Способ градуировки приборов для контроля зольности по естественной радиоактивности угля

Способ градуировки приборов для контроля зольности по естественной радиоактивности угля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам градуировки радиометрических приборов. Цель изобретения - повышение точности градуировки в условиях высокого радиационного фона. Измеряют-скорость счета детектора от градуировочных проб, фоновую скорость счета детектора без пробы, скорости счета детектора от одной из двух нерадиоактивных проб, имеющих одинаковую толщину. Коэффициент поглощения фонового излучения нерадиоактивными пробами совпадает с тем же коэффициентом для углерода . По полученным данным определяют градуировочные коэффициенты. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я>л G 01 N 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629559/25 (22) 02,01.89 (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (71) Донецкий научно-исследовательский угольный институт (72) К. С. Клемпнер, В, Н. Шамшин, Е. Д. Уманец и А. И. Кравец (53) 543.541(088.8) (56) Рентгенорадиометрический метод определения содержания эолы. ГОСТ 11055—

78.

Клемпнер К. С. и Васильев А. Г. Физические методы контроля зольности угля. M.:

Недра, 1967, с. 152.

Изобретение относится к способам гра-. дуировки радиометрических приборов, Цель изобретения — повышение точности градуировки в условиях высокого радиационного фона.

На чертеже приведена схема экспериментальной установки для реализации способа.

При контроле зольности угля сигнал— скорость счета и детектора излучения m пробы с удельной радиоактивностью породы g кюри/г и зольностью А можно предcl ставить в следующем виде. n=no+fn@-п,)ехр —,и pd+kqA (1-ехр(-,иp d)), где п — скорость счета детектора излучения от пробы с зольностью

А =0 при d 00,с ;

„„Я3 „„1695196 Al (54) СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ПРИбОРОВ

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗОЛЪНОСТИ ПО ЕСТЕСТВЕННОЙ РАДИОАКТИВНОСТИ УГЛЯ (57) Изобретение относится к способам градуировки радиометрических приборов, Цель изобретения — повышение точности градуировки в условиях высокого радиационного фона. Измеряют. скорость счета детектора от градуировочных проб, фоновую скорость счета детектора без пробы, скорости счета детектора от одной из двух нерадиоактивных проб, имеющих одинаковую толщину, Коэффициент поглощения фонового излучечия нерадиоактивными пробами совпадает с тем же коэффициентом для углерода. Г1о полученным данным определяют градуировочные коэффициенты. 1 ил.

n@ — скорость счета детектора излучения от естественного фона при отсутствии пробы, с

-1. р — коэффициент ослабления излучения есественно радиоактивных элементов, см /г;

p — насыпная плотность материала и робы, -/см;

d — толщина контролируемого слоя угля, см;

k — коэффициент пропорциональности.

Действительно, при бО, n=-пф, а при

d 0о, n-=no+kqA, d и где n> — нулевой коэффициент уравнения прибора;

kq — угловой коэффициент уравнения прибора..

Уравнение прибора — уравнение связи между скоростью счета детектора излучения и зольностью угля, 1695196

Зная коэффициенты уравнения прибора, можно вычислить градуировочные коэффициенты прибора

Д П о

А = — =а1л-ао, kq

1 где а1 = — — угловой градуировочный коэф=kq ициент прибора; ( ао=апо — нулевой грэдуировочный коэффици нт прибора.

Уравнение градуировки прибора — уравнекие преобразования сигнала в код золь ности. При А =О; п=по. Следовательно. Ao—

d скорост-.» счета детектора излучения от ,пробы с толщиной, равной слою насыще.ний (d- оо) и нулевой зольностью.

Если проба обладает конечной толщиной, то нулевой член уравнения прибора по(б)=по+(пф — п,)ехр(-,и, род), rp8 р, — массовый коэффициент ослабления излучения B органической части угля, см/г; ро — насыпная плотность органической части угля, г/см; з, d — толщина контро;ируемого слоя угля, Таким образсм, по (нулевой коэффициент в уравнении прибора при d - оо) — это скорость счета детектора от пробы угля с нулевой эольностью, т.е. скорость счета

От пробы, не содержащей естественно ра, диоактивных элементов, Поэтому, если приготовить пробу из нерадиоактивного материала с эффективным порядковым номером, не изменяющим массовый коэффициент ослабления излучения по сравненн,о с массовым коэффициентом ослабления злучения в органической части угля (углеро,:,, ), то гакая проба будет взаимодействовать с ь-злучением естественного фона точно так же, как проба из чистого углерода, глассовый коэффициент ослабления

raMMà-излучения естественно радиоактивных элементов в углероде при средней энергии гамма-квантов 300 кэВ составляет

0,107 см2/г.

Для алюминия при той же энергии w ==-0,104 см /г. для железа 0,11, см /r, т.е, при

2 изменении Z от 6 до 26 значение,и изменяется в пределах 27.

