Qu'est - ce que le rayonnement nucléaire

Le rayonnement nucléaire, communément appelé radioactivité, est présent dans toutes les matières. Le rayonnement nucléaire est le flux de particules microscopiques résultant de la transition du noyau d'une structure ou d'un état d'énergie à un autre; Toutes sortes de substances sont composées de substances simples, que l'on appelle éléments constitutifs les unités élémentaires des éléments sont les atomes, et tous les éléments qui occupent la même place dans le tableau périodique des éléments et dont l'ordre atomique n'a pas la même masse atomique sont appelés isotopes. Si les atomes ne se produisent pas pour des raisons étrangères, mais spontanément, des changements dans la structure atomique, nous appelons cela la désintégration nucléaire. Les isotopes qui ont cette propriété de désintégration nucléaire, nous les appelons radio - isotopes. Au cours de la désintégration, une particule ou un rayon particulier avec une certaine énergie est émis, un phénomène que nous appelons rayonnement nucléaire ou radioactivité.

Types et propriétés des rayonnements nucléaires

Selon la nature du rayonnement nucléaire, les particules ou les rayons irradiés ont des rayons alpha, bêta, gamma, X, etc.

* Les particules alpha ont généralement une énergie de 4 à 10 MeV, l'ionisation du gaz avec des particules alpha est beaucoup plus forte que d'autres rayonnements, de sorte que dans la détection, le rayonnement alpha est principalement utilisé pour l'analyse du gaz, pour mesurer des paramètres tels que la pression et le débit du gaz.

Deuxièmement, la particule bêta est en fait un électron qui se déplace à grande vitesse, sa portée dans le gaz peut atteindre 20m.InstrumentsMesurer l'épaisseur, la densité ou le poids d'un matériau principalement en fonction du rayonnement et de l'absorption des particules bêta; L'épaisseur de la couverture est mesurée en fonction de la réaction et de la diffusion du rayonnement, en utilisant la grande capacité électrique des particules bêta pour mesurer le débit de gaz.

Troisièmement, les rayons λ sont un rayonnement électromagnétique émis à partir du noyau d'un atome, qui a une capacité de pénétration relativement forte dans la matière, une portée de plusieurs centaines de nanomètres dans son gaz et peut traverser des matériaux solides de plusieurs milliers de mètres d'épaisseur. Les rayons λ sont largement utilisés dans divers instruments de détection, en particulier dans les situations nécessitant un rayonnement et une pénétration avant, telles que la détection de défauts métalliques, l'épaisseur des côtés et la mesure de la densité des objets, etc.

Quatrièmement, les rayons X sont l'énergie des ondes électromagnétiques émises par l'excitation des électrons de la couche interne à l'extérieur du noyau.

Les dangers des radiations nucléaires

Lorsque les gens sont exposés à un environnement de rayonnement nucléaire, ils peuvent devenir malades des radiations. La maladie est symptomatique. En quelques heures, vous aurez des nausées et des vomissements, suivis de symptômes tels que diarrhée, maux de tête ou fièvre. Une courte période asymptomatique peut survenir après le passage des premiers symptômes, mais de nouveaux symptômes, plus graves, apparaissent après plusieurs semaines. À des doses de rayonnement plus élevées, ces symptômes peuvent apparaître plus rapidement et plus clairement. Dans le même temps, les radiations nucléaires peuvent causer des dommages étendus et souvent mortels aux organes internes du corps humain. Exposé au rayonnement nucléaire, la moitié des adultes en bonne santé ne peuvent pas supporter une dose de rayonnement de 4 gorées.

Radiation nucléairecapteur

Capteurs de rayonnement nucléaire capteurs qui utilisent des radio - isotopes pour effectuer des mesures, également appelés capteurs de radio - isotopes. Les capteurs de rayonnement nucléaire fonctionnent sur la base de l'absorption des rayons par la substance testée, de la rétrodiffusion ou de l'action ionisante - excitatrice des rayons sur la substance testée. Les capteurs de rayonnement nucléaire sont généralement constitués de sources radioactives, de détecteurs et de circuits de conversion de signaux électriques qui peuvent détecter des paramètres tels que l'épaisseur et le BIT.

Les sources radioactives et les détecteurs sont des éléments importants des capteurs de rayonnement nucléaire, et les sources radioactives sont constituées de substances radio - isotopiques. Le détecteur est un détecteur de rayonnement nucléaire, il peut détecter la force et la faiblesse et les variations des rayons. Avec le développement de la technologie de rayonnement nucléaire, l'application des capteurs de rayonnement nucléaire est de plus en plus répandue.

Détecteur de rayonnement nucléaire

Un détecteur est un récepteur de rayonnement nucléaire, c'est un élément essentiel d'un capteur de rayonnement nucléaire, c'est - à - dire un matériau ou un dispositif capable d'indiquer, d'enregistrer et de mesurer le rayonnement nucléaire. Son utilisation est de convertir les signaux de rayonnement nucléaire en signaux électriques, détectant ainsi la force et la faiblesse des rayons. Actuellement, les principaux utilisés pour détecter les compteurs sont les chambres d'ionisation, les compteurs à scintillation et les compteurs Geiger, etc.

