Устройство для определения содержания азота

Устройство для определения содержания азота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, -СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА, состоящее из изо- •топного источника быстрых нейтронов,замедлителя быстрых нейтронов, детек- .торов захватного гамма-излучения имедленных нейтронов, одноканального и интегрального амплитудных дискрими-' наторов, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности определения содержания азота, оно снабжено детектором быстрых нейтронов, соединенным с интегральным дискриминатором, выход которого соединен с первым входом первой схемы введенных схем отношения, второй вход которой соединен с выходом интегрального дискриминатора, подключенного к выходу детектора медленных нейтронов, и вторым входом второй схемы отношения, первый вход которой подключен к выходу одноканального амплитудного анализатора, а выходы схем отношения соединены со входами введенной схемы разности.(Л

СООЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСГ1УБЛИН ((9(И (I l l (М 4 G 01 N 23/222

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 2130436/25 (22) 04.05.75 (46) 30.06.89. Бюл, 11 24 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском .политехническом институте им. С.И.Кирова (72) Г.Ш.Пекарский, А.И.Безуглов и В.П9Шабалин (53) 539 .1.07(088.8) (56) D.Comar, Trans. amer mul, $а, 10,1967, 29.

Патент США В 3124679,кл.250-435, 1964. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, -СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА, состоящее из изотопного источника быстрых нейтронов, замедлителя быстрых нейтронов, детекторов захватного гамма-излучения и

Известны устройства для определения содержания азота в материалах, таких как азотные удобрения, зерно, мука, быстрым нейтрон-гамма-методом (радиационный захват медленных нейтронов).

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее замедлитель быстрых нейтронов, окружающий камеру с исследуемым образцом, изотопный источник нейтронов, детекторы гамма-излучения, смеситель импульсных сигналов, одноканальный ампЛитудный анализатор, детектор медленных нейтронов, интегральный дискриминатор и счетчики.

2 медленных нейтронов, одноканального и интегрального амплитудных дискрими- наторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности определения содержания азота, оно снабжено детектором быстрых нейтронов, соединенным с интегральным дискриминатором, выход которого соединен с первым входом первой схемы введенных схем отношения, второй вход которой соединен с выходом интегрального дискриминатора, подключейного к выходу детектора медленных нейтронов, и вторым входом второй схемы отношения, первый вход которой подключен к выходу одноканального амплитудного анализатора, а выходы схем отношения соединены со входами введенной схемы разности.

Недостатком этого устройства является определение содержания азота в контролируемых материалах регистрацией числа импульсов с одноканального амплитудного анализатора, который выделяет сигналы с детектора гаммаквантов, соответствуюшие энергии 9,810,8 МэВ, т.е, область спектра гамма-излучения, в которую дают основной вклад гамма-кванты радиационного захвата медленных нейтронов ядрами азота (1 0,8 МэВ), и регистрацией потока тепловых нейтронов в зоне контроля, без учета влияния вклада быстрых нейтронов, которые создают основной фон в выделенной области гамма-излучения. Величина фона изме528012 няется с изменением потока быстрых . нейтронов в месте расположения детектора гамма-излучения, который, в свою очередь, эависит от содержания водорода в контролируемом материале.

Таким образом, флуктуации уровня фона при переходе от одного анализируемого образца к другому приводят к ошибкам в определении содержания азо- 10 та.

Экспериментальная проверка показала, что отношение К интенсивности импульсов фона детектора гамма-излучения n >-к интенсивности импульсов с 1S

J выхода детектора быстрых нейтронов п - остается практически постоянным для контролируемых материалов с различным содержанием водорода, и 20

К = — — = const пу в то время как поток медленных нейтронов. например, с уменьшением потока быстрых нейтронов уменьшается по сравнению с ним с большей скоростью, т.е. непропорционально.

Цель изобретения — повышение чувствительности определения содержания азота.

Зто достигается введением в устройство детектора быстрьгх нейтронов, соединенного с интегральным дискриминатором, выход которого соединен с первым входом первой схемы отношения, второй вход которой соединен с выходом интегрального дискриминатора, подключенного к выходу детектора медленных нейтронов, и вторым входом второй схемы отношения, первый вход которой подключен к выходу однока- 40 нального амплитудного анализатора, а выходы схем отношения соединены с входами схемы разности.

На чертеже показана блок-схема

/ предлагаемого устройства, 45

Устройство для определения содержания азота содержит замедлитель быстрых нейтронов из парафина 1, окружающий камеру 2 с исследуемым образцом, изотопный источник 3 быстрых нейтронов, свинцовую защиту 4 детектора гамма-излучения 5 от гаммаизлучения нейтронного источника,нреселектор 6, выделяющий импульсы

5з только от гамма-квачтов высоких энергий, соединенный с входом усилите" ля 7, амплитудный одноканальный анализатор 8, выделяющий область спект-! ра гамма-излучения 9,8-10,8 МэВ, детектор 9 быстрых нейтронов, соединенный выходом с входом усилителя 10, подключенного к входу интегрального дискриминатора 11, выделяющего импульсы, соответствующие быстрым нейтронам, детектор 12 медленных нейтронов, соединенный с усилителем 13 который соединен„ в свою очередь, с интегральным дискриминатором 14.

Выход дискриминатора 14 подключен к второму входу схемы 15 отношения, первый вход которой подключен к выходу дискриминатора 11, и к второму входу схемы 16 отношения, первый вход которой соединен с выходом одноканального анализатора 8. Выходы схем 15 и 16 отношения подключены к входам дифференциального усилителя 17 (схемы разности), который производит вычитание поступающих на его входы сигналов один из другого, а показывающий прибор 18 подключен к выходу дифференциального усилителя 17.

Работает устройство следующим образом.

Исследуемый образец помещают в камеру 2, где он облучается потоком нейтронов, Гамма-излучение регистрируется сцинтилляционным детектором

NaI(Te) быстрые нейтроны сцинтилляционным детектором на основе стильбена и схемы разделения импульсов от быстрых нейтронов и гамма-квантов.

Медленные нейтроны регистрируются борным счетчиком.

В процессе анализа измеряется величина, пропорциональная содержанию азота в образце п> Кп

-1= -" — "— и п где n ï,ï — регистрируемая интенЯ9 г1 сивность гамма-излучения, потока медленных и быстрых нейтронов, соответственно;

К=п/п

При работе устройства выделенные во всех каналах импульсы поступают на соответствующие входы схемы отношения. С выхода схемы отношения снимается аналоговая величина, а именно, напряжение, величина которого пропорциональна отношению поступающих на входы схемы интенсивностей импульсов. Таким образом, напряжение на вы=

Редактор Л.Письман Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Подписное

Тираж 788

Заказ 4727

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

52801 ходе схемы отношений 16 пропорционально отношению и /п, а на выходе схемы 15 отношения — соответственно п /n . Но так как необходимо с выт хода схемы 15 снимать величину напряжения в К раз меньшую, то на выходе схемы 15 устанавливают резистивный делитель (переменное сопротивление). Одновременно этот делитель слу- 10 жит для настройки устройства, т.е. выбора такого коэффициента К, чтобы г 6 при изменении фона (в отсутствии азо.та) на выходах схем 15 и 16 oòíë.t.ения были равные напряжения °

Таким образом, по величине напряжения с выхода дифференциального усилителя можно судить о величине содержания азота в анализируемом материале, что осуществляется соответствующей градуировкой шкалы показывающего прибора