Нейтронный способ определения содержания легких ядер Советский патент 1988 года по МПК G01N23/00 

iiTnript Tf HIU nTtlOCMTCH к М(-ТОДЯМ

излучения cHoiifTp м,-1Т(с)иалоп с помо- тью ис -йтрг,ипо1 о излучения и, в частности, методям определнния содержания легких ядер,, например, подорода л со- стапе материала,

Ц1шью H3of5pfiTt H fH является повьппе- ние точности определения содержания Легких ядер, и однопременное опреде- ление содержания трех элементен.

Сущность изобретения поясняется чepтeжo f и примером реализации способа. На чертеже показан вариант уст ройства для реализации способа.

Нейтрош., облучающие образец исследуемого материала, пропускают через кадмиевый фильтр 1, а затем через нейтронный фильтр 2, который обладает свойством поглощать нейтроны с знер- гией ниже определенного порога, В качестве такого фильтра можно использовать например, индиевую фольгу, которая при толщине 2,5 мм ослабляет по- тбк нейтронов ниже порога Е 1|98эВ не менее, чем в 20 раз. Прошедшие фильтр 2 нейтроны имеют спектр с резкой нижней границей -и облучают образец 3, В. процессе рассеяния нейтрон может Передать ядру энергию Е #ьЕ,„р1.

;А

1 где Ь - пурвнчная энерi A ,

гия нейтроич., А - атомный вес элемента, на ядре КО произошло рас сея}. ие. Толщина обоаэца подбирается ТАК, чтобы она не превышала длину про Ьега нейтронов, с тем, чтобы основная часть нейтронов претерпела однократное рассеЯ1ги«, Рассеянные нейтроны регис/рир -тот активационнь м резонанс- ным детектором, например, радиевой фолыч-й 4, Родий имрс- резонанс при энергии 1,26 эВ с У1НРИНОЙ резонанса Г 0,i6 эВ. Если следующий пО яесу эпчмент углерод с А , 12, то расселн ный однократно на углероде нейтрон

f OjT

может noTepjfTb только Е с ,56 эВ

и не будет поглощен детектором.

Тлким образом, детектор активиру- «тел преимущисJвенгю нейтронами, рас- ;еянчы и на водороде,

В устрг.йстве, р-гализующем способ, кадмиевый фильтр, предохраняющий родиевый детектор от активации тепловы- гти нрЛтрона, целе-сообразно выполнит в видя гг слочхи. Индиевый фильтр, изг отовлгн:1ый в виде пологе хнлиндра с дноя и крышкой, вклaдlfлвгJOT

п Kn,aMift jiyro оболочку, а н качестяе pf.v i.Henoro Детектора используют родиевую фольгу толщиной 20 мкм, рас- полож гнную по внутренней поверхности индиевого щшиидра. В такой многослойный контейнер вкладывают анализи русгчый образец и подвергают облучени замедленными нейтронами на любом доступном источнике нейтронов. После облучения извлекают родиевую фольгу и измеряют ее бета-активность.

Расчеты показывают, что при изменении вла ности образца на 1% активность детектора изменяется на 11,6%. Если использовать изотопьгый источник нейтронов с выходом 10 нейтр.сГ , то при э кЬективности регистрации бета-частиц Rh 20% и времени измерения t мин. чувствительность.( порог определения составит по расчету ,6 вес,/. Количество одновременно облучаемых образцов определяется наличием контейнеров.

Возможны и другие сочетания фильтра и детектора, например, комбинация кадмий + лютеций или кадмий треко- яый слюдяной детектор + слой Ри,

Способ позволяет определять наличие: в образце двух-трех легких элементов, значительно отличающихся по атомному Brtcy. Самый легкий элемент А определяется, как указано выше, с помощью детектора Д, следующий эле- яект А , с помощью детектора Д , об- лясть чувствительности которого подобрана для регистрации нейтронов, рассеянных на элементе А,, причем вклад рассеяния от А учитывается с помощью измерения детектором Д ,

Такая же процедура может быть при- менена при определении сод(ржания элемента с еще большим атом(шм весом, но при этом ошибка определения буд«т возрастать. Поэтому способ применим для о,1р--Деления содержания в иссле- дтемон непестве только двух-трек элементов, значительно отличаюгшхся по атомтюму несу. Например, при опреде- ленш влахчости стройматериалов, руд, углей; при определении состава спла- РОБ; сгр|, ; алении. в углеводородах соот ло{ Т. С/Н; для определения ияотоп- ного соотнош- ния в смесях Ли т , Че и Не и т,д,

Ф о,; мула изобретения

. ейтроит:1й спосо) сг1;;еделения содержг ния легких ктлр, заключающийся

,3

в том, что исследуемое пещестпо облучают нейтронами н измеряют число нто- ричных частиц, образованных на ядрах определяемого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определет1я, формируют спектр нейтронор, имеющий резкую ниж- нюи границу, путем пропускания нейтронов через нейтронные фильтры и из- Меряют однократно рассеянные на ядрах определяемого элемента нейтроны с помощью резонансного детектора, чувствительного к нейтронам, имекщим энергии. Меньшую нижней границы сформиро- ванного спектра, и рассеянным только на ядрах определяемого элемента, прн

Редактор Н,Коляда

Составитель В,Васильев

Техред Л. О л НИН ык Корректор В, Гирняк

Заказ 3389 Тираж 847Подписное

ВНИШШ Государственного кот1тета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. (/5

Производственно-полиграфическ9е предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

784

D1OM форму исглслуемого образца пмби- рают из услопия, чтобы средшчй путь нейтрона и образце был меньше длины свободного пробега.

2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что, с целью одновременного определения содержания трех элементов, рассеянные нейтроны измеряют с помопдэго трех резонанс1тых детекторов, первый из которых чувствителен к нейтронам, рассеянным на ядрах.самого легкого элемента в веществе, второй - на ядрах самого легкого и следующего по тяжести, а третий - к нейтронам, рассаян1шм на всех трех легчайших элементах.

Изобретенне относится к способам изучения свойств материала с по- помошью нейтронного излучения.Целью изобретения является повышение точности определения легких ядер в образце. От известных решений изобретение отличается тем, что образец облучают нейтронами со спектром, ограниченным снизу по энергии, с помощью пропускания через фильтр, а регистрируют нейтроны, рассеянные на ядрах определяемого элемента, в энергетическом диапазоне, определяемом массой элемента и лежащем ниже энергии первичного спектра. В качестве детектора используют резонансные детекторы, чувствительные к активации в соответствующем определяемому ядру диапазоне, например родий, лютеций и др, Бе- та-акти1шость резонансного детектора пропорциональна содержанию искомого элемента, в случае водорода этим определяется влажность. Способ применим для определения содержания до трех различаюихихся по атомному весу элементов с помощью трех типов резонансных детекторов. В качестве фильтра, формирующего исходный спектр, используют кадмий, индий и т.п. I э.п. ф-лы, 1 ил. S (Л :о со 4 00