УСТРОЙСТВО для РАЗДЕЛЬНОГО РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАДИОАКТИВНЫХЭЛЕМЕНТОВ Советский патент 1974 года по МПК G01N23/00 G01V5/00 

Устройство предназначено для анализа проб горных пород, руд и продуктов их переработки в условиях полевых и стационарных лабораторий по способу измерения аир активности проб и по способу измерения р-а запаздывающих совпадений.

Известны устройства для раздельного радиометрического определения концентраций радиоактивных элементов, например равновесных урана и тория, в исследуемых пробах, содержащие комбинированные детекторы и электронные блоки. В этих устройствах детекторы излучений расположены по обе стороны от плоского источника. Подобная геометрия измерений требует приготовления «тонкого источника, толщина которого не должна влиять на самопоглощение излучения.

В существующих устройствах отсутствует светоблокировка детекторов в момент постановки проб, вызывающая снижение производительности определений на время высвечивания люминофоров. Регистрирующий блок не позволяет одновременно со счетом совпадений измерять интенсивность каждого вида излучений, участвующего в совпадениях, и вносить поправки на влияние различий в химическом и гранулометрическом составе проб и поправку на случайные совпадения. Приготовление «тонких источников является сложной аналитической операцией, а существующие устройства для измерения проб требуют больщих затрат непроизводительного времени.

Предлагаемое устройство отличается тем,

что в нем детектор, прозрачный к внещнему излучению люминесценции, помещен в кожух с подвижной системой светоблокировки и выполнен из бета-люминофора-световода, на который нанесен слой альфа-люминофора.

Это позволяет обеспечить раздельную регистрацию импульсов от бета- и альфа- частиц в фиксированной последовательности р-а совпадений, запаздывающих в пределах неперекрывающихся интервалов времени при измерелни проб в слоях произвольной толщины.

На чертеже показан общий вид устройства. В данном устройстве осуществлена такая геометрия системы детектор-проба, при которой толщина пробы не оказывает существенного влияния на результаты измерений по ( запаздывающим .совпадениям.

Комбинированный детектор состоит из тонкого слоя активированного сернистого цинка, люминесцирующего под действием сс-частиц, нанесенного на световод 1 из сцинтиллирующей пластмассы. Световод обеспечивает высокую эффективность регнстрации электронов и низкий уровень чувствительности к гаммаизлучению.

Поглощение р-частиц, испускаемых пробой с максимальной энергией до 3,17 Мэв, в тонком покровном слое сернистого цинка незначительно. Весь детектор обладает высокой прозрачностью к люминесцентному излучению, возникающему в зернах активированного сернистого цинка, примещиваемого в Исследуемую пробу для повышения эффективности регистрации а-частиц.

Электронный прибор, подключенный к выходу фотоэлектронного умножителя 2, отбирает импульсы по амплитуде или временным особенностям. Амплитуда импульсов от сцинтилляций сернистого цинка в несколько раз превыщает амплитуду импульсов от сцинтилляций пластмассового люминофора. Кроме того, импульсы от сцинтилляций, возникающих в сернистом цинке и пластмассовом люминофоре, резко (на два порядка) различаются по длительности и фронтам нарастания.

Разделенные в амплитудно-временном селекторе, импульсы с «ос и «р каналов поступают на вход электронного ключа отбора запаздывающих совпадений. Электронный ключ состоит из линии задержки и ждущего мультивибратора, открываемого импульсом из канала. Мультивибратор пропускает импульс из «« канала к регистрирующему блоку. Таким образом в электронном приборе происходит отбор пар импульсов, поступающих в определенной последовательности: сначала импульсов от р-частицы, затем от ос-частицы. Время задержки в период релаксации ждущего мультивибратора устанавливают исходя из периода полураспада дочернего изотопа генетической радиоактивной пары.

Анализ на «урановые и «ториевые пары совпадений проводится с включением двух электронных ключей, настраиваемых в соответствующих временных режимах.

Применение открытого люминофора вызывает необходимость в постоянной светозащите детектора в процессе установки проб и измерений. Светозащита осуществляется благодаря взаимодействию механических узлов, связывающих подставку для проб с корпусом датчика 3. Вертикальным движением рычага

4 по фигурному вырезу 5 вниз опускают датчик и соединяют кольцевой световой замок с подставкой.

Последующее движение рычага в горизонтальной плоскости справа налево открывает детектор датчика путем вращения затвора, представляющего собой диск с круглыми по диаметру тарелочки 6 сквозными отверстиями. Вращение производится до установки отверстия затвора между детектором датчика и тарелочкой. Движением рычага из левого крайнего положения вниз досылают тарелочку с пробой к детектору датчика. Движение рычага в обратном направлении обеспечивает

последовательное закрывание детектора датчика затвором, разъем светового замка и подъем датчика над тарелочкой с пробой.

В регистрирующем блоке устройства уста новлены четыре регистратора количества импульсов: по «ос каналу и «р каналу «урановых и «ториевых пар совпадений. Четыре канала одновременно регистрируют количество импульсов, что позволяет определять в исследуемой пробе концентрации естественных

радиоактивных элементов (урана, тория, калия) с учетом влияния изменения химического и гранулометрического состава проб и введения поправки на случайные совпадения.

Предмет изобретения

Устройство для раздельного радиометрического определения концентраций радиоактивных элементов, напри.мер равновесных урана и тория, в исследуемых пробах, содержащее

комбинированный детектор и электронный блок, отличающееся тем, что, с целью обеспечения раздельной регистрации импульсов от бета- и альфа- частиц в фиксированной последовательности р-а совпадений, запаздываюншх в пределах неперекрывающихся интервалов времени при измерении проб в слоях произвольной толщины; в не.м детектор, прозрачный к внешнему излучению люминесцении, измещен в кожух с подвижной системой светоблокировки и выполнен из Р-ЛЮМИиофора - световода, на который нат1есен слой сх-лю 1инофора.