Установка для нейтронно-активационного анализа

Установка для нейтронно-активационного анализа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Соцналнстнчесинк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii8?3073 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.11.78 (21) 2684301/18-25 с присоединением заявки М (28) Приоритет— (51)М. Кл.

G 01 и 23/222

3Ьаударетвкииый канитвт

СССР ио делан изабретеиий и аткрытий

Опубликовано 15 10 81. Бюллетень 1ча 38

Дата опубликования описания (53у УДК 539.1 06 . (088.8) (72) Авторы изобретения

И. М. Пронман, Е. И. Антонов, И. Я. Варит, А. В. и А. М, Казанцев

Институт ядерных исследований АН СССР е ( е (?1) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕЙТРОННΠ— АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА!

Изобретение относится к иейтронно-актива ционным материалам.

Известны установки для нейтронно-активационного анализа, содержащие нейтронный генератор, транспортную систему и блок измерения концентрации примеси, применяющиеся для экспрессного определения примесей, главным образом кислорода, концентрация которого в материале не ниже 5 ° 10 % (по массе). Материалы с таким содержанием кислорода не относятся к классу чистых и высокочистых 11)

10 и (21.

Однако для чистых и высокочистых материалов с содержанием кислорода с 1 ° 10 % известные установки нейтронно-активационного

IS анализа по причине загрязнения поверхности анализируемого образца до анализа и в процессе анализа не могут быть использованы.

Загрязнение поверхности анализируемого образца, например кислородом, образуется за счет сорбции его нз атмосферы (нли вакуумной среды), конденсации паров влаги и масел, механических загрязнений из пневмотранспортной системы.

Весьма значительное загрязнение поверхности анализируемого образца возникает эа счет вбивания ядер отдачи <Ь Н образующихся при определении кислорода по реакции Ь0(п р ) е Ь 1е1 иэ атмосферы и поверхности предметов, прилегающих к образцу при облучении.

Образующееся ядро 1Ьы нриобретает кинетическую энергию, достаточную для попадания на поверхность облучаемого образца. Максимальная энергия ядра отдачи (Ь (равна

1,8 МзВ, пробег в металлах составляет 1,5—

2 мкм, в воздухе 4,4 мм; Этот источник активности характеризует содержание мнимого, "квазнкислорода", а не истинное содержание кислорода, в образце, поскольку при регистрации 1Ь| отличить его от кислорода невозможно. Естественно, что любая обработка поверхности образца до облучения не исключает влияния поверхностных загрязнений на результат анализов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для нейтронно-активационного определения кислорода в особо чистых веществах, содержащая нейтрон.87307

55 ный генератор, транспортную систему с разгрузочным узлом, блок .измерения концентрации примеси и блок удаления поверхностногс слоя облученного образца. Блок удаления поверхностного слоя облученного образца выполнен в виде прямоугольной секции из фторопласта, в которой последовательно расположены четыре вертикальных глухих канала, сообщающихся между собой направляющими полостями (спинами) соответственно числу реагентов, необходимых для обработки образца. Крайние канаты имеют соответствующее входное и выходное отверстия для ввода и вывода образца, а для подачи реагентов, каналы снабжены штуцерами. В вертикальных каналах установлены цилиндрические поршни с приемными рамками на концах, в которые поочередно скатываются облученные образцы. Механизм подъема поршней с рамками осуществляется двумя пневмоцилиндрами, которые попарно связаны с соответствующими поршнями (3).

Недостатки этой установки — перемещение облученного образца от входного отверстия через все каналы к выходному отверстиюзанимает большое время, что приводит к недопустимой потере активности образца, из-за чего резко снижается чувствительность метода; невозможность анализировать образцы из обычных материалов беэ травления, так как в данном приспособлении не было сквозного канала между разгрузочным устройством и детектором; малая надежность установки, из-эа необходимости исполъзования нескольких подвижных цилиндров с рамками, перемещаемых в кипящих кислотах.

Иэ-за этих недостатков в настоящее время не,существует установки нейтронно-активацнонного анализа, на которой можно бьшо бы определять кислород с содержанием от десятков до 4 1 ° 10 %, 40

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение диапазона измеряемых концентраций.

Поставленная цель достигается тем, что установка нейтронно-активационного анализа, содержащая нейтронный генератор, транспортную систему с разгрузочным узлом, блок измерения концентрации примеси и блок для удаления поверхностного слоя облученного образца, дополнительно содержит канал для ввода и вывода облученных образцов, соединяющий

50 разгрузочный узел и блок измерения концентрации примеси, узел распределения облученных l образцов, выполненный в виде пневмоцилиндра со штоком н внутренним стержнем с механизмом поворота, установленными с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, причем, на одном торце стержня закреплен приемник облученного

4 образца, а другой торец оснащен трехпозиционным рычагом. Кроме того, механизм поворота выполнен в виде поршня внутри штока, закрепленного на стержне с возможностью вращательно-поступательного движения по винтовой направляющей.

