高彦祥

摘 要：分析了常用密度计在密度测量中的优缺点，详细介绍了伽玛射线密度计的测量原理及铯-137放射源射线的安全防护。

关键词：γ射线；铯-137；密度测量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.116

1 伽玛放射源

（1）伽玛射线简述。γ射线是一种高能电磁波，其波长小于0.001ns。由于它不带电，因此其与物质的相互作用机制不同于带电粒子。带电粒子与物质的相互作用机制是通过与介质原子核和核外电子的库仑相互作用，在沿其运动路径上经过多次碰撞而逐渐损失能量。γ光子则是通过与介质原子或核外电子的单次作用，损失很大一部分能量或完全被吸收。在原子核反应中，生成的子核往往处于激发态。处于激发态的原子核往往是不稳定的，其会通过发射γ射线从高激发态向低激发态或基态跃迁。

（2）铯-137伽玛放射源。常用于制备γ源的放射源有60Co、134，137Cs

、133Ba、152Eu、74Se、124Sb和192Ir等。60Co经β-衰变到60Ni的激发态，处于激发态的60Ni跃迁到低能态时，就会放出γ光子，对于60Co的衰变，两光子的能量分别为1.17MeV和1.33MeV。半衰期大约为5.27年。137Cs为β-衰变，发射两种β-粒子，其能量分别为0.51MeV（94%）和1.18MeV（6%），半衰期为30.17年。137Cs发射0.51MeV的射线后，轉变为137Bam。137Bam作同质异能跃迁衰变，其γ射线能量为0.66MeV，半衰期为2.55min。由上可知，137Cs其主要能量为0.66MeV。由于其具有较低的能量，因此具有比60Co更好的测量效果，而且其屏蔽容易，所以一般γ射线密度计使用的放射源均为137Cs。

2 伽玛射线密度计的优点

目前国内外常用的液体密度计有浮子式密度计、振动式密度计和差压式密度计和γ射线密度计。浮子式密度计是基于物体在流体内受到的浮力与流体密度有关，流体密度越大浮力越大这样的原理设计的。……