ちょっと、そこ！ PT100セラミック要素のサプライヤーとして、私は最近、これらの気の利いた小さなコンポーネントに対する放射線の影響について多くの質問を受けてきました。それで、私は皆さんのためにそれを分解するのに少し時間がかかると思いました。
まず、PT100セラミック要素とは何かについて少し話しましょう。 aPT100セラミック要素抵抗温度検出器（RTD）の一種です。セラミックコアの周りに巻かれたプラチナワイヤーで作られています。プラチナワイヤの抵抗は温度とともに変化し、抵抗のこの変化を測定することにより、周囲の環境の温度を正確に決定できます。これらの要素は、高精度、安定性、および広い温度範囲を提供するため、非常に人気があります。
次に、メイントピック：PT100セラミック要素に対する放射の効果に飛び込みましょう。放射線は、ガンマ線、X光線、中性子放射など、さまざまな形で来ることがあります。各タイプの放射線は、PT100セラミック要素に異なる影響を与える可能性があります。
ガンマとX-光線
ガンマとX光線は、電磁放射の形態です。これらの光線がPT100セラミック要素と相互作用すると、材料内でイオン化を引き起こす可能性があります。イオン化は、原子が電子を失い、獲得し、荷電粒子を生成するプロセスです。
PT100セラミック要素の場合、このイオン化はプラチナワイヤの電気特性の変化につながる可能性があります。放射線は、格子の欠陥を引き起こす可能性のあるワイヤー内の化学結合を破壊する可能性があります。これらの格子欠陥は、電子がワイヤーを移動するときに電子の散乱を増加させる可能性があります。その結果、ワイヤの抵抗が変化する可能性があります。
抵抗が変化した場合、PT100セラミック要素からの温度測定値が不正確になることを意味します。たとえば、放射線誘発性格子欠陥のために抵抗が増加すると、元素は環境の実際の温度よりも高い温度を示している可能性があります。
効果の程度は、放射線の用量に依存します。低用量暴露は、抵抗にわずかな変化のみを引き起こす可能性がありますが、これは一部のアプリケーションにとって許容可能な耐性の範囲内にある可能性があります。ただし、高用量に曝露すると、重大で不可逆的な変化を引き起こす可能性があります。たとえば、PT100セラミック要素が長期間にわたって高レベルのガンマ放射にさらされている原子力発電所では、元素が完全に信頼できない場合があります。
中性子放射
中性子放射は少し異なります。中性子は充電されていない粒子であるため、電子ではなくPT100セラミック元素の材料の原子核と相互作用します。中性子がワイヤー内の白金原子の核と衝突すると、核反応を引き起こす可能性があります。
考えられる核反応の1つは伝染であり、プラチナ原子が他の元素に変換されます。これにより、ワイヤの組成が変化し、電気抵抗に影響します。たとえば、プラチナ原子の一部が異なる電気特性を持つ異なる金属に変換されると、PT100セラミック要素の抵抗と温度関係が変更されます。
中性子放射は、変位損傷も引き起こす可能性があります。中性子が核に当たると、結晶格子の通常の位置から核をノックアウトできます。これにより、格子内に空室と間質の原子が生成されます。これらの欠陥は、ワイヤを通る電子の流れを破壊し、抵抗の変化につながる可能性があります。
ガンマやX光線と同様に、PT100セラミック要素に対する中性子放射の影響は、用量に依存します。中性子フラックスが比較的高い研究反応器では、正確な温度測定を確保するために、PT100セラミック要素をより頻繁に交換する必要がある場合があります。
アプリケーションへの影響
PT100セラミック要素に対する放射線の影響は、さまざまなアプリケーションに深刻な意味を持つ可能性があります。たとえば、航空宇宙産業では、これらの要素はエンジンやその他の重要なコンポーネントで使用されています。宇宙線または太陽フレアからの放射線がPT100セラミック要素に影響を与えると、温度の測定値が誤っている可能性があります。これにより、エンジンがサブ最適条件下で動作するか、誤動作に至ることさえあります。
医療分野では、PT100セラミック要素が温度監視のために一部の機器で使用されています。これらの要素が滅菌プロセス中または放射線療法ユニットのような豊富な環境で放射線にさらされている場合、それらの精度が損なわれる可能性があります。これは、医療機器の適切な機能、そして最終的には患者ケアに影響を与える可能性があります。
緩和戦略
それでは、PT100セラミック要素に対する放射の影響を最小限に抑えるために何ができますか？ 1つのアプローチはシールドです。鉛やコンクリートなどの材料を使用して、それが要素に到達する前に放射線をブロックまたは吸収することができます。たとえば、原子力発電所では、PT100セラミック要素を鉛の内側に配置することができます。エンクロージャーは、ガンマとX線放射の量を減らします。
別の戦略は、放射線を使用することです - 硬化PT100セラミック要素。これらの要素は、より高いレベルの放射線に耐えるように特別に設計されています。彼らは、放射線に対してより耐性により耐性を引き起こす異なる材料または建設方法を持っているかもしれません。たとえば、プラチナワイヤは、放射エネルギーの一部を吸収できる保護層でコーティングされる場合があります。
他のRTDとの比較
PT100セラミック元素の放射抵抗を他のタイプのRTDと比較することも興味深いです。RTD PT200プローブ。 RTD PT200プローブは、PT100セラミック要素と比較して、抵抗と温度の関係が異なります。
放射線抵抗の観点から、基本原則は似ています。ただし、RTD PT200プローブの構造と材料は、放射線に対して異なるレベルの耐性を与える可能性があります。たとえば、RTD PT200プローブに異なるタイプの断熱材または異なるワイヤー材料がある場合、放射線の影響を受けやすく、抵抗性の変化を誘発する可能性があります。
Kaptonテープ付きWZPM PT100 RTDセンサー別のオプションです。このセンサーのカプトンテープは、いくらかの保護と断熱性を提供します。しかし、放射線に関しては、テープは高エネルギー放射線をブロックするのに十分ではないかもしれません。したがって、PT100セラミック要素と同様に、それは放射線の影響も受け、同じ緩和戦略を適用する必要がある場合があります。
結論
結論として、放射線はPT100セラミック要素に大きな影響を与える可能性があります。それがガンマとX光線がイオン化と格子の欠陥を引き起こすか、核反応と変位損傷につながる中性子放射を引き起こすかどうかにかかわらず、元素の抵抗が変化し、不正確な温度測定値をもたらす可能性があります。
ただし、適切なシールドと放射線の使用 - 硬化要素の使用により、これらの効果を最小限に抑えることができます。 PT100セラミック要素のサプライヤーとして、私は信頼できる温度 - 特に放射線でのセンシングソリューションを提供することの重要性を理解しています。
アプリケーションにPT100セラミック要素が必要な場合、それが通常であろうと放射であろうと、露出した設定であろうと、私たちは助けにここにいます。特定の要件に適した要素を提供できます。当社の製品について質問がある場合、または放射線効果への対処に関するアドバイスが必要な場合は、お気軽にご連絡ください。私たちはいつもチャットをして、あなたに最適なソリューションを見つけてうれしいです。あなたの温度 - 感覚のニーズを満たすために私たちがどのように協力できるかについて話しましょう。
参照
- af witulskiによる「電子材料とデバイスへの放射効果」
- PDハリスによる「温度測定ハンドブック」
- 放射線に関する「原子力工学と技術」ジャーナル記事 - 誘導された物質的な変化
