Устройство для рентгенорадиометрического определения химических элементов

237286 Союз Советских Социалистических РеспубликИ ЗОБРЕТЕНЙЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 39 Зависимое от авт, свидетельства чз Кл. 21 о, 30/04 Заявлено 18 Л 11,1966 ( 1098697126-25 с присоединением заявкиМПК Н 050УДК 550.835(088.8 Приорите Комитет по делам зобретений и открыти при Совете Министре СССРубликовано 12,11,1969. Бюллетень8 та опубликования описания 10 Л 11.196 Авторыизобретения. Л. Якубович, Е. И. Зайцев и Брыля ко Заявител Всесоюзный институт минерального сыр СТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВлсмецтов ыть приДанное устройство гредназначсио для экспрессной оценки содержания элементов (олова, свинца и др.) в рудах в месте их естественного залегания, а также в продуктах их переработки и сплавах; оно может быть применено в геологических организациях, на горнообогатительных и металлургических предприятиях,Известны переносные устройства для рентгенорадиометрического определения химических элементов в естественном залегании и Насыщенных слоях, содержащие датчик с радиоактивными источниками ц дифференциальными фильтрами, детектор излучений и регистрирующую схему.Показания этих устройств зависят от вещественного состава анализируемых руд: например, наличие в оловянных рудах 201 с железа приводит к занижению определяемого содержания олова почти вдвое.Кроме того, в них используются нестандартные или не выпускаемые в Советском Союзе источники возбуждающего излучения.Предлагаемое устройство позволяет существенно уменьшить влияние вещественного состава, повысить точности определений, использовать стандартные источники излучения, выпускаемые в Советском Союзе, повысить безопасность работы. Оно отличается тем, что в датчике размещены разнотипные по виду излучения источники и механический селектор в виде вращающегося конического барабана с отверстиями для прохода лучей.Селектор устроен таким образом, чго при 5 вращении экраиирует однотипные по виду излучения источники.В устройстве применены два (или более)стандартных источника мягкого бета-излучения и один (илц более) источник жесткого 10 бета-излучения (цлц мягкого гамма-излучения).Детектор снабжен окном из материала,прозрачного как для рентгеновского, так и для бета-излучения.15 Устройство состоит из датчика-анализатораи пульта с усилительно-регистрирующей схемой, соединенных гибким шлангом. На чертеже схематически изображен датчик-анализатор.20 В нижней светонепроницаемой части коопуса 1 расположены фотоэлектронный умно- житель 2 и тонкий кристалл Ха(Т 1) - 3, Входное окно контейнера кристалла,выполнено цз легкого материала. Небольшая тол щина окна обеспечивает регистрацию как мягкого рентгенового, так и бета-излучений. Прц опробовании руд легких вместо сцинтилляционного может менен пропорциональный счетчик,В нижней части корпуса крепится ручка 4 для переноски и удержания датчика-анализатора при измерениях.Над счетчиком излучений в прорези 5 располокен фильтродержатель б с тремя отверсгиями. В двух соседних отверстиях установлены два сбалансированных дифференциальных фильтра, выделяющие характеристиче. ское рентгеновское излучение анализируемого элемента, а третье отверстие свободно.Фильтродержатель б можно поворачивать рычагом 7 в горизонтальной плоскости вокруг оси. Три фиксированных его положения соответствуют расположенгцо каждого из отверстий фильтродержателя против входного окна счетчика излучений.Над прорезью с фильтродержателем в гнездах 8 установлены источники 9 мягкого бета-излучения, например БИП, из прометия, и источники 10 жесткого бета-излучения, например, из стронция. Для радиационной защиты счетчика излучений и обслуживающего персонала источники 9 и 1 О помещены в экраны 11 и 12.Над источниками излучений расположен конический селектор 13 с отверстиями 14. За рычаг 15 селектор можно поворачивать в горизонтальной плоскости. В одном из двух фиксированных положений отверстия 14 устанавливаются против источников 9 мягкого бета-излучения; при этом излучение источников 10 жесткого бета-излучения экранизируется селектором. В другом полокении селектора отверстия 14 располагаются против источников жесткого бета-излучения; при этом экранируется излучение источников мягкого бета- излучения,Заданное расстояние между источниками излучения и исследуемой поверхностью обеспечивает опорное кольцо 1 б. В нерабочем положении датчик-анализатор закрыт со стороны источников крышкой-экраном 17, с внутренней стороны которой по ее центру укреплен препарат 18 с известным содержанием анализируемого элемента для контроля чувствительности прибора.