УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Советский патент 1969 года по МПК G01N23/06 

Известны устройства для определения химических элементов в анализируемом веществе, например в образцах, рудах и т.п., по резонансному поглощению гамма-излучения. Такие устройства содержат источник и детектор гамма-излучения, расположенный между ними поглотитель проникающего излучения из анализируемого вещества, механизм приведения поглотителя в возвратно-поступательное движение с заданной скоростью и управляемый коммутатором блок регистрации с нумератором и интенсиметром.

Для упрощения анализа предлагается устройство, отличающееся тем, что в нем в качестве источника резонансных гамма-квантов служит долгоживущий изотоп анализируемого элемента, установленный в корпусе устройства. С целью повышения чувствительности, детектор резонансного поглощенного излучения выполнен в виде газоразрядного счетчика с катодом из вещества, обогащенного «резонансным» изотопом анализируемого элемента.

На чертеже изображена схема устройства.

Основу его составляет детектор 1 гамма-лучей, для питания которого служит источник высокого напряжения 2. В качестве детектора может быть применен резонансный счетчик, представляющий собой газоразрядный счетчик с катодом из вещества, обогащенного «резонансным» изотопом анализируемого элемента. На расстоянии 5-15 см от детектора жестко с помощью штанги 3 крепится источник 4 гамма-лучей (Sn 119) в виде соединения SnO₂. Между источником и детектором находится контейнер 5 для анализируемого образца, который может быть помещен в сосуд из пенопласта и охлажден жидким азотом.

Предварительно измельченный в порошок образец распределяется в контейнере 5 ровным слоем с таким расчетом, чтобы все попадающие в счетчик гамма-лучи проходили через этот слой. Толщина слоя в зависимости от характера образца может меняться от долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Контейнер 5 изготовляют из легких материалов (плексиглас, дюраль), суммарная толщина стенок не должна превышать 3 мм.

С помощью кулачкового (или иного) механизма 6 контейнер приводится в равномерное возвратно-поступательное движение вдоль оси, соединяющий центры источника 4 и детектора 1. Режим движения устанавливается таким образом, чтобы контейнер 5 часть времени двигался к источнику (со скоростью +V), часть времени к детектору (со скоростью -V) и некоторое время находился в покое (V=0).

Связанный с механизмом 6 движения коммутатор 7 поочередно подключает к детектору один из трех регистраторов 8, фиксирующих счет гамма-квантов, прошедших через поглотитель при его скорости соответственно +V, -V и V=0.

Коммутатор должен обеспечить равенство всех трех времен счета за один период движения поглотителя. В этом случае при отсутствии резонансного поглощения счет всех трех регистраторов будет одинаков. Уменьшение счета в каком-либо регистраторе указывает на наличие резонансного поглощения при этой скорости. Проводя измерения с различными скоростями движения поглотителя, можно измерить спектр резонансного поглощения и по имеющимся градуировочным данным составить представление о химических соединениях, в которых представлено олово, и определить его содержание.

Описываемое устройство может быть применено для работы с оловом и с железом (при соответствующей замене источника и счетчика).

1. Устройство для определения химических элементов в анализируемых веществах, например в образцах горных пород, рудах и т.п., в лабораторных и полевых условиях по резонансному поглощению гамма-лучей, содержащее источник, детектор гамма-излучения, расположенный между ними поглотитель проникающего излучения, выполненный из анализируемого вещества, механизм для приведения поглотителя в возвратно-поступательное движение с заранее заданной скоростью, управляемый коммутатором блок регистрации с нумератором и интенсиметром, отличающееся тем, что, с целью упрощения анализа, в качестве источника резонансных гамма-квантов служит долгоживущий радиоактивный изотоп анализируемого элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, детектор выполнен в виде газоразрядного счетчика с катодом из вещества, обогащенного «резонансным» изотопом.