Способ рентгенорадиометрического опробования

.Д. Козпо-.А. П. Комов А.А. Чио ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГВ.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОЙ: АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ.:Под ред А.П.Очкура. Л., фНедра", 1976,с. 246,2. Пшеничный Г.А., Очкур А;П., Плот-.ников Р. И. и Гаганов Д.А.мПрименениерщбвйзотопного рентгенофпуоресцентпогоанализа для определения вещественногосостава горных пород:и руд в движении,фАтомиая энергияф, т. 28, вып. 1, 1970,с. 67 68 (прототип).(84 И 57) СПОСОБ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРОБОВАНИЯ руд ипродуктов их переработки ы содержаниеопр 6 деляемых элементов двойным зондом,содержащим детектор. излучения и два источника излучения, заключающийся в облучении опробуемой руды двумя потокамиГ-излучения с разными энергиями и измерении плотностей потоков характериотического рентгеновского изпучейия определяемых элементов И рассеянного рудой излучения источников, о т и и ч а ющ и й с я тем, что, с цепью повышения точности опробования за счет учета впия ния меняющегося, расстояния между.зондом и рудой, выбирают энергии у-,излу-. чения источников из условия получения в . апцаратурном спектре бпизкб. расположенных, энергетически разрешимых" детектором фотопиков рассеянного рудой юпучения, дпя фиксированного расстояния между зо.н дом и поверхностью опробуемой руды и . кажного источника измеряют инверсиоииые. зависимости скорости счета рассеянного у-изпучения от длины зонда и распопага- а ,ют источник излучения с большей энергией . на расстоянии от детектора, соответствую.щем доинверсионному зонду, а источник излучения с меньшей энергией - заинверсион- ( ному зонду, измеряют отношение ппотноо- тей потока рассеянных излучений с больФ шей и меньшей энергией, по значению ко-, евам. торого определяют расстояние между зон- ф дом и поверхностью опробуемой руды, по .:ф) полученному значению этого расстояния вносят поправки в значения плотностей потоков характеристического рентгеновокого излучения определяемых элементов.и; по их исцравпенным значениям судят о содержаниях определяемых эпементов,1 1022020 2 5055 Изобретение относится к ядерно-геофизическим методам изучения минералного сырья и может быть использованопри поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых,Известен способ рвнтгенорадиомвтричвского опробования, согласно которомудля устранения влияния изменений геометрических условий измерений используют двойной зонд ( 1,Основной недостаток способа эакпюча.ется в сложности процеауры подбора параметров зонда для обеспечения независимости плотности потока характеристического рентгеновского излучения определяемых элементов от изменения геометрических условий измерений. Крометого, область независимости плотностипотока от расстояния между датчиком иопробуемым объектом для двойного зондане превосходит 3-4 см, что в ряде случаев .( например, при опробовании на ленте транспортера) совершенно недостаточно.Наиболее близким к изобретению является способ рвнтгенорааиомвтричвскогоопробования руд и продуктов их переработки на содержание определяемых:элементов двойным зондом, содержащим детектор излучения и два. источника излучения, заключающийся в облучении опрсбувмой руды двумя потоками у -излучения с разными энергиями и .измеренииплотностей потоков характеристическогорентгеновского излучения опредепяемыаэлементов и рассеянного рудой излучения источников 2.Область компенсации влияния расстояния при этом увеличивается до 1 0 см,Однако сложность подбора параметровзонда при этом нв преодолевается,.Целью изобретения является повышение ;точности опробования за счет учетавлияния меняющегося расстояния междудетектором и опробуемым объектом,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу рентгенорадиометрического опробования руд и продуктових переработки на содержание определяемых элементов двойным зондом, содержащим детектор излучения и два источника излучения, заключающемуся в облучвнии опробуемой руды двумя потокамиу-излучения с разными энергиями и измерении плотностей потоков характериотичвского рентгвновского излучения определяемых элементов и рассеянного рудойизлучения источников, выбирают энергиих -излучения источников из условия попучения в аппаратурном спектре близкорасположенных, энергетически разрешимых детектором фотоликов рассеянногбрудой излучения, для фиксированного рас 5 стояния между зондом и поверхностьюолробувмой руды и каждого источникаизмеряют инверсионные зависимости скорости счета рассеянного у-излучения отрлины зонда и располагают источник излучения с большей энергией на расстоянииот детектора, соответствующем доиивесионномузонду, а источник излучения сменьшей энергией - заинверсионному зонду, измеряют отношение плотностей пото ка рассеянных излучений с большей именьшей энергией, по значению которогоопределяют расстояние между зондом иповерхностью опробуемой, руды, по полученному значению этого расстбяния вносят 20 поправки в значения плотностей потоков,характеристического рентгеновского излучения определяемых элементов и по ихисправленным значениям судят о содержакиях определяемых элементов.