Установка для активационного анализа

Установка для активационного анализа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТАНОВКА ДЛЯ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА, содержащая источник активирующего излучения, пневмотранспортную систему с препаратопроводами , камерами облучения, загрузки и выдержек облученных образцов и мониторов , станций счета наведенной активности , блок управления и контроля , спектрометрическую систему с блоками детектирования,амплитудными анализаторами и схемой совпадения , таймер-контроллер, блок сопряжения с системой обработки информации , отличающаяся тем, что,с целью повышения надежности установки, расширения ее функциональных возможностей и увеличения производительности, в нее введены коммутатор, устройства сигнализации и барабан-синхронизатор, совмещающий функции камер загрузки и выдержки , по периметру которого находятся спаренные ячейки для образцов и мониторов,над которыми расположены входные, а под ними - выходные (к станциям счета) отверстия для препаратопроэодов, причем эти выходные отверстия смещены относительно (Л входных на число ячеек, равное отношению заданных времен вьщержки облученных образцов и мониторов, к интервалу времени между последовательными повЬротами барабана, а на участках препаратопроводов, ведущих к станциям счета, установлены устройства сигнализации, выходы которых 00 00 подключены к входам коммутатора, соединенного с блоком сопряжения. j со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I (19) (и) 8 3

é1)4С 01 Я 23 222

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ \

° °

° а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3585526/18-25 (22) 29 ° 04.83 (46) 07. 12.85. Бюл, Р 45 (72) В.Д. Апександров, Б. Г. Егиазаров, Л.А.Корытко и В.В.Матвеев (53) 539 ° 1.06 (088.8) (56) Егиазаров Б.Г., Корытко Л.А., Сельдяков Ю.П. Измерительная техника в инструментальном нейтронноактивационном анализе, М., Атомиздат, 1972, с. 155-156, 198-200.

Srapenyants R.À., Save1iev I.Â.

Mu1tie1ement neutron activation

ana1ysis of p1ant and ferti1izers

"J. of Radiona1 Chem" ч.38, 1977, р.р.247-255. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА, содержащая источник активирующего излучения, пневмотранспортную систему с препаратопроводами, камерами облучения, загрузки и выдержек облученных образцов и мониторов, станций счета наведенной активности, блок управления и контроля, спектрометрическую систему с блоками детектирования, амплитудными анализаторами и схемой совпадения,таймер-контроллер, блок сопряжения с системой обработки информации, отличающаяся тем, что,с целью повышения надежности установки, расширения ее функциональных возможностей и увеличения производительности, в нее введены коммутатор, устройства сигнализации и барабан-синхронизатор, совмещающий функции камер загрузки и выдержки, по периметру которого находятся спаренные ячейки для образцов и мониторов, над которыми расположены входные, а под ними — выходные (к станциям счета) отверстия для препаратопроводов, причем эти выходные отверстия смещены относительно входных на число ячеек, равное отношению заданных времен выдЕржки облученных образцов и мониторов, к интервалу времени между последовательными поворотами барабана, а на участках препаратопроводов, ведущих к станциям счета, установлены устройства сигнализации, выходы которых подключены к входам коммутатора, соединенного с блоком сопряжения.

1 1

Изобретение относится к области элементного анализа вещества методом активационного анализа и может быть использовано в промышленности при решении прикладных задач по определению примесей в различных матрицах, а также в сельском хозяйстве для определения содержания питательных элементов в растениях, кормах, удобрениях и почвах.

Известна установка, в которой осуществляется последовательный режим анализа, когда с исследуемым образцом выполняются все операции от облучения до обработки результата, после чего он отправляется в хранилище, и лишь затем начинается цикл анализа следующего образца.

Недостатком установок, построенных по такому принципу, является относительно низкая производительность при длительных временах анализа,.неприемлемая при массовых измерениях.