Chambre d'ionisation

La Chambre d'ionisation est un détecteur de gaz dont le principe est simple. Le fonctionnement normal d'une Chambre d'ionisation consiste à utiliser un champ électrique pour collecter la totalité des charges générées par l'ionisation directe dans le gaz. La Chambre d'ionisation est composée de deux électrodes élémentaires, l'une haute tension et l'autre collectrice, la Chambre étant remplie d'argon gazeux haute pression et l'extérieur d'une enceinte étanche. Le principe d'un détecteur de gaz est que lorsque le détecteur est éclairé par des rayons, les rayons agissent avec les molécules dans le gaz, produisant une paire d'ions composée d'un électron et d'un ion positif. Ces ions diffusent librement vers les régions environnantes. Au cours de la diffusion, les électrons et les ions positifs peuvent se recombiner pour former des molécules neutres. Mais si une tension de polarisation V continue est ajoutée aux pôles de collecte et de haute tension qui constituent le détecteur de gaz pour former un champ électrique, les électrons et les ions positifs sont attirés vers les pôles positif et négatif et collectés respectivement. Au fur et à mesure que la tension de polarisation V augmente, l'état de fonctionnement du détecteur de gaz varie de la zone composite, de la zone saturée, de la zone proportionnelle, de la zone proportionnelle finie, de la zone Geiger (zone G - m) jusqu'à la zone de décharge continue.

Tube de comptage de décharge de gaz (tube de comptage Geiger)

Le tube de comptage Geiger est également un détecteur de rayonnement conçu en fonction de l'action ionisante des rayons sur les gaz. Il diffère de la Chambre d'ionisation principalement en travaillant dans la zone de décharge de gaz, avec un effet amplificateur. Sa structure est illustrée à droite. Le tube de comptage a un cylindre métallique comme cathode et un fil de tungstène ou de molybdène au Centre du cylindre comme anode, le cylindre et le fil étant séparés par un isolant. Le tube de comptage est rempli de gaz tels que l'argon, l'hélium, etc. Pour faciliter l'étanchéité, les tubes de comptage sont généralement en verre comme boîtier, tandis que la cathode est revêtue de métal ou de graphite à l'intérieur de la surface du verre ou à l'intérieur du boîtier avec une cartouche métallique comme cathode.

Compteur de clignotement

La matière est excitée par l'action des rayons émissifs, et lors de la transition de l'état excité à l'état fondamental, le phénomène d'émission de lumière pulsée est appelé phénomène de scintillation. Les substances qui peuvent produire un tel phénomène lumineux sont appelées scintillateurs. Le compteur de scintillation détecte d'abord l'énergie rayonnante en énergie lumineuse, puis l'énergie lumineuse en énergie électrique, il se compose d'un scintillateur, d'un tube photomultiplicateur et d'un appareil de sortie.

Tube de comptage proportionnel

Il est composé d'une cathode en forme de cylindre et d'un fil * d'âme qui sert d'anode, scellé à l'intérieur de gaz rares, d'azote, de dioxyde de carbone, d'hydrogène, de méthane propane, etc. Lorsque l'injection de rayonnement provoque l'ionisation du gaz, en raison de la densité élevée du champ électrique à proximité du noyau, la collision d'électrons est accélérée, une énergie suffisante est obtenue dans le gaz pour entrer en collision avec d'autres molécules et atomes de gaz et créer de nouvelles paires d'ions; Ce processus est amplifié à plusieurs reprises et les gens appellent ce processus l'amplification du gaz. L'amplification agit à proximité du fil de coeur, le capteur de rayonnement nucléaire peut ainsi obtenir un certain grossissement indépendant de la zone d'incidence des rayonnements, les cations résultant de l'amplification sortant rapidement de la zone d'amplification gazeuse produisant une impulsion de sortie. La taille de l'impulsion de sortie est directement proportionnelle au nombre de paires d'électrons, d'ions positifs résultant de l'incidence des rayonnements, et le logarithme d'électrons, d'ions positifs est directement proportionnel à l'énergie des rayonnements absorbés par le gaz, de sorte que le tube de comptage proportionnel peut détecter l'énergie des rayonnements incidents. La plupart des tubes de comptage proportionnels sont cylindriques ou sphériques, hémisphériques. Son anode est fine et sa cathode a un grand diamètre, principalement pour permettre, dans le cas où la tension appliquée est faible, un champ électrique encore fort à proximité de l'anode afin d'avoir un grossissement de gaz suffisamment important. Le tube de comptage proportionnel permet de déterminer l'énergie des particules incidentes sur une large plage d'énergie, avec une résolution énergétique assez élevée, un temps de résolution très court et un comptage rapide.

Détecteurs semi - conducteurs

Le détecteur à semi - conducteur est un type de détecteur de rayons qui s'est rapidement développé ces dernières années. Nous savons qu'une particule chargée cesse d'interagir avec les électrons du solide et perd de l'énergie dès qu'elle est incidente dans le solide. Les particules chargées incidentes dans le semi - conducteur produisent des paires d'électrons et de trous dans ce processus.

Alors que les rayons X ou gamma produisent des électrons secondaires en raison de l'effet photoélectrique, de la diffusion Compton, de la génération de paires d'électrons, etc., ces électrons secondaires à grande vitesse passent par le même processus que les particules chargées pour produire des électrons et des trous. Si vous retirez ces charges générées, vous pouvez transformer la décharge en un signal électrique. En ce qui concerne les semi - conducteurs, on utilise principalement du si et du Ge, et des matériaux tels que GaAs, CdTe, etc. ont également été étudiés. Actuellement, les capteurs semi - conducteurs développés sont des capteurs de type jonction PN, des capteurs de type barrière de surface, des capteurs de type dérive de lithium, des capteurs de silicium amorphe, etc. (end)