放射性同位素在自動控制裝置、輻射測量裝置中的應用
放射性同位素用於各種自動控制裝置（輻射測量裝置）。自 1950 年代以來，在工業過程中，輻射技術已被用於復雜的測量。
放射性同位素裝置的主要優點：
- 非接觸式測量（測量元件不與受控環境直接接觸）；
- 輻射源的穩定性提供了高計量質量；
- 在典型的自動化方案中易於使用（電氣輸出、統一塊）。
放射性同位素裝置的工作原理基於核輻射與受控環境相互作用的現象。該設備的方案通常包含輻射源、輻射接收器（檢測器）、接收信號的中間轉換器和輸出設備。
輻射測量系統由兩部分組成：源中的低水平放射性同位素通過技術設備（例如容器）發射放射性能量，安裝在另一側的探測器測量進入它的輻射。隨著源和檢測器之間的質量發生變化（液位高度、漿料密度或傳送帶上固體顆粒的重量），檢測器的輻射場強度也會發生變化。
某些類型輻射的主要特性和應用領域：
1) 阿爾法輻射 - 氦原子核流。它從環境中被強烈吸收。阿爾法粒子在空氣中的範圍是幾厘米，在液體中是幾十微米。用於氣體壓力測量和氣體分析。測量方法基於氣體介質的電離；
2) 貝塔輻射 — 電子流或正電子流。空氣中 β 粒子的範圍達到幾米，在固體中 - 幾毫米。介質對 β 粒子的吸收用於測量材料（織物、紙張、煙草紙漿、箔等）的厚度、密度和重量，以及控制液體的成分。來自環境的 β 輻射的反射（反向散射）使您可以測量塗層的厚度和給定物質中各個成分的濃度，β 輻射還用於電離氣體的分析和電離以去除靜電中的電荷;
3) 伽馬輻射 - 伴隨核轉換的電磁能量子流。在固體中工作 - 高達數十厘米。伽馬輻射用於需要高穿透力的情況（缺陷檢測、密度控制、液位控制）或使用伽馬輻射與液體和固體介質相互作用的特性（成分控制）；
4) 正中子輻射 這是不帶電粒子的流動。 Po - Be 源（其中 Po α 粒子轟擊 Be，經常使用發射中子）。它用於測量環境的濕度和成分。
輻射密度測量。對於管道和容器傳感過程，密度知識可幫助操作員做出明智的決策。
自動控制裝置中最常見的輻射接收器是電離室、氣體放電和閃爍計數器。
接收輻射信號的中間轉換器可以包含放大（整形）電路和脈衝計數率計（積分器）。此外，在某些情況下還會使用特殊的光譜方案。有時自動控制裝置直接併入控制系統。
放射性同位素裝置的一個顯著特徵是，除了通常的儀器誤差外，還存在其他概率誤差。它們是由於放射性衰變的統計性質，因此，在任何給定時刻的輻射通量平均值恆定的情況下，可以記錄該通量的不同值。
可以通過增加輻射通量的強度或增加測量時間來減少測量誤差。然而，前者受到安全要求的限制，而後者則降低了設備的性能。因此，建議在所有情況下都使用檢測效率最高的輻射檢測器。
雖然對於所考慮類型的大多數設備來說，輻射通量強度的精確測量是強制性的，但這不是最終目標，因為在現實中，重要的不是強度，而是技術參數。
放射性同位素厚度和密度計
通過吸收輻射測量厚度或密度的最廣泛使用的設備。通過吸收輻射來測量材料厚度或密度的最簡單方案包含輻射源、測試材料、輻射接收器、中間換能器和輸出設備。
各行各業都使用輻射技術來測量密度。礦山、造紙廠、燃煤發電廠、建築材料製造商以及石油和天然氣公用事業公司都在其過程中的某個地方使用這種密度測量技術。
密度測量使操作員能夠更好地了解他們的過程，幫助他們優化泥漿性能、識別堵塞甚至改進複雜應用中的控制。
輻射密度傳感器是非接觸式的，這意味著它們不會干擾過程，不會磨損，也不需要維護，因此使用壽命更長。外部安裝簡化了傳感器安裝。
輻射技術用於測量密度，因為這些傳感器在不接觸正在處理的材料的情況下進行測量。非接觸式測量確保無磨損和免維護操作。磨蝕性、腐蝕性或腐蝕性產品通常會導致頻繁且昂貴的維護或更換其他傳感器，但輻射密度檢測器可以使用 20 到 30 年。
該傳感器不受水泥廠粉塵環境的影響，並繼續準確測量垂直管道中的密度
輻射測量儀器安裝在管道或儲罐外部，因此系統不受堆積、熱衝擊、壓力波動或其他極端過程條件的影響。由於其堅固的設計，這些設備能夠承受安裝它們的管道或儲罐的振動。
這些輻射傳感器比其他技術更容易安裝。這種類型的設備可以在不中斷昂貴過程的情況下安裝，其他技術需要拆除部分管道或對過程本身進行其他重大更改。
放射性同位素的初始成本高於其他密度測量解決方案。然而，輻射解決方案可以持續使用 20 或 30 年，幾乎不需要維護。
與其他解決方案不同，輻射密度傳感器是對整個過程的長期投資，可確保未來幾十年的安全高效運行。單個輻射密度傳感器可在儀器的整個生命週期內顯著節省運營成本。
輻射質量流量測量可為石灰廠提供準確的裝料。許多長度從幾米到一公里不等的傳送帶確保在各種加工條件下的岩石被運送到正確的地方進行進一步加工。
連同其精度由測量輻射通量強度的精度確定的設備一起，是重要的設備，其中根本沒有設定精確測量輻射通量強度的任務。這些是在中繼模式下運行的系統，其中只有存在或不存在輻射流這一事實才是重要的，以及根據相位或頻率原理運行的系統。
在這些情況下，既不記錄輻射的存在也不記錄其強度，例如狀態交替的頻率或相位，其特徵在於輻射通量的不同強度或該通量與受控環境的不同程度的相互作用.繼電器系統最廣泛的應用之一是位置電平控制。
放射性壓力計
繼電器系統還用於對傳送帶上的產品進行計數、監測移動物體的位置、非接觸式測量轉速以及許多其他情況。
電離方法
如果將 α 或 β 輻射源放置在電離室中，則室電流將取決於恆定成分下的氣體壓力或恆定壓力下的成分。這種現像被用於設計放射性同位素壓力計和二元混合物氣體分析儀。
使用中子通量
當通過受控物質並與其原子核相互作用時，中子會失去一些能量並減速。根據動量守恆定律，中子轉移到原子核的能量越大，原子核的質量與中子的質量越接近。因此，快中子在與氫原子核碰撞時會經歷最強的減速。例如，這用於控制各種介質的濕度或含氫介質的水平。
LB 350 濕度測量系統採用中子測量技術。測量可以從外部通過筒倉壁進行，也可以通過安裝在筒倉內的堅固浸沒管進行。這樣，測量裝置本身就不會受到磨損。
測量各種物質對中子的吸收程度，用於確定具有大中子吸收截面的元素的含量。一種方法也用於通過物質捕獲中子產生的伽馬輻射的光譜分析來控制物質的成分。例如，該技術用於油井套管。
一些使用輻射過程測量技術的行業也使用非破壞性 X 射線檢測或射線檢測來驗證焊縫和容器的完整性。這些設備還以類似於輻射計的方式從源輻射伽馬能量。
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