Если один из источников первичногоизлучения образует совместно с детекторром доинверсионный, а другой источникэаинверсионный по расстоянию зонд, поотношение (В) плотностейпотоков рассе 30 янного Излучения источников есть монотониая функция расстояния между датчи.ком анализатора и опробуемым объектом. (внутри.интервала расстояний, определяемого положением точек инверсии обоихзондов), При этом подбор энергетическогоспектра излучения источников, т.е. обеопечение близости энергий Э"-излученияобоих источников и, следовательно, близости энергий их рассеянного излучения,обусловливает сравнительно слабую зависимость отношении От :возможных ваф.риаций вещественного состава опробувмой руды. Таким образом,.отношение привыполнении перечисленных условий является информативным параметром, устойчивым к воздействию помех (вариацийвещественного состава) при опредепейиирасстояния между датчикоМ анализатораи опробуемым объектом. Необхоаимым условием осуществления способа является наличие в аппаратурном спектре вторичного излучения отдельных близко расположенных пиков, соответствующихрассеянному излучению йсточников. Однако при использовании источ ников с дискретным спектром излучения и детекторов с достаточно высоким энергетическим разрешением (пропорционален ных счетчиков или попупровоаниковых2020 Э 102детекторов) укаэанное условие легко выполняется и не создает затруднений пра- ципнапьного характера.Если известно расстовнщ между датчиком и опробуемым объектом дпя каждого единичного измерения, то, зная зависимость цпотностей потоков характеристического рентгеновского излученияопределяемых апвментов от этого расстояния, можно путем введения поправкипересчитать результаты изцеуений плот 10ностей потоков излучения цпя произвольного расстояию к реэуаьтатем, соответствующим расположению цетяика наФиксированном расстоянии от объекта,т.е, привести попучеааае результаты к15некоторым постоянным (заранее выбранным) геометрическим уоновням измерений. Тем самым, можно в значительнойстепени ослабить влияние на результатыопробования такого существенного ме 20шающего фактора, как изменевие геометрических условий измерений.Способ осуществпяетея спедующимобразом.Выбирают энергии источников изпуче 25ния так, чтобы они были возможно близки друг к другу, но фотопики их рассеянногсь рудой иэпучения в аппаратурномспектре анергетически были разрешеныДпя фиксированного расстояния межцу З 0зондом и поверхностью опробуемой рудыи каждого источника измеряют зависимости скорости счета рассеянного излучения от длины эонца (т.е. расстояние отдетектора цо источника). 35Источники первичного излучения устанавливают на таком расстоянии от детектора, чтобы источник, испускающийкванты меньшей энергии, образовывалзаинверсионный по расстоянию зонц, а 40источник, испускающий кванты с большейэнергией - доинверсионный зонд.Дпя прщставитепьной, т,е. Отражакь.щей возможные вариации вещественногосостава совокупности градуировочных 45проб с известными содержаниями определяемых элементов, измеряют плотностипотоков рассеянного иэпучейия обоих иоточников, а также плотности потоков характеристического рентгеновского изпучения опрецепяемых апементов, причемати измерения проводят дпя ряда заранеезаданных расстояний между датчиком ипробами.По резупьтатам измерений градуировочных проб попучают зависимости:,"Ь "- Ьггце М. и К 5 плотности потоков расф.сеянного излучения источников цпя цоинверсионного и заинверсионного зондов,соответственно;Ъ . - расстояние межцу зондом ипробой;Й; - усредненная по всем грацуировочным пробам плотность потока характеристического рентгеновского излучения -го опрецепяемого элемента дпя те-кущей высоты ЪС; - содержание 4 -го определяемого элемента в грацуировочной пробе;М - плотность пртока характериотического рентгеновского излучения -гоапемента, измеренная дпя некоторогофиксированного расстояния 6 = И датчи к матчика от пробы.