Номер патента: 1103142

Автор: Жетбаев

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХШИ ЛИЮВЧ сиижРЕСПУБЛИН аю а 1 142 1 Н 23 00 БРЕТЕНСТВУг,яяЬа1 т,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ ПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Институт ядернойфизикиАН КазССР(56) 1. КапЕе 1 е 1 г Е. 81 вр 1 я Моег Бресгговегег ця 1 пя Х-гау РдАшег 3. РЬуя, 1966, 34, В 9,р. 778-779,2. Авторское свидетельство СС9 955790, кл. С 01 И 23/00, 1980(54) (57)" ЯГР-СПЕКТРОМЕТР, содержащийисточник, закрепленный на вращающемся диске, поглотитель, многощелевойколлиматор и детекторо т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,упрощения и повьшения портативности,коллиматор выполнен в виде плоскогопостоянно закрепленного элемента ирасполагается в плоскости, касательной к вращающемуся диску, щели коллиматора имеют однинаковую ширину и расположены на одинаковом расстояниипараллельно одна другой, а в качестве детектора используется фоточувствительнаяпластинка.1103142 Ч = 2 пК. Изобретение относится к ядернойгамма-спектроскопии (ЯГРС) и можетбыть применено для исследованиямессбауэровских спектров и для анализа в химии, физике, геологии.5Известно устройство, позволяющееосуществить фоторегистрацию резонансного спектра 11,В нем источник приводится в возвратно-поступательное движение с постоянным ускорением с помощью кулачкового механизма. На одном валу скулачком вращается цилиндр, на образующую которого надеты рентгеновскаяпленка и светозащитный чехол. Междуисточником и пленкой неподвижно расположены поглотитель и коллиматор.Геометрия подобрана так, что щельколлиматора направляет излучение источника сквозь поглотитель на пленку в виде узкой полосы, параллельнооси вращения цилиндра. Каждому углуповорота кулачка соответствует определенная скорость источника и определенный участок пленки. При изменении угла поворота скорость источника изменяется и соответственноизлучение попадает на другой учас-ток пленки.Недостатками такого устройстваявляются трудность изготовленияпрофиля кулачка, наличие трущегосясопряжения при преобразовании вращательного движения кулачка в поступа 35тельное движение штока-держателя источника, что предопределяет износ иизменение характеристик в процессеэксплуатации. Эти недостатки ограничивают точность и применение этихмеханических систем. Неудобство приэксплуатации такой системы связанос тем, что в движении находятся какисточники, так и пленка. Кроме того,укладка пленки на цилиндрический барабан не может выполняться каждый раз45с одним и тем же натяжением и, следо вательно, является источником ошибокпри определении расстояния между резонансными линиями. 2Коллиматор является сменным элементом: в зависимости от числа и положения резонансных линий исследуемого поглотителя используют коллиматор с соответствующим числом и расположением щелей, Поглотитель. имеет свой автономный привод, который может приводить его в быстрое колебательное движение для того, чтобы вывести из резонанса. Спектрометр предназначен для анализа и работает следующим образом.Источник движется по окружности радиуса К и делает п оборотов в секунду. Его линейная скорость равна При этом составляющая скорости источника вдоль щели коллиматора являетсярезонансной для поглотителя. Еслиисследуемое вещество имеет несколькорезонансных линий, то к нему подбирают коллиматор, имеющий столько жещелей, расположенных таким образом,что составляющие скорости источникавдоль них обеспечивают резонанс навсех линиях, Поэтому покоящийся поглотитель находится в резонансе с источником, а если привести его в быстроеколебание с помощью специального привода, то резонанс нарушается. Сравнивая число зарегистрированных детектором квантов при покоящемся и движущемся поглотителе, определяют содержание резонансного вещества в нем.Однако с помощью известного спектрометра нельзя получить полный ЯГРспектр исследуемого образца (он должен быть известен заранее). Кроме того, в состав спсктрометра входит детектор-излучения с блоком питанияи электронным оборудованием, обеспечивающим его работу и вывод информации, Это удорожает и усложняет спектрометр, ограничивает его портативность и условия эксплуатации,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей, упрощение и повышение портативности.Наиболее близким к предлагаемому 50 является ЯГР-спектрометр, содержащий источник, закрепленный на вращающемся диске, поглотитель, многощелевои коллиматор и детектор. В спектромет- ре достигнуто простое согласование 55 работы системы задания скорости источника с работой системы детектирования Ц . Поставленная цель достигается тем, что в ЯГР-спектрометре,содержащем источник, закрепленный на вращающемся диске, поглотитель, многощелевой коллиматор и детектор, коллиматор выполнен в виде плоского постоянно закрепленного элемента и располагается в плоскости, касательной к вращающемуся диску, щели коллима25 в зависимости от того, приходится ли данный участок поглотителя (данные щели коллиматоров) на положения источника, при которых он имеет резонансную по отношению к поглотителюскорость.Чем меньше ширина щелей Й и чаще расположены щели коллиматора, тем точнее аппроксимируется форма резонанс 55 ра имеют одинаковую ширину и расположены на одинаковом расстоянии параллельно одна другой, а в качестве детектора используется фоточувствительная пластинка. 5На чертеже приведена схема предлагаемого спектрометра.Спектрометр содержит вращающийся диск 1, на периферии которого закреплен источник 2, многощелевой10 коллиматор 3, поглотитель 4, детектор 5, представляющий собой фотопластинку.Спектрометр работает следующим образом. 15При работе установки источник, вращаясь, заглядывает" поочередно в щели коллиматора, освещая своим излучением поглотитель и фотопленку.