铯137在密度测量中的应用

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1、第33卷第2期唐山师范学院学报2011年3月Vol.33No.2JournalofTangshanTeachersCollegeMar.2011铯-137在密度测量中的应用12刘维生，靳荣久（1.唐山师范学院物理系，河北唐山063000；2.唐山滦南一中，唐山滦南063500）摘要：分析了利用铯-137的β-衰变进行密度测量的原理，探讨了铯-137测量装置在干法选煤系统料层密度测控上的应用及在水灰比动态检测上的应用，讨论了铯-137放射源射线安全防护及措施。关键词：铯-137；γ射线；密度测量；

2、射线防护中图分类号：TL8文献标识码：A文章编号：1009-9115(2011)02-0052-03ApplicationofCesium-137intheDensityMeasurement12LIUWeis-heng,JINRong-jiu(1.DepartmentofPhysics,TangshanTeachersCollege,Tangshan063000,China;2.No.1MiddleSchoolofLuannaninTangshan,Tangshan063500,China)A

3、bstract:TheprincipleofdensitymeasurementusingthecharacteristicofCs-137wasintroduced.TheapplicationoftheCs-137measurementdeviceinthedrymethodofcoalpreparationsystemdensitymeasurement&control,andtheapplicationofthewatercementratiointhedynamicinspection

4、werediscussed.TheCs-137X-rayirradiationsafetyprotectivemeasuresandcountermeasureswerementioned.Keywords:Cs-137;γ-ray;densitymeasurement;rayprotection铯-137放射源通过发射γ射线对生产过程中的介质料位转变为137Bam。137Bam作同质异能跃迁衰变，其γ能量或密度等参数进行检测，并通过自动控制回路实现工艺过程为0.662兆电子伏，半衰期为2.55

5、分钟。的自动控制。这项技术因其节能和环保优势获得迅速发展。密度测量原理是根据被测物料对铯-137辐射源发出γ射近年来，干法选煤技术获得迅速发展，而分选设备的自动化线的吸收规律来检测床层厚度，从而得出相应的被测物料密对我国干法选煤技术的进步与发展将起到积极的推动作用。度值。在干法选煤控制中，煤层密度的测定成为整个闭环控制中一γ射线穿透物质后射线的强度会减弱，其中部分射线光个关键技术。在大、中型水电站中，灌浆工程必须的水泥浆子可直接穿透物质，其余射线光子在与物质作用时其能量被液的水灰比（即水和水泥灰

6、的质量比）的检测往往是人工称物质吸收，一部分产生各种电子和射线，一部分转变为热能。量。通过应用以铯-137为放射源发射γ射线测量密度的原理，射线在物质中传播时，由于射线光子的能量被物质吸收以及研制出高精度动态检测水灰比的核密度计，这项技术大大提随着距离的增加而使射线的强度不断减弱而发生衰减。当放高了水灰比测定的精度及缩减了大量人工成本。射源固定后，射线在传播时的衰减就只取决于介质的密度和1铯-137密度测量原理传播的距离。1.1铯-137性质及γ射线的吸收规律因此γ射线透过介质后的强度与该介质的

7、密度和厚度铯137为β-衰变，发射两种β-粒子，最大能量分别为有关，符合Lambert-Beer定律，当初始活度的射线通过厚度0.51163兆电子伏（94.0%）和1.176兆电子伏（6.0%），半为δ，密度为ρ的物质后，其活度减弱至，即衰期为30.17年。铯137发射0.51163兆电子伏的β-射线后，IIe0──────────收稿日期：2010-06-22作者简介：刘维生（1955-），男，河北唐山人，唐山师范学院物理系副教授，研究方向为物理学及自动控制。-52-刘维生，等：铯

8、-137在密度测量中的应用式中I为射线透过介质后的强度；I0为在给定距离处无干3铯-137密度测量在动态检测水灰比上的应用扰介质时的初始射线强度；μ为吸收系数，与所测介质有关，3.1浆液水灰比的检测的原理对固定物质是常数；ρ为介质（通常指吸收物质）的密度；浆液水灰比的检测是基于浆液对γ射线的吸收作用，即δ为介质的厚度。一束γ射线穿过流动的浆液时，一部分射线因和浆液中的原γ射线辐射技术正是利用了在射线源和检测器之间物质子发生相互作用而被吸收，吸收量和浆液的密度有关，而另对γ射线的吸收率的不同，而对