BR112019025088A2 - Método e dispositivo para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons e uso - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um método para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons, compreendendo as etapas seguintes: gerar nêutrons rápidos com energia na faixa de 10keV a 20MeV; irradiar uma amostra (1) com os nêutrons; medir a radiação gama emitida a partir da amostra irradiada para determinar, pelo menos, um elemento da amostra; em que, de acordo com a presente invenção, a irradiação da amostra é realizada de forma contínua e não pulsada, em que a medição é realizada durante a irradiação, em que para a determinação de pelo menos um elemento é medida e analisada a radiação gama imediata ou tanto imediata como tardia, em que a amostra é dividida em partições individuais e a medição é realizada mediante o uso de um colimador, e, em que uma determinação do fluxo de nêutrons de forma espacialmente resolvida e energeticamente resolvida é realizada dentro da partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra (1). Por conseguinte, a análise é alargada e é disponibilizado um método flexível. A invenção refere-se ainda a um dispositivo correspondente e ao uso de uma unidade de detector para a análise de elementos múltiplos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO

E DISPOSITIVO PARA A ANÁLISE DE ELEMENTOS MÚLTIPLOS COM BASE NA ATIVAÇÃO DE NÊUTRONS E USO". CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a um método para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons por irradiação de uma amostra com nêutrons. A presente invenção se refere ainda a um dispositivo correspondente com, pelo menos, um detector colimável. A presente invenção além disso se refere ainda ao uso de um dispositivo de controle ou de um produto de programa de computador para esse efeito. Mais particularmente, a presente invenção se refere a um método e a um dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação independente correspondente ou da reivindicação dependente correspondente.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Em muitos domínios da indústria, a análise de substâncias ou de materiais, particularmente quanto à respectiva composição de elementos, é de grande importância, particularmente no caso de mercadorias perigosas ou de resíduos ou de materiais de reciclagem ou de matérias-primas ou ao controle de qualidade de produtos semiacabados ou de produtos industriais. Um dos métodos de análise realizados até ao momento é a chamada análise de elementos múltiplos, por meio da qual são determinados elementos individuais de uma amostra, sem que antes tenha de ser conhecida a composição exata da amostra.

[0003] A análise de elementos múltiplos pode ser realizada por meio da ativação de nêutrons ou, por exemplo, por meio da análise de fluorescência de raios X ou espectrometria de massa. Até ao momento, a análise de elementos múltiplos por meio da ativação de nêutrons tem vindo a ser realizada por irradiação de acordo com especificações de tempo específicas. Foi demonstrado que um bom valor informativo dos resultados de medição pode ser assegurado, quando no caso da irradiação de nêutrons pulsada, a radiação gama é analisada depois de uma determinada janela de tempo, em função do tipo de irradiação pulsada. A janela de tempo para a detecção da radiação gama é iniciada depois de um tempo de espera, que se segue ao final de cada pulso de nêutrons, e termina antes de ser emitido o pulso de nêutrons subsequente.

[0004] Os documentos WO 2012/010162 A1 e DE 10 2010 031 844 A1 descrevem um método para a análise de elementos não destrutiva de amostras de grande volume com radiação de nêutrons e um dispositivo para a realização do método. No caso do método, a amostra é irradiada de forma pulsada com nêutrons rápidos, em que a radiação gama enviada/emitida pela amostra é medida depois de uma determinada janela de tempo após um pulso de nêutrons, antes de ser emitido um novo pulso de nêutrons sobre a amostra. Neste caso, o método de medição também se baseia no conhecimento de que a medição pode ser possibilitada por um processo de moderação e pela consideração de uma janela de tempo depois de um pulso de nêutrons correspondente. A detecção no detector de radiação gama induzida, resultante de efeitos recíprocos inelásticos, devido à janela de tempo pode ser filtrada depois de um pulso de nêutrons correspondente e, por conseguinte, ser ocultada durante a medição. Como radiação gama, é analisada a radiação gama imediata.

[0005] Os documentos EP 1 882 929 B1 e WO 01/07888 A2 descrevem métodos em que os nêutrons são pulsados sobre a amostra e depois de cada pulso é cumprida uma janela de tempo, até que seja medida a radiação gama imediata emitida pela amostra. Métodos comparáveis são descritos ainda, por exemplo, nos documentos EP 0 493 545 B1 e DE 10 2007 029 778 B4.

[0006] A análise por ativação de nêutrons é descrita ainda nas publicações adicionais seguintes: US 2015/0338356 A1, DE 603 10 118 T2, US 2005/0004763 A1, US 2012/046867 A1, DE 102 15 070 A1, DE 12 36 831 B.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A presente invenção tem por objetivo divulgar um método e um dispositivo que permitam facilitar a análise de elementos múltiplos de amostras por ativação de nêutrons. A presente invenção tem ainda por objetivo configurar um método e um dispositivo para a análise de elementos múltiplos por ativação de nêutrons de forma a gerar um campo de aplicação vasto. A presente invenção tem ainda por objetivo pode divulgar um método de medição rápido, fácil e descomplicado para o usuário, que possa ser aplicado o mais independente possível do tipo ou da dimensão ou da composição do material da amostra a ser analisada. Por último, mas não menos importante, a presente invenção tem por objetivo divulgar um método não destrutivo tão flexível quanto possível e um dispositivo correspondente para a análise de elementos múltiplos por ativação de nêutrons de alta qualidade ou com uma forma muito fiável e segura de medir e de analisar a radiação gama emitida, mesmo no caso em que uma amostra a ser analisada seja difícil de analisar quanto à composição dos elementos e à geometria da amostra e/ou não seja desejada a amostragem parcial da amostra destrutiva ou influenciadora.

[0008] Pelo menos, um desses objetivos é alcançado por meio de um método, de acordo com a reivindicação 1, e por meio de um dispositivo, de acordo com a reivindicação independente relativa ao dispositivo. Os aperfeiçoamentos vantajosos da presente invenção são explicados nas reivindicações correspondentes. As características dos exemplos de realização descritos abaixo podem ser combinadas entre si, a menos que isso seja explicitamente negado.

