УСТРОЙСТВО для ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА АЛЬФА- НЕЙТРОННОГО И АЛЬФА-ФОТОННОГО ДВУХКОМПОНЕНТНОГО АНАЛИЗА ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА Советский патент 1965 года по МПК G01N23/22 

Предлагаемое устройство предназначено для количественного определения содержания фтора, бериллия и бора в рудах, продуктах их переработки и сплавах. Оно может .быть применено в геологических организациях, на горнообогатительных и металлургических предприятиях для экспрессных анализов на указанные вьпде элементы.

Существующая аппаратура позволяет про-: водить лишь последовательные измерения параметров пробы, что резко снижает производительность и точность определений. Регистрация только нейтронного или только гаммаизлучения не дает возможности проведения двухкомпонентного анализа в условиях наи-i более оптимальных для обоих элементов, что приводит к снижению чувствительности определений.

Предлагаемое устройство обеспечивает одновременно измерение нейтронного и гаммаизлучений, возникающих при облучении исследуемого препарата альфа-излучением радиоактивного источника.

Поскольку выход реакции (а, п) для бора, бериллия и фтора различен, а также различен выход и спектр сопровождающего гаммаязлучения, комплексирование измерений гамма-излучения в различных областях энергий и нейтронного излучения позволяет производить двухкомпонентный анализ при содержании в пробе любых двух элементов из указанных выше.

На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит комбинированный датчнк для одновременного измерения нейтронного и гамма-излучений, возникающих при облучении исследуемого препарата альфа-излучением, альфа-источник (например из Ри-238) и пульт с двухканальной усилительно-регистрирующей схемой.

В счетчике нейтронов используется детектор медленных нейтронов 1 на базе сернистого цинка с соединением бора (тип ТН-150, диаметр 150 мм} и фотоэлектронный умножитель

2 (тип ФЭУ-49). Для улучшения условий регистрации нейтронов между детектором и фотоумножителем введен плексигласовый светопровод 3 (диаметр 150 мм, толщина 40 мм), выполняющий функции замедлителя и отражателя нейтронов. Для защиты счетчика от( света и магнитных помех он помещен в железный экран-гильзу 4.

Сцинтилляционный счетчик гамма-излучекия, расположенный под счетчиком нейтронов

соосно с ним, состоит из спектрометрического

Для замедления нейтронов, испускаемых при взаимодействии альфа-излучения с ядрами анализируемых элементов, применены парафиновые блоки-замедлители S и Я толщиной 60-110 мм и высотой порядка 100 мм каждый.

Источник альфа-излучения 10 крепится под нейтронным счетчиком по его центру активной поверхностью вниз.

В парафиновом блоке 9 предусмотрен горизонтальный канал 11 для введения под источник альфа-излучения с помощью подвижной планки 12 кюветы 13 с исследуемым препаратом. Кювета цилиндрической формы изготовлена из органического стекла, глубина 1- 2 MMj внутренний диаметр соответствует диаметру активной поверхности источника. Подвижная плантй - |)иксируется в канале таким образом,.что исследуемый препарат устанавливается точно под активной частью источника.

Взаимное расположение счетчиков, подвижной планки, кюветы с пробой и источника выбрано так, чтобы расстояние между активной поверхностью источника и поверхностью пробы не превыщало 0,5,-1 мм, а расстояние датчиками соответственно 10-15 мм.

Кювета с помещенной в нее пробой устанавливается в гнездо выдвинутой подвижной планки, после чего планка вдвигается в канал 11 до зпора (высота кюветы на 0,2- 0,3 мм меньше глубины гнезда), при этом кювета с исследуемой пробой располагается точно под источником 10 на расстоянии 0,7- 1 мм от него.

При облучении исследуемой пробы альфаизлучением источника, в результате ядерных реакций типа (а, п), идущих на ядрах бериллия, фтора и бора, возникают быстрые нейтроны и гамма-кванты определенных энергий, обусловленные высвечиванием возб лсденных ядер. Быстрые нейтроны замедляются в парафиновых блоках и световоде и регистрируются с помощью детектора медленных нейтронов и фотоэлектронного умножителя. Возникающие при облучении пробы гамма-кванты

определенной энергии регистрируются сцинтиллядиоппым спектрометрическим счетчиком. По окончании измерений подвижная планка выдвигается из канала 11, кювета с исследуемым препаратом вынимается и ставится кювета с другим препаратом.

Импульсы с выхода нейтронного счетчика подаются на з силитель, затем на иороговый дискриминатор, предназначенный для подавления шумов фотоумножителя, а также импульсов, обусловленных гамма-фоном, и, наконец, на счетный блок, включающий пересчетную схему и электромеханический регистратор (на чертеже не показаны).

С выхода гамма-счетчика импульсы после их усиления линейным усилителем поступают на схему дифференциального дискриминатора с регулируемой шириной окна, с иомощью которого отбираются импульсы, соответствую-щие гамма-квантам заданного диаиазона энергий. Пропущенные дискриминатором им-, пульсы регистрируются счетным блоком, аналогичным счетному блоку нейтронного канала.

Усилительно-регистрирующая схема установки собрана на транзисторах, работает от автономных источников питания и обесиечивает возможность эксплуатации аппаратуры в полевых условиях.

Предмет изобретения

Устройство для осуществления способа альфа-нейтронного и альфа-фотонного двухкомпонентного анализа элементного состава руд, продуктов их переработки, сплавов и т. д., содержащее радиоактивный изотоп, ириемники радиоактивных излучений и регистрирующую схему, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, точности и селективности анализа, альфа-источник и облучаемый препарат при измерениях расположены между обращенными один к другому сцинтилляционными приемниками нейтронного и гамма-излучений, а система приемников окружена с боков парафиновым замедлителем нейтронов.