放射性同位素在自动控制装置、辐射测量装置中的应用
放射性同位素用于各种自动控制装置（辐射测量装置）。自 1950 年代以来，在工业过程中，辐射测量技术一直用于复杂的测量。
放射性同位素装置的主要优点：
- 非接触式测量（测量元件不与受控环境直接接触）；
- 辐射源的稳定性提供了高计量质量；
- 在典型的自动化方案中易于使用（电气输出、统一块）。
放射性同位素装置的工作原理基于核辐射与受控环境相互作用的现象。该设备的方案通常包含辐射源、辐射接收器（检测器）、接收信号的中间转换器和输出设备。
辐射测量系统由两部分组成：源中的低水平放射性同位素通过技术设备（例如容器）发射放射性能量，安装在另一侧的探测器测量进入它的辐射。随着源和检测器之间的质量发生变化（液位高度、浆料密度或传送带上固体颗粒的重量），检测器的辐射场强度也会发生变化。
某些类型辐射的主要特性和应用领域：
1) 阿尔法辐射 - 氦原子核流。它从环境中被强烈吸收。阿尔法粒子在空气中的范围是几厘米，在液体中是几十微米。用于气体压力测量和气体分析。测量方法基于气体介质的电离；
2) 贝塔辐射 — 电子流或正电子流。空气中 β 粒子的范围达到几米，在固体中 - 几毫米。介质对 β 粒子的吸收用于测量材料（织物、纸张、烟草纸浆、箔等）的厚度、密度和重量，以及控制液体的成分。来自环境的 β 辐射的反射（反向散射）使您可以测量涂层的厚度和给定物质中各个成分的浓度，β 辐射还用于电离气体的分析和电离以去除静电中的电荷;
3) 伽马辐射 - 伴随核转换的电磁能量子流。在固体中工作 - 高达数十厘米。伽马辐射用于需要高穿透力的情况（缺陷检测、密度控制、液位控制）或使用伽马辐射与液体和固体介质相互作用的特性（成分控制）；
4) 正中子辐射 这是不带电粒子的流动。 Po - Be 源（其中 Po α 粒子轰击 Be，经常使用发射中子）。它用于测量环境的湿度和成分。
辐射密度测量。对于管道和容器传感过程，密度知识可帮助操作员做出明智的决策。
自动控制装置中最常见的辐射接收器是电离室、气体放电和闪烁计数器。
接收辐射信号的中间转换器可以包含放大（整形）电路和脉冲计数率计（积分器）。此外，在某些情况下还会使用特殊的光谱方案。有时自动控制装置直接并入控制系统。
放射性同位素装置的一个显着特征是，除了通常的仪器误差外，还存在其他概率误差。它们是由于放射性衰变的统计性质，因此，在任何给定时刻的辐射通量平均值恒定的情况下，可以记录该通量的不同值。
可以通过增加辐射通量的强度或增加测量时间来减少测量误差。然而，前者受到安全要求的限制，而后者则降低了设备的性能。因此，建议在所有情况下都使用检测效率最高的辐射检测器。
虽然对于所考虑类型的大多数设备来说，辐射通量强度的精确测量是强制性的，但这不是最终目标，因为在现实中，重要的不是强度，而是技术参数。
放射性同位素厚度和密度计
通过吸收辐射测量厚度或密度的最广泛使用的设备。通过吸收辐射来测量材料厚度或密度的最简单方案包含辐射源、测试材料、辐射接收器、中间换能器和输出设备。
各行各业都使用辐射技术来测量密度。矿山、造纸厂、燃煤发电厂、建筑材料制造商以及石油和天然气公用事业公司都在其过程中的某个地方使用这种密度测量技术。
密度测量使操作员能够更好地了解他们的过程，帮助他们优化泥浆性能、识别堵塞甚至改进复杂应用中的控制。
辐射密度传感器是非接触式的，这意味着它们不会干扰过程，不会磨损，也不需要维护，因此使用寿命更长。外部安装简化了传感器安装。
辐射技术用于测量密度，因为这些传感器在不接触正在处理的材料的情况下进行测量。非接触式测量确保无磨损和免维护操作。磨蚀性、腐蚀性或腐蚀性产品通常会导致频繁且昂贵的维护或更换其他传感器，但辐射密度检测器可以使用 20 到 30 年。
该传感器不受水泥厂粉尘环境的影响，并继续准确测量垂直管道中的密度
辐射测量仪器安装在管道或储罐外部，因此系统不受堆积、热冲击、压力波动或其他极端过程条件的影响。由于其坚固的设计，这些设备能够承受安装它们的管道或储罐的振动。
这些辐射传感器比其他技术更容易安装。这种类型的设备可以在不中断昂贵过程的情况下安装，其他技术需要拆除部分管道或对过程本身进行其他重大更改。
放射性同位素的初始成本高于其他密度测量解决方案。然而，辐射解决方案可以持续使用 20 或 30 年，几乎不需要维护。
与其他解决方案不同，辐射密度传感器是对整个过程的长期投资，可确保未来几十年的安全高效运行。单个辐射密度传感器可在仪器的整个生命周期内显着节省运营成本。
辐射质量流量测量可为石灰厂提供准确的装料。许多长度从几米到一公里不等的传送带确保在各种加工条件下的岩石被运送到正确的地方进行进一步加工。
连同其精度由测量辐射通量强度的精度确定的设备一起，是重要的设备，其中根本没有设定精确测量辐射通量强度的任务。这些是在中继模式下运行的系统，其中只有存在或不存在辐射流这一事实才是重要的，以及根据相位或频率原理运行的系统。
在这些情况下，既不记录辐射的存在也不记录其强度，例如状态交替的频率或相位，其特征在于辐射通量的不同强度或该通量与受控环境的不同程度的相互作用.继电器系统最广泛的应用之一是位置电平控制。
放射性压力计
继电器系统还用于对传送带上的产品进行计数、监测移动物体的位置、非接触式测量转速以及许多其他情况。
电离方法
如果将 α 或 β 辐射源放置在电离室中，则室电流将取决于恒定成分下的气体压力或恒定压力下的成分。这种现象被用于设计放射性同位素压力计和二元混合物气体分析仪。
使用中子通量
当通过受控物质并与其原子核相互作用时，中子会失去一些能量并减速。根据动量守恒定律，中子转移到原子核的能量越大，原子核的质量与中子的质量越接近。因此，快中子在与氢原子核碰撞时会经历最强的减速。例如，这用于控制各种介质的湿度或含氢介质的水平。
LB 350 湿度测量系统采用中子测量技术。测量可以从外部通过筒仓壁进行，也可以通过安装在筒仓内的坚固浸没管进行。这样，测量装置本身就不会受到磨损。
测量各种物质对中子的吸收程度，用于确定具有大中子吸收截面的元素的含量。一种方法也用于通过物质捕获中子产生的伽马辐射的光谱分析来控制物质的成分。例如，该技术用于油井套管。
一些使用辐射过程测量技术的行业也使用非破坏性 X 射线检测或射线检测来验证焊缝和容器的完整性。这些设备还以类似于辐射计的方式从源辐射伽马能量。
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