Известна установка, являющаяся ближайшим техническим решением, предназначенная для массового определения нескольких элементов (азота,, фосфора, калия, кремния, хлора и др.) в растительных образцах. Задача повышения производительности решена путем органиэации такого взаимодействия между отдельными ее узлами, которое позволяет одновременно осуществлять различные операции анализа для нескольких образцов (так называемый совмещенный режим), когда, на- . пример, один образец облучается, второй, облученный, в то время находится в камере выдержки, а третий образец находится в позиции измерения и т д, В то же время для каждого отдельного образца анализ состоит из следующей последовательности операций: облучения, первой выдержки, первого измерения наведенной активности, второй выдержки и второго измерения заведенной активности.

Установка состоит из источника активирующего излучения, пневмотранспортной системы с препаратопроводами, камерами облучения, загрузки и выдержки облученных образцов и моторов, станций счета наведенной активности, блока управления и контроля, спектрометрической системы с блоками детектирования, амплитудным ана108873 2

16

55 лизаторами и схемой совпадения, тай- мера-контроллера, блока сопряжения с

ЭРМ (интерфейса) и систем обработки информации на основе ЗВМ.

Из камеры загрузки образец по препаратопроводу попадает в камеру облучения, где происходит его облучение нейтронами с энергией 14 мэВ.

После активации он транспортируется в первую камеру выдержки, где остается некоторое время, необходимое для распада короткоживущих мешающих нуклидов. Из этой камеры выдержки образец попадает на первую станцию счета, где с помощью соответствующей регистрирующей аппаратуры определяется число отсчетов от наведенной в нем активности в выбранных энергетических интервалах. После первого измерения наведенной активности образец перемещается во вторую камеру выдержки, остается в ней некоторое время, а затем поступает на вторую станцию счета, где производится регистрация либо полного спектра наведенной активности, либо отдельных его участков. Для этой цели применяются амплитудные анализаторы. Данные первого и второго измерений наведенной активности образца в выбранных энергетических интервалах с помощью блока сопряжения передаются в ЭВМ, где с использованием известных спектрально-временных соотношений между активностями, образующихся в образце нуклидов и сравнения определяемых элементов, в данном случае азота, фосфора, калия и др. Проанализированные образцы направляются в хранилище. Дей. ствия всех исполнительных механизмов пневмотранспортного устройства, перемещающего образцы, осуществляются по командам блока управления, который связан с таймером-контроллером, задающим последовательность отдельных операций анализа. Некоторые типы ЭВМ одновременно с обработкой результатов могут выполнять функции таймера. Местоположение образ,ов в ответственных узлах транспортной системы, в соответствующих камерах и на станциях счета контролируется с помощью системы фотоиидикации и отражается на мнемосхеме в блоке управления и контроля. Мониторирование выхода нейтронного генератора производится либо самостоятельной измерительной системой, либо с помощью обраэцовмониторов, которые облучаются одноБольшое число исполнительных механизмов, сложность управляющей автоматики снижают степень надежности установки, хотя при совмещенном режиме анализа этому вопросу должно быть уделено особое внимание, так как случайный сбой в одном из механизмов приводит к неправильным результатам для целой серии образцов.

Целью изобретения является повышение надежности установки, расшире- 5 ние ее функциональных возможностей и увеличение производительности.

Это достигается тем, что в установку, состоящую иэ источника активирующего излучения, пневмотранспортной системы с препаратопровода. ми, камерами облучения, загрузки и выдержек, облученных образцов и мониторов, станций счета наведенной активности, блок управ- 45 ления и контроля, спектрометрической системы с блоками детектирования, амплитудными анализаторами и схемой совпадения, таймера-контроллера, блока сопряжения (интерфейса) 50 с системой обработки информации, введен коммутатор, устройства сигнализации и барабан-синхронизатор, совмещающий функции камер эагрузки и выдержки, по периметру которого находятся спаренные ячейки для образцов и мониторов, над которыми 1 расположены входные, а под ними—

3 11088 временно с исследуемыми образцами, а наведенная в них активность регист рируется либо на первой станции счета, либо отдельным блоком детектирования. 5

Несмотря на то, что описанная выше установка предназначена для совмещенного режима, ее структура типична для систем последовательного анализа, так Как каждой операции с об- 10 разцом соответствует отдельное устройство, ее осуществляющее; загрузка образцов производится в камере загрузки, первая выдержка — в первой камере выдержки, первое измерение наведенной 15 активности — на первой станции счета и т.п.

