СПОСОБ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА Советский патент 1996 года по МПК G01N23/221 

Изобретение относится к ядерно-физическим способам элементного анализа и может быть использовано, например, при количественном элементном анализе представительных образцов горных пород, руд и других материалов, характеризующихся неравномерным распределением исследуемого компонента.

Целью предлагаемого изобретения является повышение представительности и точности анализа.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, где показаны геометрия облучения образца в виде двух конгруэнтных конусов с общим основанием 1, ось вращения 2, источник излучения 3, ось пучка проникающего излучения 4.

Способ осуществляют следующим образом. Образец 1 формируют в объеме, ограниченном двумя конгруэнтными конусами, имеющими общее основание, в плоскости, перпендикулярной оси вращения 2 образца, причем ось вращения проходит через вершины конусов. Затем образец устанавливают в поле источника активирующего излучения 3 таким образом, чтобы при вращении образца ось пучка проникающего излучения 4 лежала в плоскости основания конусов, а угол между двумя образующими конусов, имеющими общую точку, был равен апертуре пучка проникающего излучения, причем радиус общего основания конусов образца выбирают равным величине свободного пробега излучения в образце.

Максимальная высота между вершинами конусов определяется величиной углового распределения тормозного излучения и величиной эффективного пробега в материале образца регистрируемого излучения.

Предлагаемый способ позволяет значительно повысить представительность и точность анализа образцов. Известно, что форма пространственного распределения пучка тормозного излучения, например ускорителя электронов, представляет собой конус, ось которого совпадает с осью пучка, а вершина с мишенью ускорителя. Это связано с тем, что при изменении угла вылета гамма-квантов из мишени ускорителя их интенсивность и энергия резко спадает при отклонении от прямого направления. Так, например, поверхность, на которой уровень наведенной активности составляет 50% уровня наведенной активности на оси пучка, образует конус, угол при вершине которого для энергий ускоренных электронов 6,5; 9,0 и 14,0 МэВ, составляет 17,0; 15,5 и 11,5 соответственно.

При энергии ускоренных электронов 60 МэВ максимальная энергия тормозного излучения, испускаемого под углом 30^о, составляет 67% а под углом 60^о 30% энергии электронов. В этом случае геометрия облучения цилиндрических образцов при увеличении представительности оказывается невыгодной, так как вследствие неравномерности углового распределения интенсивности в пучке тормозного излучения не обеспечивается равномерная их активация.

Для повышения равномерности активации образцов известным способом обычно выбирают диаметр образца равным величине эффективной длины свободного пробега тормозного излучения в образце. Однако это приводит к значительному снижению представительности анализируемых образцов, так как не позволяет увеличить их диаметр.

Таким образом, возможность повышения представительности и точности анализа путем увеличения веса образца в обычно применяемой геометрии облучения-измерения используется не полностью.

Целесообразность предлагаемого способа активационного анализа подтверждается оценкой эффективности анализа, получаемой при использовании известного способа анализа образцов цилиндрической формы и предлагаемого способа. Так, например, в результате экспериментов была установлена значительная неравномерность активации цилиндрических образцов большого объема при облучении их тормозным излучением ускорителя электронов, причем диаметр образца выбирался равным величине эффективной длины свободного пробега излучения в образце. Величины зарегистрированной активности от индикаторов, помещенных в центре образца и на его краю, отличаются в 9 раз. Используя эти экспериментальные результаты, провели расчет относительных величин распределения активности по объему цилиндрического образца и образца, выполненного в виде конгруэнтных конусов с общим основанием. Расчет проводился путем деления объема образцов на элементарные слои и учета вклада от каждого из них в зарегистрированную активность. Получились следующие величины.

Для цилиндрического образца объемом 314,0 см³ (R 5,0 см, Н 4,0 см) 0,4 (отн.) на единицу объема;
Для образца объемом 314,0, выполненного в виде конгруэнтных конусов с общим основанием (R_основ 10,2; Н_{междувершинами} 2,9 см) 0,7 (отн.) на единицу объема. Если принять за единицу (1,0) регистрируемую активность (расчетную) образца, выполненного в виде конгруэнтных конусов с общим основанием, то регистрируемая активность цилиндрического образца составит 0,58 соответственно.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности предлагаемого способа активационного анализа. Кроме того, вращение образца при облучении обеспечивает равномерную активацию его объема.

СПОСОБ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА, заключающийся в облучении вращающегося вокруг собственной оси образца и измерении его наведенной активности, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности и точности анализа, образец до облучения формируют в объеме, ограниченном двумя конгруэнтными конусами, имеющими общее основание, причем радиус основания конусов выбирают равным длине свободного пробега излучения в образце, а угол между образующими конусов - равным апертуре пучка проникающего излучения, образец во время облучения устанавливают так, чтобы ось пучка проникающего излучения была расположена в плоскости основания конусов, и вращают вокруг оси, проходящей через вершины конусов.

СПОСОБ АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА, заключающийся в облучении вращающегося вокруг собственной оси образца и измерении его наведенной активности, отличающийся тем, что, с целью повышения представительности и точности анализа, образец до облучения формируют в объеме, ограниченном двумя конгруэнтными конусами, имеющими общее основание, причем радиус основания конусов выбирают равным длине свободного пробега излучения в образце, а угол между образующими конусов равным апертуре пучка проникающего излучения, образец во время облучения устанавливают так, чтобы ось пучка проникающего излучения была расположена в плоскости основания конусов, и вращают вокруг оси, проходящей через вершины конусов.