На фиг. 1 приведена структурная схема установки нейтронно-активационного анализа; на фиг. 2 — узел распределения облученных образцов.

Установка состоит,из нейтронного генератора 1, транспортной системы 2 с разгрузочным узлом. 3, блока измерения концентрации примеси, состоящего иэ детектора 4, измерительной аппаратуры 5 и мини-ЭВМ о. Разгрузоч-. ный узел 3 и детектор 4 соединены между собой сквозным каналом 7 для ввода и вывода облученного образца. Между разгрузочным. узлом и детектором располагается узел распределения облученных образцов 8, связанный с блоком для удаления поверхностного слоя облученного образца 9.

Узел распределения облученных образцов 8 состоит из пневмоцилиндра 10 (фиг. 2), штока 11, установленного с возможностью возвратно-поступательного движения, внутреннего стержня 12 с закрепленным на нем поршнем

13, предназначенным для вращения стержня

12 и приемника 14 облученного образца, закрепленного на переднем торце стержня 12.

Поршень 13 содержит штифт 15, размещенный в прорези 16 корпуса штока 11. Противоположный торец стержня 12 связан с трехпоэиционным рычагом 17. Облучаемый образец 18 ° размещается перед облучением в капсуле 19.

Установка работает следующим образом.

В первой позиции трехпозиционного. рычага 17 приемник образца 14 закрепляется таким образом, что сквозной канал 7 становится свободным для прохода облученного образца. из разгрузочного узла 3 в детектор 4. Это рабочее положение (первая позиция) позволяет определять примеси в материалах с содержанием 1.10 э% без удаления поверхностного слоя с образца. В этом случае последовательность операций следующая.

Анализируемый образец 18 загружается в капсулу 19 и по транспортной системе 2 направляется на облучение на нейтронном генераторе 1. После облучение быстрыми нейтронами Д вЂ” Т реакции капсула с облученным образцом поступает в разгрузочный узел 3, представляющий собой поршень с фиксаторами, освобождающими из капсулы 19 облучен. ный образец 18. Капсула раэгружается над сквозным каналом 7, по которому освободившийся образец проходит в детектор 4.

Счет активности определяемого радионзотопа, в данном случае lb ведется измерительной аппаратурой 5, затем инФормация поступа873073

30 ет в мини-ЭВМ б, которая производит расчет содержания примеси по заданному алгоритму и выдает полученный реэультат на световое табло: или цифропечать.

Если содержание примеси 1 10 %, уста- 5 ковка перестраивается на анализ чистых и особо чистых материалов. В этом.случае последовательность операций следующая.

Трехпоэиционный рычаг 17 переводится во. вторую позицию, при этом приемник образца 14 посредством стержня 12 вводится в сквозной канал 7 таким образом, что при разгрузке после облучения образец 18 из разгрузочного узла 3 проходит в приемник

14. Затем шток 11 поступательно перемещается в блок для экспрессного удаления поверхностного слоя облучеиного образца 9 (третья позиция). При возвратном перемещении штока 11 во вторую позицию, после удаления поверхностного слоя, приемник 14 выводит- . 20 ся из блока 9 и при перемещении поршня

13 внутри штока 11 поворачивается, вследствие движения штифта 15 в прорези 16, на .

180, в результате чего образец 18 проходит по сквозному каналу 7 в детектор 4, и далее работа установки производится так же как в первом случае.

Формула изобретения

1. Установка для нейтронно-активационного анализа, содержащая нейтронный генератор, транспортную систему с разгрузочным узлом, блок измерения концентрации примеси и блок для удаления поверхностного слоя облу-, ченного образца, о т л- и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых концентраций, она содержит сквозной канал для ввода и вывода облученных образцов, соединяющин разгрузочный узел и блок измерения концентрации примеси, узел распределения облучеиных образцов, выполненный в виде пневмоцилиндра со штоком и внутренним стержнем с механизмом поворота, установленными с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, причем, на одном торце стержня закреплен приемник облученного образца, а другой торец оснащен трехпоэиционным рычагом.

2. Установка по п. 1., о т л и ч а,ю щ ая с я тем, что механизм поворота выполнен в виде поршня внутри штока, закрепленного íà стержне с возможностью вращательно-поступательного движения по винтовой направляющей.

* Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Duggan 1. 1., Morgan 1. 1. "The 1гкЬзт—

rial Application of Small Accelerator" lEEE

Тгапзастюпз on Nuclear Science, 1975, NS-22, УЗ, р. 1216-1228.

2. Гриффит Х„Надь А. 3. и др. Определение содержания кислорода и алюминия в стали методом активации быстрыми нейтронами, Центральный институт физических исследований, Будапешт, 1978, с. 1 — 34.

3. Авторское свидетельство . СССР У 409555, кл. G 01 и 23/22, 1973 (прототип).

873073 оставитель В. Кириллов

Редактор И. Касарда Техред MHадs Корректор M. Демчик

Заказ 9020/67 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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