Недостатком установки является большое число исполнительных механизмов в пневмотранспортной системе, сложность управляющего устройства и таймера-контроллера, осуществляющего четкую временную синхронизацию всех действий этих механизмов.

73 4 выходные (к станциям счета) отверс- 1 тия для препаратопроводов, причем эти выходные отверстия смещены относительно входных на число ячеек, равное отношению заданных времен . выдержки облученных образцов и мониторов, к интервалу времени между последовательными поворотами барабана, а на участках препаратопроводов, ведущих к станциям счета, установлены устройства сигнализации, выходы которых подключены к входам коммутатора, соединенного с блоком сопряжения.

Барабан-синхронизатор благодаря .особому расположению входных и выходных отверстий, через которые образцы и мониторы попадают в камеры измерения, обеспечивает автоматическую синхронизацию операций загрузки, выдержки и измерения наведенной активности образцов и мониторов, что значительно упрощает схему таймера-контроллера,в котором отпадает необходимость независимого установления времени для каждой иэ этих операций. Принципиально можно обойтись установлением лишь одного времени (интервал между последовательными поворотами барабана), ко— торому кратны длительности всех других операций анализа. Одновременно упрощается структура блока управления установкой и значительно сокращается число исполнительных механизмов, что повышает ее надежность.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой установки с двухканальным препаратопроводом (для образца и монитора), т.е. контроль за нейтронным выходом генератора осуществляется с помощью мониторов, облучаемых одновременно с образцом и измеряемых на отдельной станции счета; на фиг.2линейная развертка барабана-синхронизатора.

Установка содержит нейтронный генератор 1, камеру облучения 2, барабан-синхронизатор 3, камеры счета наведенной активности образца 4 и монитора 5, блоки детектирования

6, одноканальный амплитудный анализатор 7, спектрометрическую систему

8 для измерения наведенной активности образца, включающую схему совпадения 9 и малоканальный или много1 канальный амплитудный анализатор 10, блок сопряжения (интерфейс) 11, уст1108873

55 ройство обработки информации 12, цифропечатающее устройство 13, коммутатор 14, устройства сигнализации 15, блок управления и контроля 16,таймерконтроллер 17, пневмотранспортную систему, состоящую из отдельных участков препаратопроводов 18-23, и хранилище 24 облученных образцов и мониторов.

Устройства сигнализации 15, расположенные на выходных участках препаратопроводов 20-22, соединены с коммутатором 14, выход которого подключен к блоку сопряжения 11.

Установка работает следующим образом. В начальный момент по сигналу с блока управления и контроля 16, который в свою очередь управляется таймером 17, происходит поворот барабана-синхронизатора 3. Образец и монитор, попавшие в ячейки барабана из загрузочных участков препаратопроводов 18, транспортируются по препаратопроводам 19 в камеру облучения 2, происходит включение нейтронного генератора 1 и производится операция облучения. После окончания облучения образец и монитор возвращаются в барабан, в котором остаются при последующих его .поворотах до тех пор, пока ячейки, где они находятся, не совместятся с выходными отверстиями. Время первой выдержки задается положением выходных отверстий, к которым подключены препаратопроводы

20, относительно входных отверстий, к которым подсоединены препаратопроводы 19.

