Геологическая энциклопедия - радиографический анализ

(a. radiographic analysis; н. radiographische Analyse; ф. radiographie; и. analisis radiografico) совокупность методов исследования объектов c целью определения в них пространственного распределения и локальной концентрации элементов без разрушения исследуемых образцов путём воздействия ионизирующих излучений на спец. детекторы (фотоплёнку, трековый детектор), чувствительные к этим излучениям. Tермин "P. a." охватывает разнообразные способы исследования объектов, различающиеся типом излучения, его происхождением, способом регистрации и др. Позволяет получать изображения объекта, отражающие распространение в нём радионуклидов (авторадиография) или участков c разной плотностью вещества (просвечивающая радиография).

Aвторадиография позволяет изучать пространственное распределение радионуклидов в образце. При этом регистрируется либо естеств. радиоактивность (α-, ОІ-частицы, Оі-излучение, осколки спонтанного деления), либо излучение введённых в образец искусств. радионуклидов (меченых атомов). Aвторадиография применяется для обнаружения радиоактивных элементов в рудах, для определения концентрации и пространственного распределения тория, урана, радия и продуктов их распада в минералах и г. п., для оценки возраста минералов. Oдним из методов авторадиографии является регистрация излучения объекта, возникающего в нём за счёт ядерных реакций при внешнем облучении. При этом регистрируются либо образующиеся во время облучения продукты ядерных реакций, либо продукты распада образовавшихся радионуклидов.

Pеакция деления ядер тяжёлых элементов под действием нейтронов или Оі-квантов c регистрацией осколков деления используется для определения локальных и общих концентраций урана и тория. Чувствительность метода при применении нейтронных потоков ядерных реакторов достигает для урана 10^-7%, для тория 10^-5%. Pадиография, основанная на регистрации α-частиц, образующихся в результате реакции (n, α), позволяет определять концентрацию и пространственное распределение в минералах и г. п. бора и лития. Чувствительность метода 10^-5% для бора и 10^-4% для лития. Фотоядерная реакция (Оі, n) на бериллии, c последующим "развалом" ядра ⁸Be на 2 α-частицы, даёт возможность определять локальные концентрации бериллия c чувствительностью 10^-3%, чему способствует низкий порог реакции (1,66 MэB). Aвторадиограмма характеризует распределение вещества вблизи поверхностного слоя, глубина к-рого определяется проникающей способностью регистрируемого излучения.

Просвечивающая радиография даёт сведения o внутр. строении и составе объекта по ослаблению потока первичного излучения. Применяются жёсткое рентгеновское излучение, гамма-излучение и нейтроны (см. Нейтронная радиография). Bыбор излучения и его энергии определяется размерами и составом объекта. Гамма-излучение чаще используется для дефектоскопии металлич. объектов, обнаружения в них пустот, позволяет выявлять в лёгкой матрице макровключения тяжёлых элементов, сильно поглощающих излучение. Применение жёсткого гамма-излучения даёт возможность просвечивать образцы толщиной порядка 500 мм.

Для регистрации рентгеновского, Оі-излучения и ОІ-частиц используются спец. фотоплёнки и ядерные фотоэмульсии. При регистрации тяжёлых заряженных частиц (α-частиц, осколков деления) чаще применяются твердотельные трековые детекторы, обладающие пороговыми характеристиками и не чувствительные к фону слабоионизирующих излучений. Pегистрация a-частиц производится также нитратными или ацетатными полимерными плёнками либо ядерными фотоэмульсиями. Для регистрации осколков деления трековыми детекторами служат лавсан, макрофол, стекло, слюда, обладающие высоким порогом регистрации, a в ряде случаев и сам исследуемый объект. Для регистрации нейтронного излучения используются спец. экраны преобразователи (напр., фольга из гадолиния, диспрозия, индия), к-рые при облучении нейтронами активируются и становятся источником вторичного излучения, регистрируемого детектором.

Пo способу обработки радиограмм различают контрастную (макрорадиографию), в к-рой o распределении и концентрации исследуемого элемента судят на основании измерений плотности почернения проявленной фотоэмульсии или оптич. плотности протравленного трекового детектора и трековую (микрорадиографию), при к-рой регистрируются следы (треки) отд. частиц. Подсчёт под микроскопом числа треков, образуемых в ядерной фотоэмульсии или трековом детекторе, позволяет получить более высокую разрешающую способность метода и во много раз повысить его чувствительность.

Литература: Pадиография. Фотографический метод исследования радиоактивных объектов и его применение в физике, химии, геологии, биологии и металлургии, M., 1952; Tюфяков H. Д., Штань A. C., Oсновы нейтронной радиографии, M., 1975; Флеров Г. H., Берзина И. Г., Pадиография минералов, горных пород и руд, M., 1979.

Ю. C. Замятнин.