[0009] Um método para a análise de elementos múltiplos por ativação de nêutrons é realizado com as seguintes etapas: gerar nêutrons rápidos com energia na faixa de 10keV a 20MeV; irradiar uma amostra com os nêutrons; medir a radiação gama emitida a partir da amostra irradiada para determinar, pelo menos, um elemento da amostra. De acordo com a presente invenção é sugerido que a irradiação da amostra seja realizada de forma contínua e não pulsada, em que a medição é realizada de forma temporalmente independente da irradiação (independentemente do decurso temporal da irradiação), particularmente sem janelas de tempo predeterminadas por pulsos de nêutrons, durante a irradiação, particularmente simultaneamente para a irradiação ao longo do mesmo período de tempo que a irradiação, particularmente continuamente durante a irradiação.

[0010] Por conseguinte, pode ser disponibilizado um método não destrutivo para a análise de elementos múltiplos por ativação de nêutrons para diversos tipos de amostras e com alta flexibilidade metrológica e resultados robustos, reprodutíveis e fiáveis. A amostra é continuamente irradiada com nêutrons sem pulsos individuais, por exemplo, continuamente durante um período de vários segundos ou minutos ou horas, em que simultaneamente com a irradiação pode ser medida a radiação gama enviada/emitida pela amostra. Foi demonstrado que neste caso os nêutrons podem ser gerados particularmente por meio de um gerador para a fusão de dêuterons (núcleos de deutério), particularmente com o gás deutério como um alvo gasoso ou como combustível. A presente invenção permite a medição e a análise com base em uma irradiação relativamente baixa em energia por um longo período de tempo, pelo que a análise pode ser realizada com muita precisão e reprodutibilidade.

[0011] De acordo com o estado da técnica, muitas tarefas metrológicas até ao momento foram irradiadas de forma pulsada, em que até ao momento era necessário um tempo de espera depois de um pulso de nêutrons correspondente. O comprimento do pulso até ao momento costumava se situar na faixa de dez a várias centenas de microssegundos (µseg.). Em comparação com a irradiação pulsada, simultaneamente com a irradiação tanto é medida a radiação gama imediata como também tardia enviada/emitida a partir da amostra, em que a resolução de energia do detector permite a divisão em radiação gama imediata e tardia. Em comparação com a irradiação pulsada, não tem de ser cumprida nenhuma janela de tempo (até ao momento habitualmente de, pelo menos, 5 μsegs.), até que possa ser realizada a medição/análise da radiação emitida. Não é necessário nenhum tempo de espera para o início da detecção da radiação gama. Deixa de ser necessária a coordenação temporal com o final de um pulso de nêutrons correspondente, mas pode ser continuamente irradiada e medida. Isso também permite reduzir o tempo de medição para a análise das amostras.

[0012] A medição pode ser realizada completamente sem janela de tempo ou, opcionalmente, parcialmente com janela de tempo. Preferencialmente, pelo menos uma parte da radiação gama emitida é medida independentemente do tempo, sem janela de tempo. O método pode incluir a moderação dos nêutrons rápidos, pelo menos temporariamente.

[0013] A medição simultânea da radiação gama permite um alto desempenho do sistema de medição. Em um modo operacional padrão, tanto a radiação gama imediata como a tardia podem ser medidas, com foco na radiação gama imediata. A medição simultaneamente com a irradiação pode ser realizada de forma contínua, particularmente no mesmo momento da irradiação, ou em janelas de tempo individuais, independentemente das especificações de tempo para a irradiação. Por exemplo, é realizada uma irradiação contínua, mas opcionalmente uma medição ocorre apenas em pequenos intervalos. A medição simultaneamente com a irradiação contínua tem como consequência que não tem de ser tida em consideração nenhuma janela de tempo, mas que a medição e a análise podem ser realizadas de forma muito flexível e os dois tipos de radiação, quer dizer, a radiação gama imediata e tardia, podem ser analisadas. Como uma característica específica da presente invenção, a medição/detecção da radiação gama pode ser enfatizada independentemente das relações temporais durante a irradiação de nêutrons.

[0014] De acordo com o estado da técnica se realizava uma irradiação pulsada, em que até ao momento era necessário um tempo de espera depois de cada pulso de nêutrons. O comprimento do pulso até ao momento costumava se situar no intervalo de dez a várias centenas de microssegundos (µseg.). Imediatamente depois de um pulso de nêutrons correspondente, o sinal de fundo dos sistemas de medição usados anteriormente era muito alto, de modo que a relação sinal/ruído (SNR) imediatamente depois do pulso de nêutrons era demasiado mau para permitir analisar a medição. Por conseguinte, não podia ser detectado um espectro significativo de radiação gama. No caso dos métodos anteriores, aos nêutrons era atribuída uma determinada janela de tempo para muitas tarefas metrológicas, para se poder realizar a medição, principalmente depois da emissão dos nêutrons. Geralmente, essa janela de tempo é de, pelo menos, 5 μsegs. Nessa janela de tempo, aumenta a probabilidade de interações na amostra, de modo que depois de um determinado tempo de espera (ou tempo de moderação) depois de um pulso de nêutrons correspondente a medição pode ser realizada com uma relação sinal/ruído SNR suficientemente boa. A aquisição dos dados foi realizada de forma deslocada no tempo em função dos pulsos de nêutrons.