Усилительно-регистрирующая схема включает линейный усилитель, одноканальный дифференциальный дискриминатор импульсов, который может работать также в интегральном режиме, пересчетное устройство, электромеханический регистратор импульсов, таймер и узел питания с автономными источниками (батареи).Работает устройство следующим образом.Датчик приставляют опорным кольцом 1 б к исследуемой поверхности (крышка 17 предварительно должна быть снята). Селектор 13 устанавливают с помощью рычага 15 в положение, при котором источники 10 жесткого бета-излучения заэкранированы, фильтродержатель б рычагом 7 устанавливают в фиксированное положение, при котором один из сбалансированных дифференциальных фильт 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 ров располагается против счетчика излучений.Излучение, возникающее при торможениибета-частиц внутри источников 9, пройдя через отверстия 14 в селекторе 13, попадает на поверхность исследуемой среды, Возбуждаемое при этом характеристическое рентгеновское излучение атомов исследуемого объекта проходит через дифференциальный фильтр и регистрируется счетчиком.Поворотом фильтродержателя б противсчетчика устанавливают другой дифференциальный фильтр, и счетчик снова регистрирует характеристическое излучение исследуемого объекта.Разность показаний счетчика при измерении с одним и другим фильтром соответствует излучению анализируемого элемента,После измерений с дифференциальнымифильтрами фильтродержатель б устанавливают в положение, при котором против счетчика располагается пустое отверстие, селектор 13 переводят в другое фиксированное положение, при котором источники мягкого бета-излучения экранируются, а отверстия в селекторе располагаются против источников жесткого бета-излучения. При этом бета-излучение источников освещает анализируемую поверхность, а отраженное исследуемым объектом бета-излучение регистрируется счетчиком.Опробование устройства проводилось,применительно к анализу оловянных руд, Для регистрации излучений использовался счетчик с кристаллом ХаЛ(Т 1) толщиной 1 мм и фотоэлектронным умнокителем ФЭУ,Входное окно кристалла было изготовлено из пластинки бериллия (0,2 мм); использовались также кристаллы с окном из алюминиевой фольги толщиной 0,1 мм.Усилительно-регистрирующая схема обеспечивала регистрацию рентгеновского излучения в диапазоне энергий 15 - 35 кэв и бета-излучения от 100 кэв и выше. Были использованы стандартные источники бета-излучения из прометиятипа БИПактивностью 50 мкюри и из стронция(Яго+ЛО) активностью 0,5 мкюри, поставляемые конторой Изотоп.Источники типа БИПпредставляют собой диски из нержавеющей стали, на которые методом спекания в эмали нанесен прометий. Благодаря этому изотоп прочно укреплен на подложке и полностью безопасен с точки зрения заражения радиоактивной пылью окружающих предметов. Для защиты от бета-излучения источники БИПбыли прикрыты тонкой металлической фольгой.Источники из стронциягерметизированы в алюминиевых контейнерах и также полностью безопасны в обращении.При использовании одного источника излучения трудно добиться равномерного освещения всей исследуемой поверхности.При использовании двух (или более) источников БИП, расположенных по периметруЗаказ 1323/16 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 датчика на противоположных его сторонах, удается обеспечить более равномерную чувствительность.Чувствительность прибора оценивали путем измерений силикатных проб в насыщенных слоях с различным содержанием олова. 1. Устройство для рентгенорадиометрического определения химических элементов в естественном залегании и насыщенных слоях, содержащее датчик с радиоактивньвп 1 источниками и дифференциальными фильтрами, детектор излучений и регистрирующую схему, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния вещественного состава на результаты измерений и повышения их точности, в датчике размещены разнотипные по виду из.лучения источники и механический селектор ввиде вращающегося конического барабана сотверстиями для прохождения излучений,5 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что механический селектор выполнен такимобразом, что при вращении экранирует однотипные по виду излучения источники,3. Устройство по пп. 1 и 2, отлачающееся10 тем, что в нем применены два или болеестандартных источников мягкого бета-излучения и один или более источников жесткогобета-излучения (пли мягкого гамма-излуче.ния),15 4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающеесятем, что детектор снабжен окном из материала, прозрачного как для рентгенового, так идля бета-излучения.