Устройство для определения содержания белка в зерне, зернопродуктах и комбикормах Советский патент 1992 года по МПК G01N23/12 

Изобретение относится к ядерно-физическим методам анализа и может быть использовано для экспрессного-определения содержания белка в пищевых продуктах, пищевом сырье и кормах.

Известен ядерно-физический метод анализа вещества на содержание азота путем активации азота нейтронами с помощью стациЫтарнбго нейтронного генератора. Результаты измерений пере- считываютЬй в; содер кан е азота потармро- вочным кривым.,„„.,- Активационные методы с использованием нейтронов неприменимы для экспрессного анализа белка, так как -время, затрачиваемое не одно измерение, достигает 30 мин, которое определяется в основном временем выдержки, необходимым для распада изотопов фосфор-30 и капий-38 с аналогичной азоту-13 схемой распада.

Наиболее близким по технической сути , и достигаемому результату служит устройство для определения содержания азота, содержащее радиоизотопный источник быстрых нейтронов, детектор захватных гам- ма-квантов азота, спектрометрический тракт, регистрирующий прибор м систему биологической защиты. Измерения основаны на регистрации гаммз-квайтбв с энергией 10,8 МэВ, возникающих при захвате ядрами азота, содержащимися е анализируемом образце, тепловых нейтронов, которые генерируются при пропуске через специальный блок «з замедляющего материала быстрых нейтронов, испускаемых Ро- Ве или Pu-Ве источником, и сопоставлении полученных данных с тарировочной кривой, построенной по образцам материалов с известным содержанием азота.

Недостатком известного устройства является воздействие на оболочку из нержавеющей стали тепловых нейтронов, образующихся от замедления быстрых нейтронов в замедляемом продукте, что приводит к захвату тепловых нейтронов элементами оболочки: железо, никель, хром, при котором испускаются высоко- э не гетичные гамма-кванты. Наложение линии йриводит к возрастанию счета детектора, намного превышающего скорость счета от квантов азота. Для зерна с содержанием белка Т5 - 20 % превышение достигает 3-4 раз. Это приводит к многократному росту ошибок измерений и исклю- чает возможность применения предложенного способа определения азота в реальных производственных условиях.

Цель изобретения - повышение точности за счет снижения фоновой загрузки от

захватных гамма-квантов, образующихся в оболочке источника.

Цель достигается за счет того, что в устройстве, содержащем радиоизотопный источник быстрых нейтронов, детектор захватных гамма-квантов азота, спектрометрический тракт, регистрирующий прибор и систему биологической защиты, источник быстрых нейтронов окружен дополнительным экраном из материала, свободно пропускающего быстрые нейтроны и поглощающего тепловые нейтроны.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство состоит из измерительной камеры 1, где в специальном держателе 2 установлены источник 3 нейтронов кали- форний-252 в защитном экране 4 из карбида бора и висмутовый фильтр 5, детектора б

захватных гамма-квантов (Nal(TI) с ФЭУ) и защиты 7 из борированного полиэтилена. Детектор б и борный счетчик 8 соединены с устройствами 9-12 регистрации излучений, связанными с персональной ЭВМ 13. Для

подачи и удаления продукта используются лабиринтные каналы 14 и 15. Камера 1 окружена биологической защитой из смеси полиэтилена с бором.

Устройство работает следующим обра3GM.

Анализируемый продукт через канал 14 вводите в измерительную камеру 1. Быстрые нейтроны источника 3 замедляются ядрами азота, водорода и других элементов.

Захватные гамма-кванты регистрируют спектрометром на основе детектора 6. В качестве замедлителя быстрых нейтронов используется сам продукт, помещенный в измерительную камеру 1 в нативном состоянии, а для внесения коррекции на влажность и объемную массу продукта одновременное регистрацией числа захватных гамма-квантов азота регистрируют поток тепловых нейтронов в анализируемом

продукте и число захватных гамма-квантов от ядер, содержащегося в этом продукте водорода и периодически регистрируют поток тепловых нейтронов в свободной от продукта измерительной камере 1. Содержание

белка расе -итывают по формуле:

г - А CN Ф) FQ . к

L-Aр.К,

где С - содержание белка, вес.%;

IN - число зарегистрированных гамма- квантов, возникших в результате захвата в продукте тепловых нейтронов ядрами водорода;

IH -число зарегистрированных гамма- квантов, возникших в результате захвата в продукте нейтронов ядрами водорода;

F - число тепловых нейтронов, зарегистрированное в ана/шзйруёмом продукте; ..; FQ-число тепловых нейтронов, зарегистрированное в свободной от продукта измерительной камере; : , :;

ф - гамма-фон в энергетической зоне 10,8 МэВ; ;Y,:

коэффициент пропорциональности, определяемый по тарировочной кривой;

К - стандартный коэффициент перехода от содержания в продукте общего азота к содержанию в нем белка.

При измерениях защитный экран 4 из карбида бора не препятствует прохождению в измеряемый продукт быстрых нейтронов истопника 3 и, в то же время, снижает суммарный поток обратно рассеянных теп- ловых и резонансных нейтронов, попадающих на оболочку источника 3 в 20 - 30 раз, что приводит к снижению гамма-фона в зоне азотного пика до пренебрежимо малых величин. . ..

Форму л а изо бретен и я Устройство для определения содержания белка в зерне, зернопродуктах и комбикормах, содержащее радйойзотопный источник быстрых нейтронов, детектор захватных гамма-квантов азота, спектрометрический тракт, регистрирующий прибор и систему биологической защиты, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет снижения фоновой загрузки от захватных гамма-квантов, образующихся в оболочке источника, источник быстрых нейтронов окружен дополнительным экраном из материала, свободно пропускающего быстрые нейтроны и поглощающего тепловые нейтроны.

Изобретение относится к ядерно-физическим методам анализа и может быть использовано для экспрессного определения содержания белка в пищевых продуктах. Цель изобретения - повышение точности за счет снижения фоновой загрузки or захватных гамма-квантов, образующихся в оболочке источника. Устройство содержат измерительную камеру 1, в которую помещается исследуемый продукт. Продукт облучается быстрыми нейтронами источника 3. которые замедляются ядрами азота, водорода и других элементов, а захватные гамма-кванты регистрируются детектором б Защитный экран 4 служит для снижения потока тепловых и резонансных нейтронов, падающих на оболочку источника 3. 1 ил со с 13 VI ел ел Ј ю UU1J