[0015] No caso da radiação gama medida e analisada de acordo com o presente método, por um lado, se trata de radiação gama imediata, que é emitida imediatamente depois de um efeito recíprocos dos nêutrons com os núcleos atômicos da amostra. O período de tempo de emissão no caso da radiação gama imediata é de aprox. de 10exp- 16 a 10exp-12 segundos, período de tempo tão curto que se pode falar de emissão instantânea/imediata. No caso de radiação gama imediata não há atraso metrologicamente relevante entre a captura de nêutrons e a emissão da radiação gama. Por outro lado, também é afetada a radiação gama tardia, que é emitida na desintegração dos núcleos atômicos ativados com um atraso de tempo de acordo com a meia-vida característica. A radiação gama tardia é emitida com um deslocamento temporal depois de uma captura de nêutrons de acordo com a meia- vida característica do radionuclídeo formado a partir do núcleo atômico. No caso da análise clássica por ativação de nêutrons (NAA), a seção transversal para a captura de nêutrons e a meia-vida do radionuclídeo ativado influenciam a radiação emitida. De acordo com a presente invenção podem ser interconectados dois conceitos de medição: por um lado, a análise clássica por ativação de nêutrons (NAA) e, por outro lado, uma NAA gama imediata (PGNAA). Nesse caso, com base na energia da radiação gama (particularmente a posição do máximo de um pico) e na resolução de energia do detector pode ser feita uma distinção entre radiação gama imediata e tardia.

[0016] Conforme esperado, o maior ganho de conhecimento pode ser alcançado por análise da radiação gama imediata. No entanto existe toda uma série de elementos tal como, por exemplo, chumbo, que não fornecem um bom sinal imediato. Por conseguinte, em muitas aplicações ou em vários tipos de amostras de material, é útil analisar a radiação gama imediata e tardia. Opcionalmente, a irradiação opcionalmente também pode ser realizada de forma pulsada, pelo menos temporariamente, para medir apenas a radiação gama tardia.

Opcionalmente, independentemente do tipo de irradiação, pode ser medida apenas a radiação gama tardia, particularmente durante uma análise quanto ao chumbo.

[0017] A radiação gama emitida a partir da amostra é medida de forma energeticamente resolvida em um ou em mais detectores. Isso resulta em um espectro gama medido, particularmente de acordo com um registro do número de eventos detectados em um detector de raios gama enquanto função da energia. Com base na energia da radiação gama é realizada a identificação dos elementos da amostra. Por meio da intensidade de irradiação dependente de energia medida é realizada a quantificação de uma massa de elemento. A fração de massa de um elemento contido na amostra é analisada depois da extração do sinal de fundo da superfície do fotóptico, que enfatiza o elemento no espectro gama. Considerando que os elementos irradiados na amostra, geralmente, emitem radiação gama em diferentes energias, são consideradas todas as energias gama avaliáveis de um elemento na análise analítica para a determinação de massa e na análise de incerteza para a determinação de massa. Foi demonstrado que a análise baseada em todas as energias gama avaliáveis de um elemento apresenta a vantagem de poder ser usada uma ampla base de dados e de poderem ser realizadas verificações de plausibilidade. Além disso pode ser reduzida uma incerteza de medição restante e aumentada a precisão do método de medição.

[0018] A análise analítica para a determinação de massa na análise de elementos múltiplos é baseada, particularmente, no cálculo das eficiências de fotópticos dependentes de energia de emissões gama da amostra e de partições individuais da amostra e no cálculo do espectro de nêutrons e do fluxo de nêutrons na amostra e nas partições da amostra. Para esses cálculos podem ser feitas suposições iniciais sobre a composição elementar, derivadas da avaliação do espectro gama. Foi demonstrado que os resultados da análise de elementos múltiplos são as suposições iniciais feitas a priori para o cálculo de eficiências de fotóptico, do espectro de nêutrons e do fluxo de nêutrons e também aumentam a precisão do método de medição, para que o método preferencialmente possa ser realizado iterativamente quanto à composição da amostra, até que a composição calculada da amostra se estabilize. O método não destrutivo para a análise de elementos múltiplos por ativação de nêutrons é automaticamente possível por esse tipo de procedimento analítico, particularmente iterativo, em que como parâmetro inicial apenas são necessários a forma da amostra e a massa e a intensidade da fonte de nêutrons. A intensidade da fonte de nêutrons pode ser determinada pelo sistema ou pelo dispositivo de medição enquanto variável de controle.

[0019] Com base nesse método para a análise de elementos múltiplos com por ativação de nêutrons e em um dispositivo para realizar o método, podem ser analisadas de forma não destrutiva várias amostras de uma forma simples quanto à composição do material. Enquanto exemplos de amostras analisáveis podem ser referidos, por exemplo; amostras de solo, cinzas, amostras de água, lodo de esgoto, sucata eletrônica, resíduos quimiotóxicos ou radioativos. A análise das amostras pode ser realizada em lote ou online em um fluxo de massa. A análise das amostras pode ser realizada para fins como garantia de qualidade, classificação direcionada, controle de processo e/ou verificação.

[0020] Em comparação com os métodos anteriores, o método de acordo com a presente invenção é caracterizado, particularmente, pelas propriedades seguintes: emissão contínua de nêutrons rápidos; medição contínua dos espectros de gama; medição colimada de toda a amostra ou de volumes parciais individuais da amostra (partições); particularmente, a amostra é irradiada com 2,45MeV de nêutrons (<

10MeV, energia inicial relativamente reduzida); a radiação gama é analisada por análise do sinal de cada partição; a análise analítica para a determinação das massas dos elementos é realizada, particularmente, com base no pressuposto simplificado de que a massa dos elementos está homogeneamente distribuída em uma partição, e/ou; são realizados uma rotação e um deslocamento axial da amostra para o detector. Depois ou durante a emissão de nêutrons rápidos, os nêutrons rápidos podem ser moderados em uma câmara de moderação, na câmara de amostra e/ou na própria amostra, até que estejam suficientemente termalizados.

[0021] Em contrapartida, até ao momento, a análise, geralmente, tem vindo a ser realizada por meio de um método com as propriedades seguintes: irradiação pulsada com nêutrons rápidos; medição de espectros gama em intervalos de tempo ou janelas de tempo predefinidos depois de um pulso de nêutrons correspondente ou entre os pulsos de nêutrons individuais; a amostra é integralmente medida, sem definir um colimador; mais particularmente, a amostra é irradiada com 14,1MeV de nêutrons (> 10MeV); é realizada uma rotação da amostra antes do detector e a radiação gama é medida em função de um ângulo de rotação da amostra irradiada; a análise analítica para a determinação de massas de elementos não homogeneamente distribuídas se baseia no pressuposto simplificado de que a massa de elementos é pontual. O fluxo integral de nêutrons na amostra pode ser determinado por meio de um revestimento metálico da amostra.

