6.5. Импакторы

Импакторы разной конструкции применяются для оценки концентрации радиоактивных аэрозолей и их аэродинамических диаметров, чего нельзя достигнуть при использовании фильтров. Метод основан на эффекте инерционного осаждения аэрозолей на различных каскадах импактора. Эффективность инерционного осаждения пропорциональна скорости движения частиц и квадрату их диаметра. Недостаток — зависимость коэффициента осаждения от влажности и температуры воздушной среды. При отборе аэрозольной пробы при помощи импакторов происходит ее разложение на отдельные фракции в зависимости от размера частиц. Далее путем авторадиографии или измерения скорости счета отдельных осадительных мишеней находят распределение числа радиоактивных частиц и их активности по отдельным фракциям. Это дает возможность проводить анализ дисперсного состава непосредственно в воздушном потоке, без предварительного осаждения частиц из газообразной среды.

К недостаткам каскадных импакторов следует отнести малую объемную скорость отборов проб. Поэтому они применяются для измерения лишь достаточно высоких концентраций радиоактивных аэрозолей.

На рис. 6.6 представлена схема импактора, состоящего из шести каскадов, выполненных из нержавеющей стали. При его эксплуатации после шестого каскада применяется фильтр, на котором осаждаются частицы, прошедшие через все ступени импактора, за фильтром помещается расходная диафрагма, служащая для измерения скорости прокачки воздуха через импактор. Импактор соединяется с форвакуумным насосом при помощи вакуумной резиновой трубки. Замер скорости прокачки осуществляется объемным дифференциальным манометром, подключенным к расходной диафрагме.

В каждом каскаде имеется сопло, через которое поступают аэрозоли, и плоская коллекторная пластинка, на которой осаждаются аэрозольные частицы. Диаметр у каждого последующего сопла меньше, чем у предыдущего, т. е. скорость прохождения аэрозоля ступенчато возрастает. Тяжелые частицы улавливаются первыми каскадами, а более легкие – последующими. Для увеличения эффективности прилипания аэрозольных частиц на коллекторные пластинки наклеивают прозрачную тереленовую пленку, смазанную вазелиновым маслом. Данные, характеризующие импактор, приведены в табл. 6.4. Зависимость эффективности осаждения аэрозольных частиц от их размера и ступени импактора приведена на рис. 6.7.

Рис. 6.6. Схема шестикаскадного импактора (1 — расходная диафрагма; 2 — фильтр; 3 — пружина; 4 — коллекторная пластина; 5 —сопло; 6 — скрепляющий стержень)

Рис. 6.7. Эффективность осаждения аэрозольных частиц в зависимости от их размеров и ступени импактора

Таблица 6.4

Основные показатели шестикаскадного импактора

Измерение активности аэрозольных фильтров производится на радиометрических (по α- или β-излучению) или спектрометрических (по α- или γ-излучению) установках. Общие подходы к измерению активности проб мы рассмотрели в предыдущих разделах. Однако, при радиометрии проб по α- или β-излучению необходимо принимать во внимание такой фактор, как эффективность фильтра, учитывающую проскок аэрозолей через фильтр и самопоглощение излучения в материале фильтра.