NÜKLEONİK SEVİYE ÖLÇÜM YÖNTEMİ

6.8 NÜKLEONİK SEVİYE ÖLÇÜM YÖNTEMİ

  1950’lerin başlarından beri kullanılmakta olan nükleer radyasyon ile seviye ölçümü diğer yöntemlerin başarısız olduğu uygulamalar için en uygun temassız seviye ölçüm yöntemidir. Nükleer radyasyonlu seviye ölçme cihazları, çok yüksek veya çok düşük sıcaklıktaki veya yapışkan, korozif, aşındırıcı sıvılarla çalışmakta olduğu kadar çok yüksek basınçtaki kaplarda seviye ölçümünde de başarılı sonuçlar vermektedir.

  Nükleer cihazların seviyeyi tespitinde kullanılan radyoizotoplar enerjiyi rastgele yayan, fakat enerjiyi yayma hızı kalibrasyon ve ortalama değer için kullanılmak üzere yeteri kadar sabit olan maddelerdir. Radyoaktif madde çözüldükçe alfa, beta ve gama ışınımı yayar. Yüksek nüfuziyet özelliğinden dolayı seviye ölçümünde gama partikülleri kullanılır. Bu partiküller yüksek enerjili, kısa dalga boyunda bir enerji kaynağı olup madde içermez. Alfa nüfuziyet özelliği olmadığından sanayide kullanılmaz. Beta partiküllerinin ise malzemelerin içinden geçme özelliğinin düşük olmasından dolayı ince malzemelerin et kalınlığının ölçümünde kullanılırlar.

  Radyasyon yoğunluğunun ölçümünde kullanılan iki standart vardır. Bu birimlerden biri Curie (Ci), diğeri Bekerel (Bq)dir. Bu standartlara göre, 1 mCi = 37 MBq olur. Bir Curie’lik kaynak saniyede 3.7×10 10 partikül oluşturur. Radyasyon ölçümünde miliCurie birimi kullanılır.

  Seviye ölçümünde kullanılan radyoaktif maddeler Radyum, Sezium 137 ve Kobalt 60’tır. Bu radyoaktif maddelerin karşılaştırmalı analizine göre, bir Curie radyoaktivite yaratmak için 1000mg Radyum gerekli iken 0.88mg Kobalt 60 ve 11.5mg Sezium 137 yeterlidir. Tipik bir endüstriyel kaynak 500 mCi’lik (18.5 GBq) Sezium 137 olmakla beraber 5 Ci’ye kadar (185 GBq) kaynaklar da bazen kullanılmaktadır.

  Radyum çok pahalı olmasına rağmen küçük kaynaklara gereksinim duyulduğunda kullanılır. Doğada oluşur ve Sezium 137 ve Kobalt 60 gibi kullanılmak için Atom Enerjisi Kurumu iznine gerek duyulmaz. Ancak bu Radyum’un tehlikeli olmadığı anlamına gelmez. Birçok ülkede Radyum kullanılması özel izin gerektirir.

  Sezium 137 genellikle küçük ve orta boy kaynaklar için seçilir. Kobalt 60 ise nüfuziyet gücü yüksek kaynaklara gerek duyulduğunda kullanılır.

  Kaynak seçiminde dikkate alınması gereken diğer bir unsur da yarı ömürdür. Radyoaktif bir kaynağın kuvveti zamanla üstel olarak zayıflamaktadır. Kaynağın ilk kuvvetinin yarısına düşmesi için gereken süre “yarı ömür” olarak tanımlanır. Nükleonik seviye sensörleri bu nedenle açıklık kayması ile donatılmış olup bunun sonucu olarak periyodik olarak ayarlanması gerekir. Kobalt 60’ın yarı ömrü 5.3 yıldır ve yaklaşık olarak bir ayda 1 oranında değişim gösterir. Bu tür kaynakların açıklık ayarı yapılarak bir yarı ömür boyunca kullanılabilir. Diğer yaygın izotoplar ise Sezium 137 (yarı ömrü 37 yıl) ve Americium (yarı ömrü 458 yıl) dur.