[0022] Em seguida serão brevemente discutidos os termos usados em conexão com a presente invenção.

[0023] Por blindagem, preferencialmente, se deve entender um material ou uma unidade, que circunda o sistema de medição e reduz a potência de dose de gama e de nêutrons fora do sistema de medição. Por irradiação ou por irradiar se deve entender uma operação de um gerador de nêutrons e uma geração e emissão de nêutrons em, pelo menos, uma amostra, para efetuar a composição elementar da radiação gama característica da amostra.

[0024] Por unidade de detector, preferencialmente, se deve entender uma unidade ou um módulo do sistema de medição, compreendendo um ou mais detectores, sendo que com essa unidade de detectores é medida em alta resolução a radiação gama emitida a partir da amostra ou de partições individuais da amostra. Um detector correspondente pode apresentar uma extensão de, por exemplo, 5 cm a 10 cm em uma direção espacial.

[0025] Por um colimador, preferencialmente, se deve entender uma unidade ou um módulo do sistema de medição que limita a região de visualização de um detector a uma região espacial com uma maior probabilidade de detecção de radiação gama. A colimação também pode ser específica para segmentos/partições individuais da amostra.

[0026] Por sistema de medição, preferencialmente, se deve entender um sistema metrológico para gerar radiação ionizante com o objetivo da análise de elementos múltiplos de amostras. De acordo com uma modalidade de realização, o dispositivo aqui descrito pode ser designado por sistema de medição.

[0027] Por câmara de moderação, preferencialmente, se deve entender um conjunto do sistema de medição para a moderação de nêutrons, particularmente por meio de grafite ou, pelo menos, parcialmente constituído por grafite. A moderação, em função da forma de medição/análise desejada opcionalmente pode estar prevista na câmara de amostra e/ou em uma câmara de moderação separada.

[0028] Por um gerador de nêutrons, preferencialmente, se deve entender um conjunto do sistema de medição, que emite nêutrons rápidos (particularmente nêutrons de 2,45MeV ou ainda nêutrons geralmente de <10MeV) e disposto dentro da blindagem. O gerador de nêutrons opcionalmente pode estar circundado por uma câmara de moderação separada da câmara de amostra.

[0029] Por fluxo de nêutrons, preferencialmente, se deve entender um produto da densidade de nêutrons (nêutrons livres por cm3) e a quantidade média da velocidade dos nêutrons (cm/seg.).

[0030] Por espectro de nêutrons, preferencialmente, se deve entender a distribuição relativa da energia de nêutrons ao longo de toda a faixa de energia dos nêutrons.

[0031] Por partição, preferencialmente, se deve entender uma região espacial predefinível/predefinida dentro da amostra, em que a soma de várias partições resulta na totalidade da amostra ou define a totalidade do corpo da amostra. Um número preferido de partições pode ser selecionado em função da dimensão da amostra e da tarefa metrológica, por exemplo, entre 1 partição e 60 partições. Neste caso, o volume de uma partição pode variar de alguns centímetros cúbicos a litros. No caso de amostras muito pequenas, por exemplo, de alguns centímetros cúbicos, pode ser vantajoso definir apenas uma única partição.

[0032] Por eficiência de fotóptico, preferencialmente, se deve entender uma probabilidade de detecção para a deposição completa de energia de uma emissão gama no detector.

[0033] Neste caso, por emissão gama, independentemente do respectivo nível de energia, se deve entender a radiação gama. A radiação gama específica apresenta uma energia específica. A emissão gama, enquanto tal, é a reação depois de uma irradiação com nêutrons. Por conseguinte, a análise é realizada especificamente para tipos individuais de radiação gama a partir do espectro de uma emissão gama. Por meio do espectro da emissão gama são detectados sinais de radiação gama imediata e tardia.

[0034] Por amostra, preferencialmente, deve ser entendida uma quantidade de material sólida ou líquida, que é selecionada para a análise e é objeto de investigação, por exemplo, compreendendo amostras de solo, cinzas, amostras de água, lamas de esgoto, resíduos quimiotóxicos ou radioativos.

[0035] Por câmara de amostra, preferencialmente, se deve entender um conjunto do sistema de medição, em que a amostra está disposta durante a irradiação e em que opcionalmente a amostra pode ainda ser deslocada, particularmente durante a irradiação.

[0036] Por suporte de amostra, preferencialmente, se deve entender um conjunto do sistema de medição, que recebe a amostra e que está disposto na câmara de amostra. Por meio do suporte de amostra pode ser realizado um deslocamento local da amostra.

[0037] Em seguida, o método de acordo com a presente invenção será descrito primeiro em termos gerais, sendo posteriormente explicado em detalhe aspetos individuais do método.

[0038] Por meio da operação de um ou de mais geradores de nêutrons, uma amostra dentro de um sistema de medição pode ser continuamente irradiada com nêutrons e simultaneamente à irradiação medida a radiação gama induzida/medida pelos efeitos recíprocos de nêutrons.