Геометрия установки такова, что. 20 при постоянной скорости вращения диска, х-составляющая скорости источника меняется при переходе источника из зоны видимости одной щели к зоне видимости другой. На чертеже эта ситуация изображена для положений источника 2,О,Ь,с. Размер источника при этом не имеет принципиального значения. Если, например, источник является протяженным, и он 30 может одновременно "заглядывать" в несколько щелей, то излучение в отдельно взятую щель попадает от определенного участка источника и х-составляющая скорости этого участ- ка отличается от соответствующей скорости других участков источника, освещающих другие щели.Вращая источник по круговой траектории перед неподвижным коллимато ром, имеющим равномерно расположенный ряд параллельных щелей, получаем пространственно разделенные, различающиеся по энергии пучки-квантов, при этом иэображение на фото пластинке - ряд засвеченных полос. Так как излучение прежде чем попасть на фотопленку проходит через резонансный поглотитель, то степень зачернения отдельных полос меняется ных линий по гистограмме плотностей почернения полос фотопластинки. Частота расположения щелей имеет принципиальное ограничение, связанное с тем, что толщина перегородок между щелями не может быть бесконечно малой. Последняя должна выбираться из условия непрозрачности материала перегородки для гамма-излучения излучаемого диапазона энергий.Эффективная толщина перегородки сравнима по величине с 1 (1 - длина щели), а это означает, что действительная толщина перегородкиЬ Й может быть очень малой и ограничением может служить только возможность изготовления достаточно тонких перегородок.Таким образом, число щелей колли- матора может быть, в принцип, очень велико, и число точек на резонансных спектрах может оказаться сравнимым с числом точек, получаемых на традиционных установках.Источник, укрепленный на краю диска, приводится во вращение электромотором. Для того, чтобы вибрация, вызванная работой электромотора, не передавалась диску, мотор смонтирован.на отдельной платформе, которая ставится на амортизирующей паралоновой подушке. Передача вращения осуществляется с помощью пассика. Колли. матор изготовлен из латуни, щели его выточены на фрезерном станке с одной стороны пластины в виде параллельных один другому желобков. Глубина желобков 8 мм, ширина 3 мм и толщина перегородок между ними 0,8 мм. При установке коллиматора желобки сверху прикрываются свинцовой пластиной, Плоскость вращения источника совпадает с плоскостью продольного сечения щелей коллиматора. Для исследования порошковых образцов изготовлена из тонкого (1 мм) плексиглаза ячейка с жесткИми плоскопараллельными стенками. Порошок насыпается меж-. ду стенками, и образец приобретает форму полосы равномерной толщины. В качестве детектора испытаны рентгеновские пленки различных типов (лучшие результаты получены с пленкой РИ). Пленка в конверте из черной бумаги помещается влотную за поглотителем.Испытания проведены с источником 1 ц ЯпО, и поглотителем ЯпО, . РезоЗаказ 4971/33 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нансное-излучение с энергией23,8 кэВ практически полностью очищается от рентгеновского фона25, 8 кэВ селективным фильтром из палладия (фольга толщиной 100 мг/см ) 5 который устанавливается перед коллиматором.Применение одного посгоянно закрепленного многощелевого коллиматора расширяет по сравнению с прототипом функциональные возможности спектрометра, который становится универсальным прибором, позволяющим получать мессбауэровский спектр образца. Кроме того, один многощелевой коллиматор исключает необходимость иметь комплект сменных коллиматоров и до предела уменьшает число подвижных частей установки.В спектрометре в движении находит ся только источник, который приводится во вращение с постоянной скоростью в одном направлении. Согласование работы системы перемещения источника с работой системы детектирования упрощается, поскольку каждая щель коллиматора пропускает пучок гамма-квантов, имеющий определенный узкий диапазон энергий, отличающийся от диапазона энергий, пропускаемого соседни- ЗО ми щелями на постоянную величину. Такое пространственное разделение гамма-квантов, имеющих разное энергетическое" смещение, позволяет также существенно упростить по сравнению сЗ 5 прототипом систему детектирования, сведя ее до обычной фотопластинки(фоточувствительного слоя.). При необходимости не исключается применение традиционных детекторов, раздельно регистрирующих излучение у выхода каждой щели коллиматора.В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом существенно увеличивается эффективное время работы установки. Практически 407 времени в течение одного цикла источник освещает щели коллиматора. Геометрия установки позволяет еще намного увеличить эффективное время спектрометра, введя несколько детектирующих систем, расположив их вокруг диска.Простота устройства и управления спектрометра существенно снижают стоимость его изготовления и эксплуатации. При наличии серийного электродвигателя установку можно изготовить с помощью обычного лабораторного оборудования. Питание двигателя можно осуществлять от сети или от аккумулятора. Полное исключение из состава спектрометра электронного оборудованияобеспечивает его портативность, неприхотливость к условиям эксплуатации и.высокую надежность. Эти качества дают воэможность использовать спектрометр в полевых условиях и заводских лабораториях, от персонала не требуется специальной подготовки. Спектрометр может быть изготовлен для демонстрационных опытов и лабораторных работ в учебных лабораториях ВУЗов и школ.

Смотреть

Заявка

3466823, 09.07.1982

ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ АН КАЗССР

ЖЕТБАЕВ АБИЛ КУАНГАЛИЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 28/00

Метки: ягр-спектрометр

Опубликовано: 15.07.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1103142-yagr-spektrometr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Ягр-спектрометр</a>

Похожие патенты