Способ определения содержания элементов и их соединений в материалах на основе эффекта мессбауэра

О 01 В 23 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНн Автсеснсссе ссеСЕсесссствн 2но-физичесекотороо движеения, соответствующая н скорости относительн лотителя и источника з л му шагу ия пог сити канал памяти ан ся в определелизатора или иалов.езонанснос тава,гамма-редругого считывающего в результате чего пол резонансный спектр. недостатков известного осится низкая экспресстроиств ется гамм К числ способа осл едующей для чего. амма излу ность измерен еНаиболееием к изобрпределения техническим р вляется спосо ия химических ки бразец,коьно источость етению .одерж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЮМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский инженеркий институт(56) Гольданский В.И., Доленко А.В.,Егиазаров Б.Г., Запорожец В.М.,Ратников В.М. Гамма-резонансныеметоды и приборы для Фазового анализа минерального сырья. М. Атомиздат,1974, с. 5-35, 119-127.Авторское, свидетельство СССРВ 211624, кл. С 01 11 23/00, 1968.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА,состоящий в облучении материала,определении интенсивностей резонансного взаимодействующего и не взаимоИзобретение относится к облас дерной физики и может быть испо овано для контроля толщины и ан за состава ленточных матерИзвестен способ гамма-р го определения фазового со заключающийся в получении зонансных спектров и их по математической обработке, измеряется интенсивность г чения, проходящего через о торый колеблется относител ника-квантов, Интенсивн,801124 6 А 3 действующего резонансно с элементомили его соединением гамма-излучения,проходящего через исследуемый образец, величины эффекта Мессбауэраи нахождении содержания элемента илиего соединения по величине эффектаМессбауэра, отличающийсятем, что, с целью расширения области возможного применения и обеспечения непрерывности измерения ленточных материалов, исследуемую лентуоблучают двумя потоками гамма-излучения, проходящими через один и тотже участок ленты, причем один потоксоставляет с плоскостью ленты угол,обеспечивающий максимальную величину эффекта резонансного поглощениядля определяемого соединения, другойугол, обеспечивающий отсутствие резонансного поглощения, а ленту перемещают в плоскости, перпендикулярнойплоскости, включающей центры источников и детекторов гамма-излучения.элементов, изотопов или их соединений в материалах на основе эффекта Мессбауэра 2.В этом способе облучают материал, определяют интенсивности резонансно взаимодействующего ВО и ие взаимодействующего резонансно Б с элементом или его соединением гамма-излучения, проходящего через исследуе мый образец, по величине эффекта Мес- сбауэра 1 В - Во/В 2.ее щееЕ В - В еЖ )определяют содержание изотопов,элементов или их соединений в образцах,где В, - интенсивность Фона.Одним из существенных недостатковизвестного способа является необходимость идентичности химического состава источника гамма-излучения и анализируемой пробы, что затрудняет егореализацию и резко сужает областьвозможного применения. Кроме того, 25известный способ не позволяет осуществлять непрерывные и экспрессныеизмерения содержания изотопов илиэлементов. Измерения могут проводиться только на дискретных образцах определяемого, состава,15 Целью изобретения является расширение области возможного применения и обеспечение непрерывности измерения ленточных материалов.Поставленная цель достигается тем, что при определении содержания элементов и их соединений в материалах на основе эффекта Мессбауэра,состоящем 40 в облучении материала, определении интенсивностей резонансно взаимодействующего и не взаимодействующего резонансно с элементом или его соединениями Гамма-излучения, величины эф фекта Мессбауэра и нахождении содержания элемента или его соединения по величине эффекта Мессбауэра,исследуемую ленту облучают двумя потоками гамма-излучения, проходящими че 50 рез один и тот же участок ленты,причем один поток составляет с плоскостью ленты угол, обеспечивающий максимальную величину эффекта резонансного.поглощеиия для определяемого соединения, другой - угол,обеспечивающий отсутствие Резонансного поглощения, а ленту перемещают в плоскости, перпендикулярной плоскости, включающей центры источников идетекторов гамма-излучения,Данный способ был реализован вустройстве определения толщиныВЬ"3 п-покрытий ленты на основе эффекта Мессбауэра.Схема устройства изображена начертеже.Гамма-кванты неподвижных источников 1 и 2 коллимируютсЯ коллиматором 3, фильтруются Фильтром 4 (например Рд - фольга в случае использования изотопа Яп 19 ) и проходят через -исследуемую пробу 5, котораяперемещается со скоростью ч относительно источника 2 -квантов и регистрируются детекторами 6 и 7,причемдетектор 6 регистрирует-кванты,резонансно взаимодействующие с исследуемым элементом или его соединением,а детектор 7 - нерезонансное излучение. Импульсы с детекторов усиливаются соответствующими усилителями 8,Фотопики выделяются дискриминаторами9,формирователи О формируют сигналыпо Форме и амплитуде. Аналоговые сигналы с выхода интенсиметров 11 поступают на схему вычитания и деления 12,а затем на самописец 13. Как известно, ВЬ-Яп-покрытия лент, получаемыеметодом жидкофазной диффузии, имеютзначительные неоднородности слояВЬ Яп по длине ленты, что обусловле -но особенностями технологии получения. Одним из основных параметровполучаемых промьппленно сверхпроводящих лент с ВЬ Яп-покрытием являетсяэкритическая плотность тока, котораясущественно зависит от толщиныВЬ Яп-слоя по длине ленты. Поэтомуважно определять содержание ВЬЯпв ВЬ-Яп-покрытии лент непосредственно в процессе производства. Данныйспособ позволяет определять содержание фазы ВЬЯп в ленте без разру 3щения образца и характеризуется высокой экспрессностью, точностью измерений. В устройстве использовалиеь:источники-излучения типа ЯГР -МАК Ш ЯпО диаметром Ь = 35 мм активностью 1 10 МБК, сцинтилляционный детектор-излучения с кристаллом Ва 1(Т 1) диаметром а = 30 мм;диаметр детектора д = 74 мм. Лента сВЬ-Яп-покрытием шириной 1 О мм,длиной50 м, средняя толщина ВЬЗп"покрытияпо длине ленты составляла 10,3 +00,4 мкм.Тираж 40омитетаосква, Ж каз Т СССР открытиям пр д. 4/5 НИИПИ Государственного 113035, ская н Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород Гагарина, 1 Условие-резонанса для фазы НЬ Бп имеет вид:сфЮ. ззчсозр = О р= 1 75 - -" (2)с ф где 31 Ь - изомерный сдвиг НЬ Впй 9относительно ЯпО.(ч(Точность определения содержания 11 ЬБп в ленте зависит главным образом от погрешности определения величины эффекта Мессбауэра, вклада в величину эффекта других фаз,содержащихся в ленте, конечной точности соблюдения геометрических размеров устройства, точности самописца и эффекта Допплера второго порядка,Точность определения толщины НЬЗБп-пок 4696 брытия ленты составляла 197., Чувствительность измерений составляла1,4 мкз и определялась статистикойиззерений.1 Предлагаемый способ по сравнениюс прототипом, который одноврезенноявляется базовым объектом, обладаетследующими преимуществами: 101. Не требуется идентичности химического состава источника и исследуемого образца.2. Меняя угол между вектором скорости движения ленты и направлениемпучка резонансных-квантов, можноопределить содержание любых элементов и соединений, на которых наблюдается эффект Мессбауэра,3, Определение содержания элезентов и соединений происходит непрерывно по длине исследуемой ленты.