Способ рентгенорадиометрического опробования руд Советский патент 1982 года по МПК G01N23/223 

Изобретение относится к области ядерногеофизических методов анашиза срстава вещества, в частности к рентгенорадиометрическому методу опробования горных пород и руд в естественном залегании или в отбитой массе.

, /.

Известен способ рентгенорадиометрического опробования, в котором для устранения влияния изменений расстояния между зондом рентгенорадиометрического анализа тора и поверхностью опробуемой руды кспользуют двойной зонд, причем в последнем длину каждого из отдельных зондов и активности источников возбуждающего излучения подбирают таким Образом, чтобы, существовала некоторая область расстояний зондом и поверхностью опробуемой руды (область инверсии), внутри которой плотность потока квантов характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента не зависела бы от упомянутого расстояния 11.

Недостаток этого способа заключается в трудности практической реализации двойного зонда с требуемыми Параметрами .,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ рентгенорадиометрического опробования руд в естественном залегании и в отбитой -массе на содержание определяемых элементов, заключающийся в облучении опробуемой руды гамма - или рентгеновским излучением- и регистрации характеристическо10го рентгеновского излучения определяемых .элементов, в котором регистрируют отношение плотностей потоков характеристического излучения определяемого элемента и рассеянного ана15лизируемой рудой первичного излучения. По значению этого отношения судят о содержании определяемого эле- мента в анализируемой руде. ,

Этот способ при определенных ус20ловиях позволяет устранить влияние изменений расстояния между зондом и поверхностью опробуемой руды в достаточно широких пределах (до 10 см) Г2 .

25

Недостатками способа являются низкая плотность потока квантов рассеянного излученля от опробуемой руды, обычно имеющей достаточно высокий эффективный атомный номер, а также

30 сильное влияние воздушного промежутка на плотность потока квантов рассеянного излучения, в результате это го точность опробования руд многих элементов этим способом недостаточна Целью изобретения является увеличение точности опробования. Поставленная цель достигается тем что согласно способу рентгенорадиометрического опробования руд в естес венном залегании и в отбитой массе на содержание определяемых элементов заключающемуся в облучении опробуемой руды гамма - или рентгеновским излучением и регистрации характеристического рентгеновского излучения определяемых элементов, измеряют.интегральную плотность потока квантов вторичного излучения на различных расстояниях от зонда до поверхности опробуемой руды, находят область инверсии в зависимости интегральной плотности потока квантов вторичного излучения от указанного расстояния, устанавливают зонд на такЬм расстоянии от поверхности опробуемой руды, которое соответствует области инверсии, при этом положении зонда измеряют плотности потоков квантов харак теристического излучения определяемы элементов, по которым судят об их со держаниях. На фиг.1 и 2 ,;зображены графики, поясняющие предлагаемый способ. Повышение точности опробования при реа.пизадии предлагаемого способа вытекает из того факта, что в каждой точке опробования измерение проводит ся при одном и том же расстоянии меж ду зондом и опробуемой рудой, незави симо от наличия неровностей опробуепой поверхности. Постоянство этого расстояния .обеспечивается за счет того, что положение области инверсии в зависимости плотности интегрального потока квантов вторичного излучения от расстояния весьма устойчиво по отношению к изменениям вещественного состава опробуемых руд, а также за счет достаточно высокой статисти ческой точности измерения плотности интегрального потока. Положения областей инверсии для интегральной Плотности потока и плотностей потоков N; отдельных спектральных составляющих вторичного излучения (кроме рассеянного излучения), прак тически совпадают, что обеспечивает проведение измерений плотностей потоков N- отдельных спектральных составляющих в благоприятных условиях. Если в опробуемой породе отсутствуют определяемые элементы и железо, то вторичное излучение сост ит только из рассеянного излучения и положение области инверсии сдвига ется вправо, в сторону-больших расстояний . Это обстоятельство огранич вает применимость способа, для успешного использования которого желат.ельно наличие в опробуемом объекте, на- . пример, железа со средним содержанием не менее 5%. Способ реализуют следующим образом. Датчик рентгенорадиометрического анализатора устанавливают в точке опробования непосредственно на поверхность руды. Измеряют плотность интегрального потока Nj, непосредственно на поверхности опробуемой руды. Затем датчик смещают вверх на величину dR 5-10 мм и вновь измеряют плотность интегрального потока N ИНТ.1. Измерения повторяют до тех пор, пока не будет получена последовательность значений на нескольких (8-10) высотах расположения датчика над точкой опробования. В этой последовательности значений Нуц находят максимальное значение Ы„цт. max устанавливают датчик на высоту , на которой было получено значение М„нт У. На высоте Ь,, измеряют плотности N.,- потоков характеристического рентгеновского излучения определяемых эле.ментов, по которым судят о их содержании. П р и м е р. Для возбуждения характеристического рентгеновского излучения использовали источники рентгеновского излучения на основе нуклида плутоний - 238 (типа ИРИПЛ -3). Регистрацию излучения осуществляли пропорциональным счетчиком с ксеноновым наполнением (типа СИП Р - 3) , перед которым устанавливали никелевый фильтр. Измеряли плотности потоков характеристического рентгеновского излучения железа Npg , меди N , а также плотности потока рассеянног го излучения NC и интегрального потока вторичного излучения NV,HT Зависимости плотностей потоков соответствуюЕШх излучений от расстояния R представлены на фйг.1, а зависимость плотности потока характеристического излучения меди от ее содержания в пробе - на фиг.2 (крестиком нанесены результаты измерения известным методом). Из представленных данных видно,что hy RUHJ 5,3 см, причем это справедливо только для зависимостей плотностей потоков характеристического рентгеновскогоизлучения железа, меди и интегрального потока от R. Для зависимости NS f(R) характерно наличие достаточно протяженной области инверсии в области ,3 см Поэтому использование отношения плотности потока характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента к плотности потока рассеянного излучения для учета изменений геометрии становится нецелесосЗразны Смещение области инверсии в область больших расстояний обусловлен рассеянием первичного излучения источников плутоний - 238 воздухом в про межутке между датчиком и поверхностью опробуемой руды. Преимущество предлагаемого qnbco ба в условиях неровной поверхности опробования, когда в каждой точке опробования высота расположения дат чика выбирается из условия Ь iRu определяемого путем измерения после довательности значений плотиости интегрального потока на нескольких высотах расположения датчика под точкой опробования, очевидно. Формула изобретения О Способ рентгенорадиометрическрго опробования руд в естественном залегании и в отбитой массе на содержание определяемых элементов, заключаЮ1аийся в облучении опробуемой руды гамма-или рентгеновским излучением и регистрации характеристического рентгеновского излучения определяемых элементов, отличающий с я тем, что, с целью увеличения точности опробования., измеряют интегральную плотность потока квантов вторичного излучения на различных расстояниях от зонда до поверхности опробуемой руды, находят область инверсии в зависимости интегральной плотности квантов вторичного излучения от указанного расстояния, устанавливают зонд на таком расстоянии от поверхности опробуемой руды, которое соответствует области инверсии, при этом положении зонда измеряют плотности потоков квантов, характёрйс ггчес кого излучения определяемых элементов , по которым судят об их содержаниях. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.raiuwa-методы в рудной геологии Под ред. А.П.Очкура. Л., Недра, 1976, с. 246. 2.Пшеничный Г.А. и др. Применение радиоизотопного рентгенорадиометрического ансшиза для определения вещественного состава горных пород и руд в движении. Атомная энергия, 1970, т. 28, вып. 1, с. 67-ё8 (прототип)

И, отн eff9

/гJ J cif,%

Фг/г.2