[0039] Conforme acima referido, no caso da radiação gama, por um lado, se trata de uma radiação gama imediata, que é emitida imediatamente depois da interação dos nêutrons com os núcleos atômicos da amostra e, por outro lado, de uma radiação gama tardia, que é emitida durante a deterioração dos núcleos atômicos ativados de acordo com a meia-vida característica. A radiação gama emitida a partir da amostra pode ser medida de forma energeticamente resolvida em um ou em mais detectores. Isso resulta em um espectro gama medido, por detector. O espectro gama é o registro do número de eventos detectados em um detector gama em função da energia. Com base na energia da radiação gama é realizada a identificação dos elementos da amostra. Por meio da intensidade de radiação dependente de energia medida, pode ser realizada a quantificação de uma massa de elementos. Cálculo das massas de elementos durante medições particionadas e não particionadas

[0040] A fração de massa de um elemento, que está contido na amostra, é calculada depois da subtração do sinal de fundo da superfície dos fotópticos, que o elemento produz no espectro gama. A taxa de contagem líquida de fotópticos registrados durante a análise de elementos múltiplos varia em função dos parâmetros de influência seguintes, cuja relevância foi particularmente considerada na publicação seguinte: G.L. Molnar (Ed.), Handbook of Prompt Gamma Activation Analysis with Neuron Beams, Kluwer Academic Publishers, ISBN 1-4020-1304-3 (2004).

𝑁𝐴 ∞ (1) (𝑃𝑅 )𝐸𝛾 = ∙ ∫𝑉 ∫0 𝑚(𝑥) ∙ 𝜀𝐸𝛾 (𝑥) ∙ 𝜎𝛾 (𝐸𝑛 ) ∙ Φ(𝑥, 𝐸𝑛 )𝑑𝐸𝑛 𝑑𝑥

𝑀 em que - (𝑃𝑅 )𝐸𝛾 representa a taxa de contagem líquida do fotóptico do elemento para a energia gama 𝐸𝛾 , - 𝑀 a massa molar do elemento correspondente, - 𝑁𝐴 = 6.0221408 ∙ 1023 representa a constante de Avogadro, - representa a posição no volume de amostra , - representa a energia de nêutrons, - 𝑚(𝑥) representa a função de distribuição para a massa do elemento correspondente no volume de amostra, - 𝜀𝐸𝛾 (𝑥) representa a eficiência de fotóptico para raios gama do elemento na energia correspondente, que foi emitido na posição ,

- 𝜎𝛾 (𝐸𝑛 ) representa seção transversal do efeito de produção gama parcial, e - Φ(𝑥, 𝐸𝑛 ) representa o fluxo de nêutrons enquanto função da posição e da energia na amostra.

[0041] Neste caso, a seção transversal parcial do efeito de produção gama varia em função do elemento considerado e compreende tanto a intensidade da linha gama considerada Eˠ como a frequência natural do isótopo associado ao elemento. Considerando que os elementos irradiados na amostra geralmente emitem radiação gama em diferentes energias, são consideradas várias energias gama Eˠ analisadas de um elemento durante a análise analítica para a determinação de massa assim como para a análise de incerteza na determinação de massa.

[0042] A consideração de várias energias gama de um elemento reduz a incerteza do método de medição.

[0043] Preferencialmente, a amostra é dividida em partições e medida/analisada de forma segmentada. Para este efeito, durante uma medição espectrométrica gama individual, uma ou mais partições da amostra estão localizadas na região de visualização colimado do detector (Figura 4). A região de visualização do detector é a região espacial, devido à geometria do colimador, apresenta uma maior probabilidade de detecção de radiação gama. Para que as partições correspondentes opcionalmente possam ser orientadas de forma óptima em relação à região de visualização do detector, a amostra pode ser deslocada na frente do detector, particularmente rodada e deslocada. As probabilidades de detecção dependentes de energia da radiação gama emitida a partir da amostra ou de uma partição correspondente são designadas por eficiências de fotóptico. Dentro das partições da amostra, a radiação gama é atenuada para que as partições voltadas para o detector e localizadas na região de visualização do colimador apresentem eficiências de fotóptico mais elevadas do que as partições fora da região de visualização do detector. Por conseguinte, a capacidade de carga de um resultado de medição em relação à composição do elemento de uma partição correspondente pode ser aumentada, particularmente quando são consideradas várias medições espectrométricas gama.

[0044] Por colimação em uma partição, particularmente, pode ser melhorado o SNR para a partição correspondente. Quando as medições espectrométricas gama de várias partições são analisadas de forma combinada, qualquer incerteza restante poderá ser reduzida.

[0045] Foi verificado que são geradas vantagens específicas surge a partir de um número de quatro partições, em função da dimensão da amostra. Neste caso, a geometria da partição preferencialmente é definida em função da geometria da amostra e da tarefa metrológica.

[0046] A amostra é dividida em amostras cilíndricas, particularmente de acordo com camadas e com setores nas partições (Figura 4). Mais particularmente, as partições são geradas em forma de fatias de bolo, quer dizer, como segmentos cilíndricos tridimensionais. Uma partição horizontal (particularmente de acordo com seções ortogonais em relação a um eixo de simetria de uma amostra cilíndrica) é designada por camada, e uma partição dependente de ângulo é designada por sector (de ângulo). No caso de uma divisão adicional de setores angulares em função da distância do eixo de simetria, essas partições são especificamente designadas por setor radial. Mais particularmente, uma amostra cúbica ou cuboide pode ser subdividida em voxels individuais. Cada voxel representa uma partição. O voxel correspondente também apresenta uma geometria cúbica ou cuboide.

[0047] A determinação das massas dos elementos nas partições individuais é realizada conforme se segue. Nesse caso, se parte do pressuposto de que, dentro de uma partição, a massa de um elemento mk (símbolo da fórmula mk) é distribuída homogeneamente. Por conseguinte, no caso de partições N, os espectros gama N são, assim, registrados e para cada energia gama N são geradas taxas de contagem de fotópticos líquidas. Em função do tipo de partição podem ocorrer variações, particularmente no caso dos setores radiais. Então N pode ser substituído por K e é válido, por exemplo, o seguinte: no caso de partições K são registrados N espectros gama em N medições, em que K é maior ou igual a N e são geradas N taxas de contagem de fotópticos líquidas para cada energia gama. Por conseguinte, agora, a equação (1) pode, para as partições K ou N, pode ser reduzida à soma seguinte para uma energia gama durante a medição colimada da partição i, em que o índice K percorre as partições, o que faz antever uma análise simples e robusta: 𝑁𝐴 𝑖 (2) (𝑃𝑅 )𝑖𝐸𝛾 = ∙ ∑𝑁 𝑖←𝑘 𝑖𝑘 𝑘=1 𝑚𝑘 ∙ 𝜀𝐸𝛾 ∙ 𝜎𝐸𝛾 ∙ Φ𝑘

