Radiatsion defektoskopiyada qo‘llanadigan izotoplar
Nomi
|
YArim emirilish davri
|
Nazorat qilinuvchi po‘lat buyumlar yo‘g‘onligi oralig‘i, mm
|
Tuliy-170
Selen-75
Iridiy-192
Seziy-137
|
129 kun
120,4 kun
74,4 kun
33 yil
|
<15
<25
6-70
25-120
|
Rentgen yoki gamma-nurlanish modda orqali elektromagnit tebranish kabi o‘tib, moddalar atomlarining maydonlari bilan o‘zaro ta’sirlashadi. Bunda agar modda atomi elektroni uning atomidagi bog‘lanish energiyasiga qaraganda katta energiya olsa, u holda elektron undan uchib chiqadi. Uchib chiqqan elektronni fotoelektron deyiladi (3.5-a rasm). Uning energiyasi (Ee) u bilan o‘zaro ta’sirlashuvchi nurlanishning atomdagi elektroning Ei bog‘lanish energiyasiga kamaytirilgan h energiyasiga teng bo‘ladi, ya’ni Ee = h– Ei. Atomlar fotoelektronlarini yo‘qotganda elektron qobiqlardagi bo‘sh qolgan o‘rinlar (joylar) bundan keyin tashqi qobiqlardagi elektronlar bilan to‘ldiriladi. Elektronning yadroga yanada yaqinroq qobiqqa o‘tishi xarakteristik nurlanish kvantini chiqarish bilan birga amala oshadi. SHuni ta’kidlash lozimki, rentgen yoki - nurlanish oqimidagi hamma fotonlar ham modda tomonidan yutilavermaydi. Ularning ayrim qismi modda atomlari bilan o‘zaro ta’sirlashmaydi. Nurlanish energiyasining ortishi bilan fotoelektrik yutish kamayadi va moddaning atom (tartib) raqam ortishi bilan keskin ortadi.
2.5-rasm. Rentgen va - nurlanishlar fotonlarining modda bilan o‘zaro ta’sirlashuvi.
Rentgen va - fotonlarning modda bilan o‘zaro ta’sirlashuvda fotoelektrik yutishi bilan birga ularning yoyilishi ham ro‘y beradi, uni kompton yoyilishi deyiladi. Kompton effektini birlamchi fotonning erkin elektron bilan elastik urilishi sifatida qarash mumkin, bunda fotoeffektdan farqli ravishda foton elektronga hamma energiyani emas, balki uning bir qismini beradi. Kompton elektroni ma’lum miqdordagi energiyani olib, rentgen yoki - fotoni harakati yo‘nalishga burchak ostida harakatlana boshlaydi (2.5 b-rasm). Kompton effekti natijasida to‘lqin uzunligi katta va energiyasi kichik bo‘lgan yoyilgan foton paydo bo‘ladi, u o‘zining dastlabki yo‘nalishdan burchakka og‘ib, harakatida davom etadi. Nurlanish energiyasi (E) burchak ostida yoyilgandan so‘ng E = h/(1 + 0,024 cos ) ga teng bo‘ladi, bunda h- tushayotgan fotonning energiyasi.
Kompton yoyilishini qarab chiqishdan birlamchi nurlanish intensivligining susayishi rentgen yoki - foton muxitining atomlar elektronlari bilan o‘zaro ta’sirlashuvi va ularning turli yo‘nalishlarda asosan birlamchi nuralinsh dastasidan tashqariga yoyilishi natijasida yuz beradi. Nurlanish energiyasining ortishi bilan kompton yoyilishi koeffitsenti fotoelektrik yutilishi koeffitsentiga nisbatan ancha kam darajada kamayadi. Etarlicha yuqori energiyali (kamida 1,02 MeV) rentgen yoki - nurlanish fotonlarining modda bilan o‘zaro ta’sirlashishda juftliklar paydo bo‘lishi jarayoni yuz beradi (3.5- v rasm), ya’ni fotonlar modda atomlarining yadro maydoni tomonidan yutilib, bir juft zarra-pozitron (e+) va elektron (e-) hosil qiladi.
Sanoat defektoskopiyasi uchun qo‘llaniladigan ko‘pchilik apparatlardan (betatronlar, mikrotonlar va tezlatkichlar bundan mustasno) chiqadigan rentgen nurlanish energiyasi juftlar hosil kilish uchun zarur bo‘lgan nurlanish energiyasidan quyiroqda yotadi, shuning uchun yutilishning bu turi rentgen nurlanishi bilan yoritishda o‘rinli emas. YOritish uchun foydalaniladigan ko‘pchilik radioaktiv manbalardan chiqadigan gamma-nurlanish 2 – 2,5 MeV dan oshmaydi, shuning uchun ham elektron-pozitron juftliklarini hosil qilish hisobiga gamma-nurlanishning yutilishi juda ozdir. Faqat So60 uchun bu effekt ayrim (kam sezilarli) tarzda namoyon bo‘ladi.
SHunday qilib, yuqorida tavsiflangan effektlar oqibatida birlamchi nurlanish (I0) ning ekspozitsion dozasining intensivligi va quvvati uning modda orqali o‘ta borishga qarab uzluksiz kamayadi. Modda qatlami qanchalik qalin bo‘lsa, undan o‘tayotgan nurlanish shuncha ko‘p susayadi, chunki uning yo‘lida u bilan ta’sirlashayotgan modda atomlari va elektronlar soni ortadi.
Ekspozitsion nurlanish dozasi quvvatining moddaning qalinligiga qarab o‘zgarishi eksponensial qonun (IS= I0e-S) ga bo‘ysunishi aniqlangan, bu erda IS- detektorda ekspozitsion nurlanish dozasining quvvati; S - yorilayotgan meterialning qalinligi; - material jinsi va nurlanish energiyasi bilan aniqlanadigan chiziqli susayish koeffitsenti; e - natural logarifm asosi. Ekspozitsion nurlanish dozasi quvvati deb ma’lum vaqt oraligida ionlovchi nurlanishning zarracha yoki fotonlari (kvantlari) energiyasi oqimining shu vaqtga nisbatiga aytiladi. Susayishning chiziqli koeffitsenti chiziqli susayish koeffitsentlar yig‘indisidan iborat bo‘lib, fotoeffekt (f), kompton yoyilishi (k) va juftliklar (p) hosil qilish jarayoni bilan aniqlanadi: = f + k + p.
|
