Нейтронный способ определения содержания легких ядер

(504 О 0123 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лА :-" СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ 3(56) Гума В.Н. и др, Нейтронно-радиационный анализ, М,: Знергоатомиэдат, 1984, с. 64.Иващенко Г,А. и др. Использование упругого рассеяния быстрых нейтронов для определения влажности различных материалов, - Атомная энергия, т,27, вып, 3. 1969, с. 233.(54) НЕЙТРОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯСОДЕРЖАНИЯ ЛЕГКИХ ЯДЕР(57) Изобретение относится к способам изучения свойств материала с попомощью нейтронного излучения. Цельюизобретения является повышение точности определения легких ядер в образце. От известных решений изобрете нце отличается тем, что образец облучают нейтронами со спектром, ограниченным снизу по энергии, с помощью пропускания через Фильтр, а регистрируют нейтроны, рассеянные на ядрах определяемого элемента, в энергетическом диапазоне, определяемом массой элемента и лежащем ниже энергии первичного спектра, В качестве детектора используют резонансные детекторы, чувствительные к активации в соответствующем определяемому ядру диапазоне, например родий лютеций и др, Бета-активность резонансного детектора пропорциональна содержанию искомого элемента, в случае водорода этим определяется влажность, Способ применим для определения содержания до трех различающихся по атомному весу элементов с помощью трех типов резонанс- С ных детекторов. В качестве Фильтра, Формирующего исходный спектр, ис-. пользуют кадмий индий и тепэпа ф-лы, 1 ил.34,9обретигие гтио ится к методамилучегия,"го тв итериалов с помошью иеитр 01 О излучения иВ частиост, мтодам определения содержания5легких ядер цапример, водорода в составе материала,Цельк изобретения является повышение точности определения содержаниялегких ядер, и одновременное определение содержания трех элементов.Сущность изобретения поясняетсячертежом и примером реализации способа. На чертеже показан вариант уст.ройства. для реализации способа.Нейтрогпг, облучающие образец исследуемого материала, пропускают черезкадмиевый Фильтр 1, а затем черезнейтроналый Фильтр 2, который обладаетсвойством поглощать нейтроны с энергней ниже определенного порога, В качестве такого Фильтра можно испольэовать например, ицдиевую фольгу, которая при толщине 2,5 мм ослабляет потбк нейтронов ниже порога Е =1,98 эВ 25не менее, чем в 20 раз. Прошедшиефильтр 2 нейтроны имеют спектр с резкой нижней границей .и облучают образец 3., И процессе рассеяния нейтронможет передать ядру энергию кЕ (ьЕ, = ЗО,А- - - Егде Е - первичная энерАг ,мгия нейтроц, А - ятомцый вес элемента, на ядре хосрсо произошло рассеяние. Толщина образца подбираетсятак, чтобы з,ьа це превышала длину прооега нейтронов, с тем, чтобы основнаячасть нейтронов претерпела однократное рассеяние. Рассеянные нейтронырегис,рчруют активационным резонансным детект.ром, напрмер, радиевойфольгой , Родий имев- резонанс прнзьргии 1,26 эВ с пгириной резонансаГ О,6 зВ, Если следуюпвгй по весузп .мент углерод с А, = 12, то рассеян гщй однократно ца углероде нейтроц8 Бможет потерть голько Е, с в , 0 56 зВси не будет поглощен детектором,Таким бр,юзом, детектор активиру Оется преимущ .с,венцо ней гронамг, расеян гы"ги на водороде,В устр йстве, ,"ялизующем способ,кядмиевый фильтр, предохраняющий родиевый детектор от активации тепловыми нгйтроггаяг, целеообразно выполнитьв виде внепи:ей;гелочки. Индиевыйфильтр, изготовл;=н.гый в виде пологегилггвдга с дно и крыпгкой, вкладыв;.ют в кадкгиеую оболочку а н качествегг,диевого детектора используют родивгую фольгу толщиной 20 мкм, расположенную по внутренней поверхностииндиевого цилиндра, И такой многослойньш контейнер вкладывают аналиэируекгый образец и подвергают облучениюзамедленными нейтронами ца любом доступном источнике нейтроновПослеоблучения извлекают родиевую фольгуи измеряют ее бета-активность,Расчеты показывают, что при изменении влажности образца на 17. активность детектора изменяется на 11,63.Если использовать изотопный источникцейтроцон с выходом иО нейтр,сто при эффективности регистрации бета-частиц Я 1; 207. и времени измерениямин, чувствительностьпорогопределения составит гго расчету0,6 вес.%, Количество одновременнооблучаемьгх образцов определяется наличием контейнеров.Возможны и другие сочетания Фильтра и детектора, например, комбинациякадмий + лютеций или кадмий + трековый слюдяной детектор + слойРц.Способ позволяет определять наличие в образце двух-трех легких элеи нтов, значительно отличающихся поатомному весу, Самый легкий элементА, определяется, как указано выпе, спомошью детектора Д , следующий элемент А, с помощью детектора Д , область чувствительности которого подобрана для регистрации нейтронов,рггссеяггных на элементе А , причемУвклад рассеяния от А, учитывается спомощью иэмереция детектором Д,Такая же процедура может быть применена при оггределении содержанияэлемента с еще большим атомным вЕсом,но при этом опгггбка определения будетвозрастать, Поэтому способ применимдля счр;.деления содержания в исследуеком веществе только двух-трех эле"меьтов, значительно отлицаюггихся поатомному весу. Например, при определени. влажности сройматегналов, руд,углей; в ,Г определении состава спла"в.ь; осределении в углеводородах соот.ггогг: ни С/Н; для определения изотопног з спотногг.ния в смесях ггг 7Че и гНе и т.д.1 ц У 8 Составитель В,ВасильевТехред Л. Олийнык Корректор В. Гирняк Редактор Н.КолядаТираж 847 Подписное ВНИКШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 3389 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 в тои, что исследуемое вещестцо облучают нейтронами и измеряют чйсло вторичных частиц, образованных на ядрах определяемого элемента, о т л ц ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, формируют спектр нейтронов, имеющий резкую нижнюю границу, путем пропускания нейтронов через нейтронные фильтры и измеряют однократно рассеянные на ядрах определяемого элемента нейтроны с помощью резонансного детектора, чувствительного к нейтронам, имеющим энергию, меньщую нижней границы сдормированного спектра, и рассеянным только на ядрах определяемого элемента, прн этом орму исследуемого образна выбирают цз условия, чтобы средний путь нейтрона в образце бил иеньще длины свободного пробега.7., Способ по и.1, о т л и ч а ющ ц й с я тем, что, с целью одновременного определения содержания трех элементов, рассеяццые нейтроны измеряют с помощью трех резонансных детекторов, первый иэ которых чувст" вителен к нейтроцам, рассеянныи на ядрах .самого легкого элемента в веществе, второй - на ядрах самого легкого и следующего по тяжести, а тре" тий - к нейтроцам, рассеянным на всех трех легчайщих элементах,