Устройство для определения элементарного состававещества

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИВЛЬСТВУ(51) М. Кл. Й 23/05 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 23. 04. 81(72) Авторы изобретения 10.Ф. Барышев, О.В. Горбатюк, В.И. Гума,Е,М. Кадисов, В.В. Миллер,н Ю.С. Шимелевич Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики н геохимии(71) Заявитель 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВЕЩЕСТВАнном устройрить одноия .поэтому г нии мен ЗО рдИзобретение относится к устройствам для определения элементного состава образцов вещества, в частностипредставительных проб горных пород, руд и продуктов их переработки,методом нейтронно-радиационного анализа. Оно может найти применение при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, при контроле эа технологической переработкой рудного сырья, в стационарных и полевых лабораториях.Известны различные конструкции устройства для анализа элементного состава вещества нейтронно-радиационным методом. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, которое содержит источник нейтронов, замедли- тель, фильтр быстрых нейтронов, фильтр тепловых нейтронов, окружающий детектор ф -излучения, и кассету для исследуемого вещества.Все перечисленные компоненты известного устройства расположены в однородном замедлителе, что не позволяет добиться максимальной точности и чувствительности анализа. Для того, чтобы получить максимально возможные точность и чувствитель 2ность анализа, необходимо выполнить триосновных требования: обеспечить максимальную плотность тепловых нейтронов в образце при данной мощности источника; обеспечить максимальный сбор Г -квантов из образца на детектор; защитить детектор от прямого нзлученця источника. Чтобы обеспечить максимальный сбор-ква тов на детектор, нужно образец располагать как можно ближе к детектору. Чтобы надежно защитить детектор от прямого излучения источника, нужно увеличить расстояние между ними. Но, как известно, максимальная плотность тепловых нейтронов в однородном замедлителе наблюдается вблизи источника.Очевидно, что в извест стве невозможно удовлетво временно все эти требован даже при оптимальном расположении компонентов устройства в однородном эамедлителе нельзя получить максимальные значения точности и чувствительности анализа,Цель изобретения состоит в создаустройства для определения элетного состава вещества нейтронноационным методом, обеспечивающего повышение точности и чувствительности анализа.Цель достигается согласно иэобо ретению введением в устройство для определения элементного состава вещества дополнительного замедли- геля-отражателя, в полости которого размещены на одной оси все элементы известного устройства, причем линейные размеры полости эамедлителяотражателя по всем направлениям не меньше половины и не больше двух расстояний между источником нейтронов и детектором-излучения.В предлагаемом устройстве образец расположен непосредственно вблизи детектора,что обеспечивает макси мальный сбор"квантов радиационного захвата на детектор, а детектор с образцом удалены от источника,помещенного в замедлитвль, на расстояние, необходимое для надежной Защиты 20 детектора от прямого излучения источника.Благодаря диффузионному отражению нейтронов от стенок замедлителяотражателя и отсутствию поглощения тепловых нейтронов в полости имеется равномерное распределение поля тепловых нейтронов с одинаковой плотностью как в области расположения замедлителя с источником, так и в области расположения образца, При соблюдении оптимальных размеров полостн замедлителя-отражателя, замедлителя, замедлителя-отражателя и расстояния между источником и детектором достигаются максимальные точность и чувствительность анализа при данной мощности источника нейтронов.Еа чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для опре деления элементного состава образцов вещества.изотопный источник 1 нейтронов, например изотоп СГ 2, помещен в эамедлитель 2 из плексигласа. Кону сообразный фильтр 3 из висмута закрывает детектор 4 от - и нейтронного излучения из замедлителя. Фильтр 5 из изотопапрепятствует проникновению тепловых нейтронов в детектор. От мягких, рассеянных в конструкционных материалах -квантов детектор закрыт экраном 6 из висмута, представляющим собойполый цилиндр с верхней и нижней крышками. Внутри этого экрана поме-. щена кассета 7 с образцом 8 анализируемого вещества весом до нескольких килограммов. Кассета имеет формудвухстенного стакана и посаженанепосредственно на литиевый фильтр,что обеспечивает наилучший сбор-квантов из образца на детектор.Эамедлитель-отражатель 9 из плексигласа или реакторного графита, представляющий собой полый цилиндр сверхней и нижней крышками, образуетполость 10. В этой полости последовательно по ее оси расположены замедлитель с источником нейтронов,фильтр из висмута, экран из висмута,кассета с.образцом и детектор сфильтром тепловых нейтронов.Сравнение спектров-излучениярадиационного захвата тепловыхнейтронов в образце, содержащем титан, полученных с помощью извест.ного и предлагаемого устройств,показывает, что предлагаемое устройство только эа счет своих отли.чительных признаков обеспечиваетбольшой выигрыш в точности и чувствительности анализа. Например,точность и чувствительность определения титана по линии 342 кэВ, обеспечиваемые предлагаемым устройством,более чем в 4 раза лучше достигаемыхс помощью известного устройства.Это значит, что заданная точностьопределения данного элемента достигается при использовании предлагаемого устройства в течение времени,более чем в 16 раз меньшего, чемпри использовании известного устройства,Формула изобретенияУстройство для определения элементного состава вещества, содержащее источник нейтронов, эамедлитель, фильтр быстрых нейтронов, фильтр тепловых нейтронов, окружающий .детектор-излучения, и кассету для исследуемого вещества, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа, оно дополнительно снабжено замедлителем-отражателем, в полости которого размещены на одной оси все указанные элементы устройства, а линейные размеры полости замедлителя-отражателя по всем направлениям не меньше половины и не больше двух расстояний между источником нейтронов и детектором -излучения.563057 Заказ 2220 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5