کاربرد رادیو ایزوتوپ ها در صنعت

مقدمه:

بسیاری از عناصر در چند شکل متفاوت هسته ای به طور طبیعی وجود دارند که به ،آنها ایزوتوپ می گویند. تمام ایزوتوپ های یک عنصر،خواص شیمیایی مشابه دارند و این در حالی است که بعضی از آنها خاصیت رادیو اکتیو دارند که رادیو ایزوتوپ نام دارند.

کاربرد تکنیک های هسته ای در مدیریت صنعتی و محیط زیست دائماً در حال افزایش است. جریان پیوسته عملیات آنالیز تحلیلی و پاسخ سریع ناشی از کاربرد تکنیک ها و  کنترل های هسته ای که رادیو ایزوتوپ های زیادی در آن دخیل هستند، بدین معنی است که سرعت جریان انجام کار افزایش یافته و داده های تحلیلی قابل اعتماد، دائماً می تواند در دسترس باشد. این نوع روند کنترل سرعت کار، کاهش هزینه ها و افزایش کیفیت محصول را به دنبال خواهد داشت. صنایع مدرن هم از رادیو ایزوتوپ ها در جهات مختلفی استفاده می کنند که به بهبود تولید می انجامد و گاهی اطلاعاتی ناشی از این کاربرد به دست می آید که از هیچ روش دیگری نمی توانست قابل حصول باشد.

چشمه های رادیو اکتیو بسته شده در صنایع رادیو گرافی، اندازه گیری و آنالیز مواد معدنی مورد استفاده قرار می گیرد. ماده رادیو اکتیو با نیمه عمر کوتاه در ردیابی جریان مواد و یا اندازه گیری مخلوط کردن مواد به کار می رود.

گاما استریلیزاسیون برای محصولات پزشکی و محصولات حجیم و آنهایی که عمدتاً برای نگهداری مواد غذایی به کار می روند مورد استفاه قرار می گیرد. از آنجاییکه کبالت60 یک رادیو ایزوتوپ گسیلنده گامای پر انرژی است، اکثراً از آن به منظور فوق استفاده می گردد. این رادیو ایزوتوپ در راکتور های هسته ای و گاهی به عنوان یک محصول جانبی در راکتور های قدرت ساخته و تولید می شود.

رادیو گرافی گاما:

تکنیک رادیو گرافی گاما تا اندازه زیادی شبیه دستگاه اشعه ایکس، برای کنترل چمدان ها در فرودگاه و مراکز کنترل مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش به جای استفاده از یک ماشین بزرگ برای تولید اشعه ایکس فقط نیازمند به یک چشمه ای است که پرتو گاما از آن گسیل می شود. معمولاً این چشمه یک دانه یا حبه کوچک از مواد رادیو اکتیو در خود دارد که باید در یک کپسول تیتانیومی کاملاً سر بسته مورد استفاده قرار گیرد.

چگالی سنجی:

در اینجا تابش یا اشعه از رادیو ایزوتوپی (چشمه رادیو اکتیو) حاصل می گردد که از شدت آن توسط یک جسمی که بین چشمه رادیو اکتیو و آشکار ساز قرار دارد کاسته شده است. در واقع دیتکتور ها این میزان کاهش را اندازه گیری می کنند. بر این اساس در اینجا یک دستگاه کنترلی می تواند به کار گرفته شود که حضور یا عدم حضور آن جسم و یا مقدار و یا دانسیته و چگالی آن را که بین چشمه و آشکار ساز قرار گرفته است، تعیین نماید. حسن استفاده از این کنترل کننده این است که در عمل کنترل یا اندازه گیری هیچ نوع تماسی با جسم مورد اندازه گیری وجود ندارد.

کنترل فرآیند های صنعتی:

طی هر یک از فرایند های صنعتی نقاط کنترل فراوانی وجود دارد که دقت این کنترل ها سبب بهبود کیفی، کمی، اقتصادی و سهولت انجام  کار می شود. کاربرد روشهای هسته ای و رادیو ایزوتوپ ها یکی از بهترین آنها محسوب می گردد.

یکی از کاربرد های تکنیک فوق استفاده از آن به عنوان خاکستر سنج قبل و بعد از فرآیند اختلال زغال سنگ به منظور اندازه گیری کیفیت زغال و ارتقاء  درجه اختلاط آن و تأثیر آن در مصرف بهینه زغال سنگ است.

دستگاه خاکستر سنج علائمی را صادر می کند که اجازه می دهد تغذیه زغال را از انواع مختلف آن تغییر و نسبت به نوع مناسبتر تنظیم نمود.گذاشتن این خاکستر سنج در سر راه بونکر های تغذیه روی خط انتقال می تواند کار دیگ های بخار را نیز طوری تنظیم کند که بهبود های لازم در یک دوره طولانی برای تولید و میزان حرارت حاصل گردد.حتی با تغییراتی می توان از روی میزان خاکستر و سایر فضولات تغذیه سوخت دیگ های بخار را متناسب و بهینه کرد.

فلزات در صنایع :

در صنعت فلزات، رادیو نوکلویید ها ممکن است برای مطالعات دیفیوژن(پخش شدن ایزوتوپ ها) و تشکیل آلیاژها مورد استفاده قرار گیرند. کاربرد رادیو نوکلویید ها در مطالعه خوردگی و ساییدگی فلزات هم سبب دقت نتایج می شود. به عنوان مثال تحقیق در ساییدگی حلقه های پیستون موتور ها پس از اکتیو کردن حلقه ها، محل هایی که بیشترین ساییدگی را دارند در مرحله برگشت پیستون از بالا شناسایی می شوند. در بررسی پوشش ها مزیت کاربرد رادیو ردیاب ها انجام آزمایش های کوتاه و کسب اطلاعات نسبتاً دقیق است. در عین حال به جای استفاده از نمونه های فعال شده، از کاشتن و یا کار گذاردن کریپتون?85 ،ممکن است استفاده گردد. در این صورت آزاد شدن کریپتون?85 اندازه ای از میزان و محل ساییدگی را به دست می دهد.

در صنایع آب، روغن و سایر سیالات فرایند انتقال را می توان با رادیو ردیاب ها مطالعه کرد. به عنوان مثال مطالعه آبهای زیرزمینی با استفاده از آبهای تریتیم دار امکان پذیر است. در این کاربرد حساسیت آشکار سازی بالای تریتیم ویژگی این روش محسوب می شود.

جذب و پراکندگی تابش:

جذب و یا پراکندگی تابش ناشی از چشمه های رادیو اکتیو در صنعت می تواند برای اندازه گیری ضخامت یا برای تست مواد مورد استفاده قرار گیرد. برای مثال در تولید ورق های کاغذ، پلاستیک، ورق های نازک فلزی، این مواد از بین یک رادیو نوکلویید کپسول شده به عنوان چشمه رادیو اکتیو و یک آشکار ساز متصل به یک اندازه سنج به طور دائم عبور کرده و کنترل می شوند. رادیو نوکلویید در هر منظور مشخص طوری انتخاب می شود که پرتو گسیل شده به طور مؤثر و خیلی دقیق توسط ماده ای که مورد آزمایش است جذب شود. در این صورت ضخامت ورق های پلاستیکی به وسیله چشمه های ساطع کننده بتا تعیین می شود در حالیکه برای اندازه گیری ضخامت ورق های فلزی از سزیم?137 یا ساطع کننده گاما استفاده می گردد.

نویسنده:مژده اصولی