Способ градуировки приборов для контроля зольности по естественной радиоактивности угля Советский патент 1991 года по МПК G01N23/00 

сл

с

Изобретение относится к способам градуировки радиометрических приборов. Цель изобретения - повышение точности градуировки в условиях высокого радиационного фона. Измеряют-скорость счета детектора от градуировочных проб, фоновую скорость счета детектора без пробы, скорости счета детектора от одной из двух нерадиоактивных проб, имеющих одинаковую толщину. Коэффициент поглощения фонового излучения нерадиоактивными пробами совпадает с тем же коэффициентом для углерода. По полученным данным определяют градуировочные коэффициенты. 1 ил.

Изобретение относится к способам градуировки радиометрических приборов.

Цель изобретения - повышение точности градуировки в условиях высокого радиационного фона.

На чертеже приведена схема экспериментальной установки для реализации способа.

При контроле зольности угля сигнал - скорость счета п детектора излучения от пробы с удельной радиоактивностью породы g кюри/г и зольностью А можно представить в следующем виде

п п0-Кпф-п0)ехр- /sd+kqA I-expf- /tpd),

где По - скорость счета детектора излучения от пробы с зольностью

при .c

Пф - скорость счета детектора излучения от естественного фона при отсутствии пробы, с ;

Ј1 - коэффициент ослабления излучения естественно радиоактивных элементов, см2/(;

р- насыпная плотность материала пробы, г/см3;

d - толщина контролируемого слоя угля, см;

k - коэффициент пропорциональности.

Действительно, при d-Ю, , а при , n n0+kqAd,

где п0 - нулевой хоэффициент уравнения прибора;

kq - угловой коэффициент уравнения прибора.

Уравнение прибора - уравнение связи между скоростью счета детектора излучения и зольностью угля,

О

ю сл

ю о

Зная коэффициенты уравнения прибора, можно вычислить градуировочные коэффициенты прибора

Ad - ain-а0,

kq

fflea-i

t

1 kq

- угловой градуировочный коэфициент прибора;

- нупевсй грздумровсчный коэффициент прибора.

Уравнение градуировки прибора -уравнение преобразования сигналы в код золь- иостк. При Ad4); . Следовательно. п0 - скорость счета детектора излучения от гфобы с толщиной, равной слою насыщений () и нулевой зольностью.

Если проба обладает конечной толщиной, то нулевой член уравнения прибора

По(б)п0+(пф-п0)ехр(- /горой),

где /и0-массовый коэффициент ослабления излучения в органической части угля, см/г;

ро насыпная плотность органической части угля, г/см3;

d - толщина контролируемого слоя угля, см.

Таким образом, п0 (нулевой коэффициент в уравнении прибора при d )- это скорость счета детектора от пробы угля с нулевой зольное 1ью, т.е. скорость счета от пробы, не содержащей естественно радиоактивных элементов. Поэтому, если приготовить пробу из нерадиоактианого материала с эффективным порядковым номером, не изменяющим массовый коэффициент ослабления излучения по сравнение с массовым коэффициентом ослабления -з- лучения в органической части угля (углеро;, то такая проба будет взаимодействовать с излучением естественного фона точно так же, как проба из чистого угперода.

Массовый коэффициент ослабления гамма-излучения естественно радиоактивных элементов в углероде при средней энергии гамма-квантов 300 кэВ составляет 0,107см2/г,

Для алюминия при гой же энергии ,« 0,1 (М смг/г для железа 0,11, см2/г, т.е. при изменении Z от 6 до 26 значение ц изменяется в пределах 2%.

Следовательно, для экспериментального определения величины п можно воспользоваться нерадиоактивным материалом с порядковым номером до . При этом необходимо обеспечить определение По таким образом, чтобы результат измерения не

зависел от толщины и плотности нерадиоактивного материала.

Для этого производят измерение от двух

частей нерадиоактивного материала равной толщины с толщиной d и 2d.