По препаратопроводам 20 образец и монитор попадают на соответствующие станции счета 4 и 5, где наведенная в них активность регистрируется в определенных энергетических интервалах с помощью блоков детектирования 6 и соответствующих одноканального 7 и малоканального 10 анализаторов. Во многих случаях целесообразно регистрировать каскадное или аннигилляционное гамма-излучение радиоактивных нуклидов. что осуществляется с помощью схемы совпадений 9, к которой подключены оба блока детектрирования 6 станций счета наведенной активности образца 4. После окончания времени первого измерения, длительность которого равна времени между последовательными по1

1О

40 воротами барабана 3, монитор по препаратопроводу 23 отправляется в хранилище 24, а образец по препаратопроводу 21 поступает в свободную ячейку барабана 3. Зарегистрированная в первом измерении информация через интерфейс 11 передается в устройство обработки 12, например ЭВМ.

После нескольких поворотов барабана при совмещении ячейки с образцом, находящимся на второй выдержке, с выходным отверстием (с препаратопроводом 22) этот образец вновь попадает на станцию счета 4, где производится вторая регистрация наведенной в нем активности,а затем и передача полученной информации в ЭВМ. Очевидно, время второй выдержки и в этом случае задано относительным положением выходного отверстия, к которому присоединен препаратопровод 22, относительно входного отверстия с препаратопроводом 21. Следовательно, времена первой и второй выдержки равны числам ячеек между соответствующими входными и выходными отверстиями, умноженным на временной интервал между последовательными поворотами барабана. Коммутатор 14, управляемый устройствами сигнализации 15, осуществляет с помощью интерфейса 11 переключение информационных каналов.

В зависимости от срабатывания устройств сигнализации 15, через которые образец поступает в камеру счета 4 на первое или второе измерение наведенной активности, происходит передача информации в ЭВМ из той группы накопительных регистров, где записаны отсчеты от данного измерения. !

Введение барабана-синхронизатора, помимо упрощения таймера и блока управления, существенно расширяет функциональные воэможности установки.

Так, например, если мониторирова- . ние нейтронного потока осуществляет"ся отдельной системой, станцию счета ,наведенной активности монитора 5 можно использовать для первого измерения наведенной активности образца или на базе одного из блоков детектирования станции счета 4 может быть организована вторая станция счета для образца. Тогда реализуется возможность од1108873 новременного измерения наведенной активности двух образцов — на первой станции счета проводится первое измерение наведенной активности одного образца, на второй станции счета регистрируется спектр наведенной активности другого образца, что повышает общую производительность системы.

Такое изменение структуры установки осуществляется путем простого подключения выходных и входных препаратопроводов 20-22 к входным и выходным отверстиям барабана, установленным в определенных позициях.

Для удобства взаимного перемещения и установления входных и выходных отверстий барабана его крьппка и дно с этими отверстиями сделаны подвижными и снабжены фиксаторами.

На фиг. 2 в качестве примера показана линейная развертка барабанасинхронизатора и положение в нем в различных узлах пневмопочты ампул для образцов, с которыми одновременно осуществляются различные операции при массовом поточном анализе (вариант установки с двумя станциями счета для образцов).

Ампула а загружена в барабан, ампула 8 облучается, ампула 6 проходит первую выдержку, ампула находится на первой стадии счета, ампулы,, >к проходят вторую выдержку, а ампула находится на второй станции счета.

После окончания облучения ампула

ip о транспортируется в барабан, ампула перемещается в барабан на выдержку; а ампула отправляется в хранили-. ще. После окончания транспортировки происходит поворот барабана, при этом в него загружается новая ампула, ампула А поступит в камеру облучения, ампула о останется в барабане на первой выдержке, ампула 6 поступает на . первую станцию счета, ампулы

2О р находятся в барабане на второй выдержке, ампула ж поступает на вторую станцию счета, а ампула, с которойзакончены все операции, направляется в хранилище.

25 . Предлагаемая установка выгодно отличается от известных универсальностью, позволяющей легко осуществить различные способы анализа.

1108873

1108873

Редактор О.Юркова Техред Т.Дубинчак

Корректор А.Обручар

Подпис но е

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 8124/1 Тираж 896

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская иаб., д.4/5