Дпя кажцой зависимости Й = х (Ъ)рассчитывают соотношение К ( Ь) =: (Й), = Ъ ,- усредненные ппотностипотоков характеристического рентгеновского иэпучения -го элемента дпя произвольного Ъ и фиксированного Ъ раостояний между цатчиком и пробой.тхЗонд устанавливают над пробой с неизвестным соцержанием определяемыхэлементов н измеряют плотности потоков15 и 26 рассеянного нзпучения обоихисточников и характеристического рентгеновского изпучения опрецепяемьх эпементов ИПо измеренным значениям 85 и И О.5вычисляют их отношение В = 1 Ч / И15 29 фс помощью которого по зависимостиК = У ( и) определяют расстояние зонцпроба, а затем по значению 1 -значенияпоправок К(Ъ ),Измеренйые значения Я делят на соответствующие К; (Ъ), т.е. рассчитывают вепичины М = И / К (Ъ).ПО рассчитанным значениям й с1испоньзованием зависимостей й -У (С )судит о содержаниях Сопределяемых1элементов.На фиг. 1 изображена схема датчика,на котором произведена акспериментапьная проверка способа; на фиг, 2 - аппаратурный спектр вторичного излучениямедно-копчеданной руды; на фиг. 3 -акспериментапьная зависимость отношенияплотностей потоков рассеянных иэпучений от расстояния между зондом и рудойдпя проб с различным вещественным сос 5 10220 тавом; на фиг. 4 - зависимость ппотности потока характеристического излучения меди от расстояния между зондом и рудой; на фиг. 5 - результаты измерений плотностей потоков Мс характеристичес-кого рентгеновского излучения меди дпя проб с раэличнчм ее содержанием (в пределах от 0 до 5% при различных высотах расположения датчика); на фиг. 6 - зависимости исправленных ппотностей по О токов М М 11 (Ь) от содержания меди. Вторичное излучение опробувмых объ ектов(искусственных моделей медно ь копчеданных руд) возбуждали с помощью радиоиэотопных источников 1 и 2 плуто-. нийи кадмий. Всего испопьэовапи четыре однотипных радиоизотопных источника плутонийЗВ общей ак тивностью 1,48 101 О Бк и двЪ (также однотипных) источника кадмийобщей активностью 1,4810 Бк. Вторич 9нов .излучение опробуемых руд 3 регистрирс эапи с помощью пропорционального 2 ;счетчика 4 типа СИ 1 1 Р( с ксеноновым наполнением). Дпя выделения из аппаратурного спвктра характеристичвокого излучения меди испопьзовапи никелевый фильтр 5. Источники ппутонййщ располагали по пинии, параппепьной оси пропорционального счетчика, на расстоянии 4,5 см от его оси, а источники кадмий- на пинии, отстоящей на 15,5 см от оси счетчика, Высоту Ъ расположения сяетчика над опробуемой поверхностью изменяли с помощью опорных стоек 6 в цредепах от 3,3 до 17 ф 3 смфВ этом спектре вторичного излучения четко проявлены пики рассеянного излучения источников кадмий(область 7) рассеянного излучения источников ппутоний(области 8 и 9), характериь. тичвского изпучвния меди область 10)45 и характеристического излучения железа 20 е(обпасть 11). В качестве параметра й,ответственного за изменение высоты Ьдатчика над опробуемой поверхностьюруды, испопьзовапи отношение плотностипоа Ч 15 рассеянного излучения иоточников кадмий(обпасть 7) кплотности потока Й части рассеянногоизлучения источников йпутоний(фиг. 3) является монотонной функциейвысоты , а парамвт.р В достаточноустойчив по отношению к помехам, обусловпе иным вариациями вещественногооостава,Дпя получения значений поправокК (Н.) регистрировали ппотности потоков характеристического рентгеновского иэпучения меди на поспедоватепьностивысот Ь дпя проб медно-копчеданнойруды с раэпичным вещественным составом. Полученные зависимости усредняпии значения поправок рассчитывапи,пользуясь топько одной усредненной зависимостью М х ( Ь ) . Такая зависимостьпреаставпеиа на фиг. 1, гдв цифрамипоказаны значения поправок Кс, (Ь)ф Со.) 5( Си ) ф 1 х дпЯ РЯдаотдейьных высот. В качестве опорной(фиксированной) высоты бралось значениеЪ - 9,3 см.Сравнение данщях (фиг. 5 и 6) достаточно убедитвпьно свидетельствуето воэможности эначитепьного снижениявпияния изменений геометрических условий измерений на результаты рвнтгенорадиометрического опробования при использовании предпагаемого способа.Предлагаемый способ можно испопьэовать при рентгенорадиомвтрическомопробовании руд цветных металлов вестественном залегании, на транспортерных лентах и в транспортных емкостях.Расчетный экономический эффект отприменения способа составляет окопо100 тыс.руб. в год.1022020Содержаао, Ъ, ой Еи Еа Ре3 125 о3 и, ТЮЕ1022020Оси ОТН, ЕД го СМНЗСНТираж 873 Цйиси 9 едарственного комитм изобретений и ютсква, Ж-ЗЗ, Раушск, д. 4ПП Патент, г, Ужгород, уп. Проектюя аэ 4028/34 ВНИИЛИ Госу по депа 113035,Мо