Устройство для определения содержания азота

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.СОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 Х 23/222 50 енный номитетЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМСССР ГОСУДДРСПО ИЗОБПРИ ГНН О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ле и интег наторов тем, чт вительн азота, рых неиральным ого с схемырой вх интегралченного ных ней рои схе торой и ного ам ходы сх входами таки мука дом нейт бластиона изме-. еличин амма-излучен ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский инсттут электронной интроскопии приТомском политехническом институтеим. С.И.Кирова(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ-СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА, состоящее из изогопного источника быстрых нейтронозамедлителя быстрых нейтронов, детторов захватного гамма-излучения и Известны устройства для определения содержания азота в материалах,х как азотные удобрения, зерно,быстрым нейтрон-гамма-мето(радиационный захват медленныхронов).Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсяустройство, содержащее замедлительбыстрых нейтронов, окружающий камеру с исследуемым образцом, изотопный источник нейтронов, детекторгамма-излучения, смеситель импульсных сигналов, одноканальный ампЛитудный анализатор, детектор медленных нейтронов, интегральный дискримнатор и счетчики,х нейтронов, одноканальногорального амплитудных дискримиотличающеесяс целью увеличения чувстсти определения содержания но снабжено детектором быстронов, соединенным с интегдискриминатором, выход котодинен с первым входом первой еденных схем отношения, втокоторой соединен с выходом ьного дискриминатора, подклюк выходу детектора медленронов, и вторым входом втоы отношения, первый вход кодключен к выходу одноканальлитудного анализатора, а выем отношения соединены со еденной схемы разности,Недостатком этого устройства является определение содержания азота в контролируемых материалах регистрацией числа импульсов с одноканального амплитудного анализатора, который выделяет сигналы с детектора гамма- квантов, соответствуюшие энергии 9,8- 10,8 МэВ, т.е, область спектра гамма-излучения, в которую дают основной вклад гамма-кванты радиационного захвата медленных нейтронов ядрами азота (10,8 МэВ), и регистрацией потока тепловых нейтронов в зоне контроля, без учета влияния вклада быстрых нейтронов, которые создают основной фон в выделенной о528012няется с изменением потока быстрыхнейтронов в месте расположения детектора гамма-излучения, который, всвою очередь, эависит от содержанияводорода в контролируемом материале.Таким образом, флуктуации уровня фона при переходе от одного анализируемого образца к другому приводят кошибкам в определении содержания азота,Экспериментальная проверка показала, что отношение К интенсивности импульсов фона детектора гамма-излучения и -к интенсивности импульсов с 15выхода детектора быстрых нейтроновп - остается практически постояннымдля контролируемых материалов с различным содержанием водорода,и20К = -- = сопят,пв то время как поток медленных нейтронов например, с уменьшением потока быстрых нейтронов уменьшается посравнению с ним с большей скоростью,т,е. непропорционально.Цель изобретения - повышение чувствительности определения содержанияазота,Зто достигается введением в устройство детектора быстрьгх нейтронов,соединенного с интегральным дискриминатором, выход которого соединен спервым входом первой схемы отношения,второй вход которой соединен с выходом интегрального дискриминатора, подключенного к выходу детектора медленных нейтронов, и вторым входомвторой схемы отношения, первый входкоторой подключен к выходу одноканального амплитудного анализатора,а выходы ахем отношения соединены свходами схемы разности,На чертеже показана блок-схема/предлагаемого устройства, 45 Устройство для определения содержания азота содержит замедлитель быстрых нейтронов из парафина 1, окружающий камеру 2 с исследуемым образцом, изотопный источник 3 быстрых нейтронов, свинцовую защиту 4 детектора гамма-излучения 5 от гамма- излучения нейтронного источника,нреселектор 6, выделяющий импульсы55 только от гамма-квачтов высоких энергий, соединенный с входом усилите" ля 7, амплитудный одноканальный анализатор 8, выделяющий область спект ра гамма-излучения 9,8-10,8 МэВ, детектор 9 быстрых нейтронов, соединенный выходом с входом усилителя 10,подключенного к входу интегральногодискриминатора 11, выделяющего импульсы, соответствующие быстрым нейтронам, детектор 12 медленных нейтронов, соединенный с усилителем 13,который соединен в свою очередь,с интегральным дискриминатором 14.Выход дискриминатора 14 подключен квторому входу схемы 15 отношения,первый вход которой подключен к выходу дискриминатора 11, и к второмувходу схемы 16 отношения, первыйвход которой соединен с выходом одноканального анализатора 8. Выходысхем 15 и 16 отношения подключены квходам дифференциального усилителя 17 (схемы разности), который производит вычитание поступающих на еговходы сигналов один из другого, апокаэыванюций прибор 18 подключен квыходу дифференциального усилителя 17.Работает устройство следующим образом.Исследуемый образец помещают вкамеру 2, где он облучается потокомнейтронов, Гамма-излучение регистрируется сцинтилляционным детекторомНа 1(Те), быстрые нейтроны сцинтилляционным детектором на основе стильбена и схемы разделения импульсов отбыстрых нейтронов и гамма-квантов,Медленные нейтроны регистрируютсяборным счетчиком,В процессе анализа измеряется величина, пропорциональная содержаниюазота в образцеп Кпгде и ,и ,и - регистрируемая интен 3 ф т 1 Бсивность гамма-излучения, потока медленныхи быстрых нейтронов,соответственно;К=п/п3При работе устройства выделенные во всех каналах импульсы поступают на соответствующие входы схемы отношения. С выхода схемы отношения снимается аналоговая величина, а именно, напряжение, величина которого пропорциональна отношению поступающих на входы схемы интенсивностей импульсов. Таким образом, напряжение на выг 6при изменении фона (в отсутствии азота) на выходах схем 15 и 16 отвдения были равные напряжениярректор СЛекма Техред М.Ходан Пись ак Подпис аж 7 Заказ 4727 ениям и открытиям при ГКНТ Ская наб., д. 4/5 сударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра ВНИИП нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 изво 5 52801 ходе схемы отношений 16 пропорционально отношению и /и , а на выходе схемы 15 отношения - соответственно и /и . Но так как необходимо с вытхода схемы 15 снимать величину напряжения в К раз меньшую, то на выходе схемы 15 устанавливают резистивный делитель (переменное сопротивление). Одновременно этот делитель слу жит для настройки устройства, т.е. выбора такого коэффициента К, чтобы Таким образом, по величине напряжения с выхода дифференциального усилителя можно судить о величине содержания азота в анализируемом материале, что осуществляется соответствующей градуировкой шкалы показывающего прибора,