Установка для нейтронно-активационного анализа Советский патент 1981 года по МПК G01N23/222 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕЙТЮННО-АКТИВАЦИОННОГО АНАЛИЗА

I

Изобретение относится к нейтронно-актнва ционным материалам.

Известны установки для нейтронно-актнвацнонного анализа, содержащие нейтронный генератор, транспортную систему и блок измерения концентрации примесн, применяющиеся для зкспрессного определения прнмесей, главным образом кислорода, концентрация которого в материале не ниже 5. (по массе). Материаш с таким содержанием кислорода не относятся к классу чнстых и высокочистых 1 и 21..

Однако для чистых и высокочистых материалов с содержанием кислорода известные установки нейтронно-активационного анализа по причине загрязнения поверхности анализируемого образца до анализа и в процессе анализа не могут быть использованы.

Загрязнение поверхности анализируемого образца, например кислородом, образуется за счет сорбцин его из атмосферы (или вакуумной среды), конденсации паров влаги и масел, механических загрязнений из пневмотранспортной системы.

Весьма значительное загрязнение поверхности анализируемого образца возникает за счет вбивания ядер отдачи ib ft , образующихся при определении кислорода по реакции feO(o р)6ы 3 атмосферы и поверхности предметов, прилегающих к образцу при облучении. Образующееся ядро Ьц приобретает кинетическую знергшо, достаточную для попадания на поверхность облучаемого образца. Максимальная знергня ядра отдачи 1Ьf равна 1,8 МэВ, пробег в металлах составляет 1,5- 2 мкм, в возд)осе 4,4 мм. Этот источиик активности характеризует содержание мнимого, квазикислорода, а не истинное содержание кислорода, в образце, поскольку при регистрации 6(у| отличить его от кислорода невозможно. Естественно, что любая обработка поверхности образца до облучения не исключает влияния поверхностных загрязнений на результат анализов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для нейтронно-активационного определения кислорода в особо чистых веществах, содержащая нейтронный генератор, транспортную систему с разгрузочным узлом, блок -измерения концентрации примеси и блок удаления поверхностног слоя облученного образца. Блок удаления поверхностного слоя облученного образца выполней в виде прямоугольной секщш из фторопласта, в которой последовательно расположены четыре вертикальных глухих канала, сообщающихся между собой направляющими полостями (слипами) соответственно числу реаге тог, необходимых для обработки образца. Кра ние каналы имеют соответствующее входное и вькодное отверстия для ввода и вывода обра ца, а для подачи реагентов, каналы снабжены штуцерами. В вертикальных каналах установлены цилиндрические поршни с приемными рамками на концах, в которые поо чередно скатываются облученные образцы. Механизм подъема поршней с рамками осуществляется двумя пневмоцилиндрами, которые попарно связаны с соответствующими поршнями 3. Недостатки этой установки - перемещение облученного образца от входного отверстия через все каналы к выходному отверстию занимает большое время, что приводит к недопустимой потере активности образца, из-за чего резко снижается чувствительность метода; невозможность анализировать образцы из обыч ных материалов без травления, так как в дан ном приспособлении не было сквозного канала между разгрузочным устройством и детектором; малая надежность установки, из-за необходимости использования нескольких подвижных цилиндров с рамками, перемещаемых в кипящих кислотах. Из-за этих недостатков в настоящее время не существует установки нейтронно-актива ционного анализа, на которой можно было бы определять кислород с содержанием от десятков до i , Цель изобретения - повьш1ение чувствительности и расширение диапазона измеряемых концентраций. Поставленная цель достигается тем, что установка нейтронно-активационного анализа, содержащая нейтронный генератор, транспортную систему с разгрузочным узлом, блок измерения концентрации примеси и блок для удаления поверхностного слоя облученного образца. дополнительно содержит канал для ввода и вывода облученных образцов, соединяющий разгрузочный узел и блок измерения концентрации примеси, узел распределения облученных образцов, выполненный в виде пневмоцилиндра со штоком и внутренним стержнем с механизмом поворота, установленными с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, причем, на одном тбрце стержня закреплен приемник облуче1шого бразца, а другой торец оснащен трехпозицинным рычагом. Кроме того, механизм повоота выполнен в ввде поршня внутри штока, акрепленного на стержне с возможностью ращательно-поступательного движения по виновой направляющей. На фиг. 1 приведена структурная схема усановки нейтронно-активационного анализа; на иг. 2 - узел распределения облученных образцов. Установка состоит из нейтронного геиераТора 1, транспортной системы 2 с разгрузочным узлом. 3, блока измерения концентрации примеси, состоящего из детектора 4, измерительной аппаратуры 5 и мини-ЭВМ 6. Разгрузоч-. ный узел 3 и детектор 4 соединены ме)кду собой сквозным каналом 7 для ввода и вывода облученного образца. Между разгрузочным узлом и детектором располагается узел распределения облученных образцов 8, связанный с блоком для удаления поверхностного слоя облученного образца 9.., Узел распределения облученных образцов 8 состоит из пневмоццлиндра 10 (фиг. 2), штока 11, установленного с возможностью возвратно-поступательного движения, внутреннего стержня 12 с закрепленным на нем поршнем 13, предназначенным для вращения стержня 12 и приемника 14 облученного образца, закрепленного на переднем торце стержня 12. Поршень 13 содержит штифт 15, размещенный в прорези 16 корпуса штока 11. Противоположный торец стержня 12 связан с трехпозиционным рычагом 17. Облучаемый образец 18размещается перед облучением в капоуле 19. Установка работает следующим образом. В первой позиции трехпозиционного рычага 17 приемник образца 14 закрепляется таким образом, что сквозной канал 7 становится свободным для прохода облученного образца из разгрузочного узла 3 в детектор 4. Это рабочее положение (первая позиция) позволяет определять примеси в материалах с содержанием . без удаления йоверхностного слоя с образца. В этом случае последовательность операций следующая. Анализируемый образец 18 загружается в капсулу 19 и по транспортной системе 2 направляется на облучение на нейтронном генераторе 1. После облучение быстрыми нейтронами Д-Т реакции капсула с облученным образцом поступает в разгрузочный узел 3, представляющий собой поршень с фиксаторами, освобождающими из капсулы 19 облуч енный образец 18. Капсула разгружается над сквозным каналом 7, по которому освободившийся образец проходит в детектор 4. Счет активности определяемого радиоизотопа, в данном случае ibj,( , ведется измерительной аппаратурой 5, затем информация поступает в мини-ЭВМ 6, которая производит расчет содержаиия примеси по заданному алгоритму и выдает полученный результат на световое табло- или цифропечать.

Если содержа1ше примеси i 1 , установка перестраивается на анализ чистых и особо чистых материалов. В Лом -случае послдовательность операций следующая.

Трехпозиционный рычаг 17 переводится во вторую позицию, при зтом приемник образца 14 посредством стержня 12 вводится .в сквозной канал 7 таким образом, что при разгрузке после облучения образец 18 из разгрузочного узла 3 проходит в приемник 14. Затем шток 11 поступательно перемещается в блок для зкспрессиого удаления поверхностного слоя облученного образца 9 ( позиция). При возвратном перемещении штока 11 во вторую позицию, после удаления поверхностного слоя, приемник 14 выводи ся из блока 9 и при перемещении поршня 13 внутри штока 11 поворачивается, вследствие движения штифта 15 в прорези 16, на . 180, в результате чего образец 18 проходигг по сквозному кшалу 7 в детектор 4, и далее работа установки производится так же. как в первом случае.

Формула изобретеиия

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

TTffSr l yy iyfjl jfyff

/7Фиг. г