Скорость счета детектора излучения

в первом измерении

(пф-по)ехр (- /1рб)п0+(пф-По) Ь,

во втором измерении (пф-п0)ехр(- )по+(пф-По)Ь2

или

()b, П2-По(Пф-П0)Ь .

Откуда

П2Пф-ГГ

По -

П2 Ч- Пф -2Щ

Значение п0 не зависит от толщины и плотности нерадиоактивного материала и в определенной мере от /г, а следовательно, соответствует значению По при . Если измерение производится в пробе, толщина которой меньше толщины слоя насыщения, то нулевой коэффициент уравнения прибора зависит от толщины контролируемого слоя.

Величину n0(d) определяют из соотношения

„ / .

п0 (

5- ( Пф П2 + Пф ГГ,

Таким образом, при определении нулевого коэффициента уравнения прибора точность градуировки прибора возрастает, так

как сигнал детектора излучения не зависит от плотности, толщины и состава нерадио- пробы.

Проверка способа выполнена при градуировке экспериментального образца зсспресс-анализатора зольности угля.

Экспресс-анализатор зол внести (фиг. 1) .состоит из корпуса анализатора 1, блока 2 детектирования, кюветы 3 и электронно- вычислительного блока 4 с индикаторным

устройством 5. Блок детектирования сцин- тиляционный детектор на основе кристалла Na l(Tf) размерами 160x63 мм с фотоумножителями ФЭУ-85. Кювета выполнена из дюралюминия с толщиной донышка 1,5 мм.

Диаметр кюветы 200- мм, высота 175 мгл. Электронно-вычислительный блок выполнен на основе однокристальной микро- ЭВМ и содержит индикаторное устройство, состоящее из трех знаковых индикаторов,

Экспресс-анализатор снабжен нерадиоактивной град/ировочной пробой, состоящей из двух частей 6 и 7 равной толщины ( мм). Каждая часть пробы представляет металлический диск диаметром 250 мм из нержавеющей стали 08x18. Для градуировки анализатора отобраны две пробы ,7%HAdn 21,1%.

Производили градуировку анализатора по ГОСТ 11055-78 и по предложенному способу.

При определении п0 по предложенному способу извлекают пробу из анэлизатора и определяют скорость счета детектора з отсутствии пробы .

Устанавливают в анализатор первую нерадиоактивную пробуй производят измерение скорости счета детектора излучения .

Устанавливают над ней вторую нерадиоактивную пробу и производят измерение скорости счета детектора излучения .

Определяют значение нулевого коэффициента уравнения прибора

ne.J DaLLjtf Пф-

- J 2n«fe n5 -,екг.г „oft ;

- / сл) л f-)

fi-i + Пф-2п1

544-6S9-58b2

644 -У- 689 -2-585 544-689 - 5852

+ (689 5Ф4+689-2-585)вХр(-°-107х

х 0,72-17,5) 517,3 + (689 - 517,3) х хехр(-1,34Я) 561.9с

-1

Определяют угловой коэффициент уравнения прибора по полученному значению нулевого коэффициента уравнения и скорости счета детектора излучения, например от градуировочной пробы 2, т.е.

666-56,9

21,1

4,93.

Уравнение прибора

,9+4,93AdГрадуировочное уравнение

,203n-113,9.

Полученное градуировочное уравнение является более точным, так как при определении нулевого коэффициента уравнения прибора результат определения не зависит от степени уплотнения пробы, ее толщины и состава пробы.

Формула изобретения Способ градуировки приборов для контроля зольности по естественной радиоактивности угля, включающий измерение скоростей счета излучения от градуировоч- ных проб и измерение фоновой скорости счета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности градуировки в условиях высокого радиационного фона, дополнительно готовят две пробы разной толщины из нерадиоахтизного материала с коэффициентом поглощения фонового излучения. par;; IK таковому в углероде, измерение фоновой скорости счета производят путем последовательной регистрации сХоростей счета от фонового излучения, прошедшего через одну и две нерадиоактивные пробы, и по полученным данным определяют градуи- ровочные коэффициенты.

Е

jo

8

v

4

V