Устройство для определения элементарного состававещества
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. саид-ву (22) 3аявлеио 23.05 ° 75 (21) 2137502/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет 51)М. Кл.
6 01 и 23/05
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано230481. Бюллетень №15 (53) УДК 543.53 (088.8) Дата опубликования описания 23. 04. 81 (72) Авторы изобретения
10. Ф. Барышев, О.В. Горбатюк, В.И. Гума, Е.М. Кадисов, В.В. Миллер,н 10.С. Шимелевич
Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики н геохимии (71) 3 а яв итель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО
СОСТАВА ВЕЩЕСТВА
Изобретение относится к устройствам для определения элементного состава образцов вещества, в частности представительных проб горных пород, руд и продуктов их переработки,методом нейтронно-радиационного анализа. Оно может найти применение при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, при контроле эа технологической переработкой рудного сырья, в стационарных и полевых лабораториях.
Известны различные конструкции устройства для анализа элементного состава вещества нейтронно-радиацион- 15 ным методом. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, которое содержит источник нейтронов, замедлитель, фильтр быстрых нейтронов, фильтр 20 тепловых нейтронов, окружающий детектор f -излучения, и кассету . для исследуемого вещества.
Все перечисленные компоненты известного устройства расположены в. однородном замедлителе, что не позволяет добиться максимальной точности и чувствительности анализа. Для того, чтобы получить максимально возможные точность и чувствитель- 30 ность анализа, необходимо выполнить три основных требования: обеспечить максимальную плотность тепловых нейтронов в образце при данной мощности источника; обеспечить максимальный сбор Г -квантов из образца на детектор; защитить детектор от прямого нзлученця источника. Чтобы обеспечить максимальный сбор Х -кван-. тов на детектор, нужно образец располагать как можно ближе к детекто- . ру. Чтобы надежно защитить детектор от прямого излучения источника, нужно увеличить расстояние между ними.
Но, как известно, максимальная плотность тепловых нейтронов в однородном замедлителе наблюдается вблизи источника.
Очевидно, что в известном устройстве невозможно удовлетворить одновременно ace эти требования, .поэтому даже при оптимальном расположении компонентов устройства в однородном эамедлителе нельзя получить. максимальные значения точности и чувствительности анализа.
Цель изобретения состоит в создании устройства для определения элементного состава вещества нейтроннорадиационным методом, обеспечиваю563057 щего повышение точности и чувствительности анализа.
Цель достигается согласно иэобО ретению введением в устройство для определения элементного состава вещества дополнительного замедлигеля-отражателя, в полости которого размещены на одной оси все элементы известного устройства, причем линейные размеры полости эамедлителяотражателя по всем направлениям не меньше половины и не больше двух расстояний между источником нейтронов и детектором g -излучения.
В предлагаемом устройстве образец расположен непосредственно вблизи детектора, что обеспечивает максимальный сбор -квантов радиационного захвата на детектор, а детектор с образцом удалены от источника,помещенного в замедлитвль, на расстояние, необходимое для надежной защиты Щ детектора от прямого излучения источника.
Благодаря диффузионному отражению нейтронов от стенок замедлителяотражателя и отсутствию поглощения тепловых нейтронов в полости имеется равномерное распределение поля.тепловых нейтронов с одинаковой плотностью как в области расположения замедлителя с источником, так и в области расположения образца. При соблюдении оптимальных размеров полостн замедлителя-отражателя, замедлителя, замедлителя-отражателя и расстояния между источником и детектором достигаются максимальные точность и чувствительность анализа при данной мощности источника нейтронов.
Еа чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для опре- 40 деления элементного состава образцов вещества. изотопный источник 1 нейтронов, например изотоп С 2, помещен в эамедлитель 2 из плексигласа. Конусообразный фильтр 3 из висмута закрывает детектор 4 от - . и нейтронного излучения из замедлителя.
Фильтр 5 из изотопа Li препятствует проникновению тепловых нейтронов в детектор. От мягких, рассеянных в конструкционных материалах -квантов детектор закрыт экраном б из висмута, представляющим собой полый цилиндр с верхней и нижней крышками. Внутри этого экрана поМе-. щена кассета 7 с образцом 8 анализируемого вещества весом до нескольких килограммов. Кассета имеет форму двухстенного стакана и посажена непосредственно на литиевый фильтр, что обеспечивает наилучший сбор
2t-квантов из образца на детектор.
Замедлитель-отражатель 9 из плексигласа или реакторного графита, представляющий собой полый цилиндр с верхней и нижней крышками, образует полость 10. В этой полости последовательно по ее оси расположены замедлитель с источником нейтронов, фильтр из висмута, экран из висмута, кассета с.образцом и детектор с фильтром тепловых нейтронов.
Сравнение спектров / -излучения радиационного захвата тепловых нейтронов в образце, содержащем титан, полученных с помощью извест-ного и предлагаемого устройств, показывает, что предлагаемое устройство только эа счет своих отличительных признаков обеспечивает большой выигрыш в точности и чувствительности анализа. Например, точность и чувствительность определения титана по линии 342 кэВ, обеспечиваемые предлагаемым устройством, более чем в 4 раза лучше достигаемых с помощью известного устройства.
Это значит, что заданная точность определения данного элемента достигается при использовании предлагаемого устройства в течение времени, более чем в 16 раз меньшего, чем при использовании известного устройства.
Формула изобретения
Устройство для определения элементного состава вещества, содержащее источник нейтронов, эамедлитель, фильтр быстрых нейтронов, фильтр тепловых нейтронов, окружающий .детектор -излучения, и кассету для исследуемого вещества, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа, оно дополнительно снабжено замедлителем-отражателем, в полости которого размещены на одной оси все указанные элементы устройства, а линейные размеры полости замедлителя-отражателя по всем направлениям не меньше половины и не больше двух расстояний между источником нейтронов и детектором -излучения.
563057
Заказ 2220 !
Тираж 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4
Составитель A. Андреев
Редактор Е. Месропова Техред М.Голинка Корректор Н. Швыдкая