𝑀 em que - 𝜀𝐸𝑖←𝑘 𝛾 representa a eficiência de fotóptico integral da partição k na medição i, - 𝜀𝐸𝑖←𝑘 𝛾 representa a seção transversal (n, ˠ) integral da energia gama na partição k na medição i, formada por ∞ ∫0 𝜎𝛾 (𝐸𝑛 ) ∙ Φ𝑘𝑖 (𝐸𝑛 )𝑑𝐸𝑛 𝜎𝐸𝑖𝑘𝛾 = ∞ ∫0 Φ𝑘𝑖 (𝐸𝑛 )𝑑𝐸𝑛 e em que - Φ𝑘𝑖 representa o fluxo de nêutrons integral na partição k na medição i, formada por ∞ Φ𝑘𝑖 = ∫ Φ𝑘𝑖 (𝐸𝑛 )𝑑𝐸𝑛 0

[0048] Por conseguinte, a equação (2) gera um sistema de equações lineares da dimensão NxN ou NxK, que pode ser resolvido pelas massas de elemento das partições individuais. Esse sistema de equações lineares apresenta a forma seguinte:

(3) em que A representa uma matriz de dimensão NxN ou NxK e m, b representam vetores da dimensão Nx1 ou Kx1. Os registros da matriz A são dados por 𝑁𝐴 𝑖←𝑘 𝑖𝑘 𝐴𝑖𝑘 = ∙𝜀 ∙ 𝜎𝐸𝛾 ∙ Φ𝑘𝑖 𝑀 𝐸𝛾

[0049] Os registros de m são dados por mi e os registros de b são dados por 𝑏𝑖 = (𝑃𝑅 )𝑖𝐸𝛾

[0050] Mais particularmente, para obter apenas resultados fisicamente significativos, positivos e claros na solução do sistema de equações, durante a resolução numérica do sistema de equações pode ser usado o chamado método de "mínimos quadrados não negativos".

[0051] Quando podem ser feitas suposições simplificadas relativas à homogeneidade da distribuição de massa, à distribuição do fluxo de nêutrons e/ou às eficiências de fotóptico, particularmente com base em um parâmetro para a dimensão e a composição da amostra, não é obrigatoriamente necessária uma medição segmentada/particionada. Foi verificado que a amostra pode ser medida em uma única medição, preferencialmente colimada, e pode ser registrado um único espectro gama. Nesse caso, a equação (2) é reduzida à relação linear simples seguinte: 𝑚∙𝜀𝐸𝛾 ∙𝑁𝐴 ∙𝜎𝐸𝛾 ∙Φ (4) (𝑃𝑅 )𝐸𝛾 =

𝑀 em que - 𝜀𝐸𝛾 representa a eficiência de fotóptico integral da amostra, - 𝜎𝐸𝛾 representa a seção transversal (n, γ) integral para a energia gama na amostra, - Φ representa o fluxo de nêutrons integral na amostra.

[0052] Essa igualdade pode ser solucionada diretamente segundo a massa de elemento m. Os parâmetros correspondentes podem ser calculados, desse modo, para o caso segmentado/particionado, assim como, para o caso não segmentado. A energia pró-gama calculará uma massa m do elemento correspondente, seja em uma partição ou sei no volume de amostra total. A incerteza de medição u(m) nesse valor é determinada de acordo com a DIN ISO 11929, que também pode ser obtida na seguinte publicação publicada pelo Instituto Alemão de Normalização: Bestimmung der charakteristischen Grenzen (Erkennungsgrenze, Nachweisgrenze und Grenzen des Vertrauensbereiches) bei Messungen ionisierender Strahlung - Grundlagen und Anwendungen (ISO 11929:2010) (2011) (Determinação dos limites característicos (limites de reconhecimento, de evidência e limites da área de confiança) em medições de emissões ionizantes - fundamentos e aplicações (ISO 11929:2010) (2011)).

[0053] Visto que um elemento de radiação gama emitido com diferentes energias gama, como resultado de medição, a massa do elemento é calculada como valor médio ponderado das massas determinado individualmente. A ponderação ocorre com base nas incertezas calculadas. Identificação Automática dos Elementos Contidos na Amostra

[0054] Os elementos contidos na amostra podem ser identificados automaticamente com base em espectros gama coletados. Para cada elemento pode ser criada uma assinatura de emissão característica das energias gama com intensidades correspondentes a partir de um banco de dados de física nuclear. Os sinais são reconciliados nas energias gama conhecidas dos elementos, no espectro, por meio de um programa de computador com essa assinatura. Uma análise estatística do nível de correspondência gera uma lista dos elementos contidos na amostra com a maior probabilidade. Para essa identificação, se recorre não apenas às energias camas da radiação gama imediata, mas também da radiação gama atrasada. Por meio disso, se obtém, particularmente, de forma vantajosa, que o método pode ser aplicado para uma pluralidade de elementos. Método para a Determinação de Eficiências Fotópicas

