Устройство для осуществления способа альфа- нейтронного и альфа-фотонного двухкомпонентного анализа элементного состава

Устройство для осуществления способа альфа- нейтронного и альфа-фотонного двухкомпонентного анализа элементного состава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 20.VI1.1964 (№ 912687/26-25) Кл. 421, 3 с присоединением заявки №

Государственный комитет ло делам изобретеиий и открытий СССР

МПК G Oln

УДК 531.714 (088.8) Приоритет

Опубликовано 22Х1.1965. Бюллетень № 12

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА АЛЬФАНЕЙТРОННОГО И АЛЬФА-ФОТОННОГО ДВУХКОМПОНЕНТНОГО

АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА

Подписная группа № 178

Предлагаемое устройство предназначено для количественного определения содержания фтора, бериллия и бора в рудах, продуктах их переработки и сплавах. Оно может, быть применено в геологических организациях, на горно обогатительных и металлургических предприятиях для экспрессных анализов на указанные выше элементы.

Существующая аппаратура позволяет проводить лишь последовательные измерения параметров пробы, что резко снижает производительность и точность определений. Регистрация только нейтронного или только гаммаизлучения не дает возможности проведения двухкомпонентного анализа в условиях наи более оптимальных для обоих элементов, что приводит к снижению чувствительности определений.

Предлагаемое устройство обеспечивает одновременно измерение нейтронного и гаммаизлучений, возникающих при облучении исследуемого препарата альфа-излучением радиоактивного источника.

Поскольку выход реакции (и, n) для бора, бериллия и фтора различен, а также различен выход и спектр сопровождающего гаммаизлучения, комплексирование измерений гамма-излучения в различных областях энергий и нейтронного излучения позволяет производить двухкомпонентный анализ при содержании в пробе любых двух элементов из указанных выше.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит комбинированный датчик для одновременного измерения нейтронного и гамма-излучений, возникающих при облучении исследуемого препарата альфа-излучением, альфа-источник (например из Ро-238) и пульт с двухканальной усилительно-регист10 рирующей схемой.

В счетчике нейтронов используется детектор медленных нейтронов 1 на базе сернистого цинка с соединением бора (тип ТН-150, диаметр 150 мм) и фотоэлектронный умножитель

15 2 (тип ФЗУ-49). Для улучшения условий регистрации нейтронов между детектором и фотоумножителем введен плексигласовый светопровод 8 (диаметр 150 мм, толщина 40 мм), выполняющий функции замедлителя и отра20 жателя нейтронов. Для защиты счетчика от света и магнитных помех он помещен в железный экран-гильзу 4.

Сцинтилляционный счетчик гамма-излуче25 ния, расположенный под счетчиком нейтронов ссосно с ним, состоит из спектрометрпческого кристалла 5 (NaI(TI), диаметр 40 л л, высота

50 мм и фотоэлектронного умножителя 6 (тип ФЭУ-13), размещенных в железном эк30 ране-гильзе 7.

172119

Для замедления нейтронов, испускаемых при взаимодействии альфа-излучения с ядрами анализируемых элементов, применены парафиновые блоки-замедлители 8 и 9, TOJIIgHной 60 — 110 л м и высотой порядка 100 л м каждый.

Источник альфа-излучения 10 крепится под нейтронным счетчиком по его центру активной поверхностью вниз.

В парафиновом блоке 9 предусмотрен горизонтальный канал 11 для введения под источник альфа-излучения с помощью подвижной планки 12 кюветы 18 с исследуемым препаратом. Кювета цилиндрической формы изготовлена из органического стекла, глубина 1—

2 мм, внутренний диаметр соответствует диаметру активной поверхности источника. Подвижная планка" 1 фиксируется в канале таким образом,,что исследуемый препарат устанавливается точнб под активной частью источника.

Взаимное расположение счетчиков, подвижной планки, кюветы с пробой и источника выбрано так, чтобы расстояние между активной поверхностью источника и поверхностью пробы не превышало 0,5 — 1 ми, а расстояние между датчиками соответственно 10 — 15 мм.

Кювета с помещенной в нее пробой устанавливается в гнездо выдвинутой подвижной планки, после чего планка вдвигается в канал 11 до упора (высота кюветы на 0,2—

0,3 мм меньше глубины гнезда), при этом кювета с исследуемой пробой располагается точно под источником 10 на расстоянии 0,7—

1 ли от него.

При облучении исследуемой пробы альфаизлучением источника, в результате ядерных реакций типа (а, n), идущих на ядрах бериллия, фтора и бора, возникают быстрые нейтроны и гамма-кванты определенных энергий, обусловленные высвечиванием возбужденных ядер. Быстрые нейтроны замедляются в парафиновых блоках и световоде и регистрируются с помощью детектора медленных нейтронов и фотоэлектронного умножителя. Возникающие при облучении пробы гамма-кванты

1О

25 зо

З5

4О

45 определенной энергии регистрируются сцинтилляционным спектрометрическим счетчиком. По окончании измерений подвижная планка выдвигается из канала 11, кювета с исследуемым препаратом вынимается и ставится кювета с другим препаратом.

Импульсы с выхода нейтронного счетника подаются на усилитель, затем на пороговый дискриминатор, предназначенный для подавления шумов фотоумножителя, а также HMпульсов, обусловленных гамма-фоном, и, наконец, на счетный блок, включающий пересчетную схему и электромеханический регистратор (на чертеже не показаны).

С выхода гамма-счетчика импульсы после их усиления линейным усилителем поступают на схему дифференциального дискриминатора с регулируемой шириной окна, с помощью которого отбираются импульсы, соответствую. щие гамма-квантам заданного диапазона энергий, Пропущенные дискриминатором им. пульсы регистрируются счетным блоком, аналогичным счетному блоку нейтронного канала.

Усилительно-регистрирующая схема установки собрана на транзисторах, работает от автономных источников питания и обеспечивает возможность эксплуатации аппаратуры в полевых условиях.

Предмет изобретения

Устройство для осуществления способа альфа-нейтронного и альфа-фотонного двухкомпонентного анализа элементного состава руд, продуктов их переработки, сплавов и т. д., содержащее радиоактивный изотоп, приемники радиоактивных излучений и регистрирующую схему, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, точности и селективности анализа, альфа-источник и облучаемый препарат при измерениях расположены между обращенными один к другому сцинтилляционными приемниками нейтронного и гамма-излучений, а система приемников окружена с боков парафиновым замедлителем нейтронов.

172119

Составитель И. Б. Трофимова

Редактор И. Г. Карпас Техред lO. В. Баранов Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 1636/11 Тираж 1100 Формат бум. 60 90 /р Объем 0,27 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д 4

Типография, пр. Сапунова, 2.