основанных на использовании гамма- излучения, М., 1963.

  ВЛАЖНОСТИ ИЗМЕРЕНИЕ. Электрические влагомеры. Радиометрические ...

  Вибрационные методы контроля за бетоном

  РАДИОИЗОТОПНАЯ ДИАГНОСТИКА — применение радиоактивных изотопов и ...

  КОНТРОЛЬ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА. Прибор КИСИ. Приборы: Бетон-8, УК-ЮП ...

  столкновение Земли с метеоритом. Гибель динозавров

  МЕДИЦИНСКАЯ БИБЛИОТЕКА. Современные методы исследования

  ЖБИ. Приемка и испытание железобетонных изделий

  АДЕСТРУКТИВНЫЕ МЕТОДЫ испытаний неразрушающие методы ...

  ПРОИЗВОДСТВО ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ. Строительные материалы