Следовательно, для экспериментального определения величины и можно воспользоваться нерадиоактивным мат8риалОм с порядковым номером до Яре=26. При этом

НесбХОдИМО ОбЕСПЕЧИтЬ ОПрвдЕЛЕНИЕ По таким образом, тобы результат измерения не зависел от толщины и плотности нерадиоактивного материала.

Для этого производят измерение от двух частей нерадиоактивного материала равной

5 толЩины с тОлЩинОЙ d и 2d, Скорость счета детектора излучения в первом измерении п1=по+(пф — по)ехр (- ppd)=np+(np-n,) Ь, во втором измерении

10 п2=по+(пф — по)ехР(—,и P2d)=no+(ny — по)Ь или

П1-По=(ПФ вЂ” По)Ь

П2 По=(пф По)Ь

Откуда

15 п2пф — п1

no= п2 + пф — 2п.

Значение по»8 зависит от толщины и плотности нерадиоактивного материала и в определенной мере от,и, а следовательно, соответствует значению по при d -«оо. Если измерение производится в пробе, толщина которой меньше толщины слОя насыщения, то нулевой коэффициент уравнения прибора зависит от толщины контролируемого слоя, Величину по(0) определяют из соотно30 п2пф — п1 п2 + пф — 2n" п2пф — nf

35 — ) ехр(-,ио pod) п2 пф — 2п

Таким образом, при определении нулевого коэффициента уравнения прибора точность градуировки прибора возрастает, так как сигнал детектора излучения не зависит от плотности, ",îëùèíû и состава нерадиоактивной пробы, Проверка способа выполнена ri,pè rpaI дуировке экспериментального образца а. :спресс-анализатора зольности угля.

Экспресс-анализатор зольности (фиг. 1) .состоит из корпуса анализатора 1, блока 2 детектирования, кюветы 3 и электронновычислительного блока 4 с индикаторным устройством 5, Блок детектирования сцинтиляционный детектор на основе кристалла

N8 !(Т p83M8p8MN 160x63 MM с фотОумножителями ФЭУ вЂ” 85. Кювета выполнена из д о-. ралюминия с, толщиной до",ышка 1,=» мм.

Диаметр кюветы 200 мм, высота 175 мм.

Электронно-вычислительный блок выполнен на основе однокристальной микроЭВМ и содержит индиКаторное устройство. состоящее из трех знаковых индикаторов.

1695196

Экспресс-анализатор снабжен нерадиоактивной градуировочной пробой, состоящей из двух частей 6 и 7 равной толщины (0=5 мм). Каждая часть пробы представляет металлический диск диаметром 250 мм из нержавеющей стали 08х18. Для традуировки анализатора отобраны две пробы.

A п=6,7; и А п=21,10(.

Производили градуиравку анализатора по ГОСТ 11055-78 и по предложенному спо-. собу.

При определении п0 по предложенному способу извлекают пробу иэ анализатора и определяют скорость счета детектора в отсутствии пробы пф=-689 с

Устанавливают в анализатор первую нерадиоактивную пробу и производят измерение скорости счета детектора излучения п1=5.85 с

Устанавливают над ней вторую нерадиоактивную пробу и производят измерение скорости счета детектора излучения п2=544 с .

Определяют значение нулевого коэффициента уравнения прибора по п2пф и +

+(пфп2 + n — 2n

П2Пф П1

3 ехр(ц р.с) и,- + пф — 2п1

54л.p89 -852

544 л- 689 — 2 585

544 689 — 5852

„„) ехр (- 0,107 х х 0,72 17,5) =-517,3+(689 — 517,3) х х ехр(--1,348) == 561 9.-1.

Определяют угловой коэффициент уравнения прибора па полученному значению нулевого коэффициента уравнения и скорости счета детектора излучения. например от

5 градуиравочнай пробы 2, т.е. п2 — по 666 — 56,9 4 93

1ц—

АУ

Уравнение прибора п =561,9+4,93А

Градуиравочное уравнение

А =0,203п — 113,9.

Полученное градуировачное уравнение является более точным, так как при определении нулевого коэффициента уравнения прибора результат определения не зависит от степени уплотнения пробы, ее толщины и

20 состава пробы, Формула изобретения

Способ градуировки приборов для контроля зольности по естественной радиоактивности угля, включающий измерение скоростей счета излучения ат градуировочных проб и измерение фоновой скорости счета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки в условиях вь.сакого радиационного фона, дополнительно готовят две пробы ргэнаи толщины иэ нерадиоактивного материала с коэффи;иентом поглощения фонового излучения. ра.: н:.:ю таковому в углероде, измерение фоновой сырости счета производят путем последовательной регистрации сМоростей счета от фонового излучения, прошедшего через одну и две нерадиоактивнь.е пробы, и по полученным данным определяют градуировочные коэффициенты.

1695196

Составитель А. Колесников

Редактор M. Келемев Техред М.Моргентал Корректор С. Щелкун

Заказ 4157 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101