[0055] A determinação de eficiências fotópicas dependentes de energia, de um elemento, ocorre por meio da coleta de uma fração de massa e de elemento homogênea em uma partição da amostra ou de toda a amostra. A densidade média de uma partição da amostra pode ser dividida pela massa da amostra pelo volume da amostra e/ou por uma medição de transmissão com o auxílio de um emissor gama, com, por exemplo, Co-60 ou Eu-154. A medição de transmissão pode servir como medição avançada para a caracterização da amostra, por exemplo, para poder determinar a altura de enchimento de um fluido ou um fluxo a ser examinado em um barril (amostra). Para o cálculo das eficiências fotópicas são criados pontos aleatórios, pode meio de um programa de computador, no volume da amostra e, na etapa seguinte, um número maior de trajetórias aleatórias a partir desse ponto, no sentido do detector. Ao longo de trajetórias individuais, são determinadas, então, comprimentos de percurso nos diferentes materiais e a partir dos coeficientes de enfraquecimento dos materiais, são calculadas as probabilidades dependentes de energia de uma absorção e propagação ao longo das trajetórias. A partir da extensão do percurso no detector e da seção transversal de efeito dependente de energia para a reação fotoelétrica, a formação de pares e a propagação Compton, é calculada uma probabilidade dependente de energia para uma deposição completa da energia gama no detector. Ambas as probabilidades são combinadas para obter a probabilidade da detecção de um fóton ao longo da trajetória para cada energia gama possível. Uma média por todas as trajetórias com o mesmo ponto de partida resulta a eficiência fotópica dependente de energia para esse ponto de partida. Os resultados de todas as eficiências fotópicas dependentes de energia dos pontos de partida são medidos em uma partição, para obter a eficiência fotópica integral correspondente dessa partição para cada energia gama. Método para a Determinação de Fluxo e Espectro de Nêutrons

[0056] Para a avaliação analítica para a determinação de massa de elementos da amostra, além das eficiências fotópicas dependentes de energia das emissões gama, são determinados o fluxo de nêutrons e o espectro de nêutrons liberado por energia dentro da amostra ou das partições individuais da amostra através de um método analítico. Nesse caso, pode ser solucionada numericamente uma aproximação de difusão da igualdade linear Boltzmann. Os parâmetros iniciais para esse sistema de igualdades são calculados a partir de cálculos de simulação do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutron nas câmaras de amostra vazias e/ou no fluxo de nêutron obtido por técnica de medição, fora da amostra.

[0057] No trecho a seguir, é descrita a determinação opcional de técnica de medição do fluxo de nêutron dentro da câmara de amostra e fora da amostra.

[0058] Para a avaliação dos dados de medição, pode ser determinado o fluxo de nêutrons total ou absoluto em cada partição opcional também por um ou vários detectores de nêutrons, que podem ser trazidos na câmara de medição, além da amostra. A partir dos dados de medição do respectivo detector de nêutrons, pode ser reconstruído o fluxo total de nêutrons em cada partição individual. Como detectores de nêutrons podem ser utilizados, particularmente tubos contadores proporcionais preenchidos com gás com BF3 (BF3) ou 3He (3He), particularmente, como material sensível a nêutrons, que é particularmente adequado para a medição do fluxo térmico de nêutron. O detector pode apresentar uma geometria cilíndrica, particularmente, com um com um comprimento útil que corresponde à altura do plano de medição. Isso facilita a detecção ou a medição do fluxo de nêutrons do plano todo. Os detectores de nêutrons são dispostos, de forma preferida, dentro da câmara de medição nas posições do fluxo térmico mínimo e máximo esperado de nêutrons, assim como, nas posições adicionais, de forma preferida, próximo as aberturas de um/do colimador, particularmente, respectivamente com a mesma distância ao ponto de fonte de nêutrons (fonte de nêutrons). Particularmente, são dispostos, na altura dos detectores, pelo menos quatro detectores de nêutrons na câmara de medição. Para a determinação da distribuição vertical do fluxo de nêutrons pode ser previsto um plano acima e abaixo do plano de medição dessa mesma disposição de detectores de nêutrons, no sentido dos planos de detectores de nêutrons redundantes. A reconstrução ou determinação do fluxo de nêutrons total nas partições a partir dos dados de medição assim obtidos pode ocorrer, particularmente, considerando a intensidade da fonte de nêutrons ajustados, da ponderação e volume da amostra, assim como, da composição material da amostra (espacialmente resolvida). Nesse caso, pode ocorrer uma retirada na composição material da amostra. A reconstrução pode ocorrer como parte de um processo de avaliação iterativo dos dados de medição. Uma reconstrução espacialmente resolvida ocorre, particularmente, se considerando um comportamento de enfraquecimento conhecido do material de amostra (particularmente, se considerando coeficientes de enfraquecimento) no fluxo de nêutrons, assim como, com base em determinadas características simulativas do fluxo de nêutrons nos respectivos pontos de medição dependendo dos parâmetros iniciais ou de entrada descritos anteriormente.

[0059] Assim, além da detecção de raios gama também pode ocorrer uma detecção de nêutrons na câmara de amostra, particularmente, para fins de medição do fluxo de nêutrons total, de forma integral, por uma faixa de energia, de tal modo que os respectivos fluxos de nêutrons possam ser reconstruídos nas respectivas partições. A respectiva massa de elemento pode ser quantificada a partir dos fluxos de nêutrons totais e a partir dos espectros de nêutrons e dos espectros gama medidos. Isso fornece uma boa carga admissível ou um bom valor informativo dos resultados de medição. Opcionalmente, pode ser utilizado, de forma alternativa ou adicional (particularmente para fim de redundância de técnica de medição) também a intensidade da fonte do gerador de nêutrons como grandeza inicial.

[0060] Geralmente, foi determinado até agora, o fluxo de nêutrons na amostra, em que fatores de correção dependentes de energia foram determinados integralmente para a amostra toda. Esse tipo de cálculo foi observado, particularmente, na seguinte publicação: A. Trkov, G. Zerovnik, L. Snoj, e M. Ravnik: On the self-shielding factors in neutron activation analysis, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 610, pp. 553 - 565 (2009). Para amostras de grande volume, foi sugerido na publicação de R. Overwater, denominada em detalhes abaixo, no ano de 1994, um método aproximativo para a determinação do fluxo de nêutrons sem dependência de energia, particularmente, para geometrias especiais, que permitam uma redução em duas dimensões especiais.

[0061] O fluxo de nêutrons e o espectro de nêutrons dentro da amostra ou dentro de partições individuais da amostra podem ser determinados automaticamente no método aqui descritos (através de um programa de computador), em que pode ser calculada numericamente, localmente e espacialmente resolvida, uma aproximação de difusão da igualdade linear Boltzmann (considerando todas as três dimensões espaciais) e os parâmetros iniciais para esse sistema de igualdade podem ser calculados a partir de cálculos de simulações do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons na câmara de amostra vazias e/ou a partir do fluxo de nêutrons determinado por técnica de medição, fora da amostra (material a ser medido).

[0062] O fluxo de nêutrons espacialmente e energeticamente resolvido na der amostra pode ser determinado a partir da solução da igualdade de transporte para os nêutrons de Boltzmann: (5) Φ(𝑥, 𝐸𝑛 ) = ∫𝑆2 Ψ(𝑥, 𝐸𝑛 , Ω)𝑑Ω,

[0063] em que  caracteriza a variável de sentido e  com isso, é suficiente para a seguinte igualdade: ∞ (6) Ω ∙ ∇𝑥 Ψ(𝑥, 𝐸𝑛 , Ω) + ∑𝑡(𝑥, 𝐸𝑛 )Ψ(𝑥, 𝐸𝑛 , Ω) = ∫𝑆 2 ∫0 ∑𝑠 (𝑥, 𝐸𝑛′ , 𝐸𝑛 , Ω′ , Ω)Ψ(𝑥, 𝐸𝑛′ , Ω′ ) 𝑑 𝐸𝑛′ 𝑑Ω′

[0064] Nesse caso, t caracteriza a seção transversal de efeito de dispersão total e s a seção transversal de efeito de dispersão para nêutrons do material da amostral, que se compõem a partir das seções transversais de efeito dos elementos contidos na amostra.

[0065] A igualdade (6) é aproximada por um sistema acoplado de igualdades de difusão, que corresponde à aproximação denominada SP-3, cuja composição foi observada na seguinte publicação: P. S. Brantley e E. W. Larsen, The simplified P3 approximation, Nuclear Science and Engineering, 134, pp. 1-21 (2000). Esse sistema de igualdade é solucionado numericamente na forma de grupos múltiplos por meio de um programa de computador. Como resultado, o fluxo de nêutrons e o espectro de nêutrons podem ser obtidos em cada partição da amostra, solucionados nos respectivos grupos de energia. Para determinar os parâmetros iniciais, o fluxo solucionado por energia, é calculado pelas superfícies marginais da amostra ou da câmara de medição com base em cálculos de simulação do fluxo de nêutron, na câmara de medição vazia. Os parâmetros do sistema de igualdade são obtidos a partir da composição elementar da amostra, em que, na primeira etapa, os parâmetros iniciais são calculados a partir do fluxo de nêutrons simulado e do espectro de nêutrons na câmara de amostra vazias e/ou a partir do fluxo de nêutrons obtido por técnica de medição,

fora da amostra, particularmente, por uma coleta referente à homogeneidade da amostra e da composição dos elementos da amostra ou das partições. O cálculo e avaliação do fluxo e espectro de nêutrons pode ocorrer de forma respectivamente individual, para uma respectiva partição, particularmente, em que a respectiva partição é definida com base em uma subdivisão virtual da amostra nas áreas espaciais. Abordagem Iterativa Automatizada

[0066] O resultado da avaliação analítica ou o resultado mais importante é a composição do elemento da amostra. A avaliação é subjacente aos parâmetros preferidos referentes à eficiência fotópica dependente de energia, do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons dentro da amostra ou dentro das partições da amostra. Com base nos três parâmetros iniciais de forma/geometria e massa do corpo de amostra, assim como, intensidade da fonte de nêutrons, pode ocorrer, com isso, se considerando os três parâmetros calculados, eficiências fotópicas dependentes de energia, fluxo de nêutrons e espectro de nêutrons dentro da amostra e dentro das partições da amostra, uma análise muito compreensível. Esses parâmetros são influenciados pela composição elementar da amostra, de tal modo que o método seja executado de forma preferencialmente iterativa, até que a composição calculada do elemento não se modifique mais ou essencialmente mais. Se considerando a Figura 3, é descrito, em mais detalhes, um tipo possível de iteração. A partir dos parâmetros iniciais, é calculado um fluxo de nêutrons inicial e um espectro de nêutrons inicial (etapa S1). Além disso, pode ser considerado/determinado adicionalmente o tipo exato de colimação e, opcionalmente, segmentação da amostra, e ademais, também, uma translação e/ou rotação vantajosa da amostra para o curso da medição (etapa S2). O tipo de colimação, assim como, a segmentação der amostra pode ser realizado, particularmente,

dependendo do tamanho e geometria da amostra. Amostras maiores assim como, geometrias complexas são subdivididas em várias partições como amostras menores. A avaliação do espectro gama coletado compreende a identificação dos elementos contidos na amostra por uma atribuição dos picos medidos no espectro aos elementos individuais, se considerando interferências entre os picos gama. As taxas de contagem líquida em energias gama individuais são calculadas, de forma preferida, apenas uma vez e são mantidas constantes dentro do método iterativo (etapa S3). A partir disso é calculada uma composição elementar inicial da amostra. Mediante aplicação das etapas ainda descritas a seguir, para o cálculo das eficiências fotópicas (etapa S4), da massa de elementos nas partições individuais da amostra (etapa S5) e do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons (etapa S6), é determinada a composição elementar da amostra. Esse processo é conduzido de forma iterativa até que a composição elementar nas partições individuais não se modifique mais. Através da metodologia analítica iterativa, é obtida uma precisão elevada.

[0067] As taxas de contagem líquida nas energias gama individuais são calculadas, particularmente, apenas uma vez e são mantidas constantes durante o método iterativo. Inicialmente, é tomada uma coleta inicial pela composição elementar da amostra. Mediante aplicação do método descrito nas seções anteriores para o cálculo das eficiências fotópicas, do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons e da massa de elementos nas partições individuais da amostra, é determinada, então, uma nova composição elementar da partição. Esse processo pode ser conduzido de forma iterativa até que a composição elementar nas partições individuais não se modifique mais.

[0068] O método não destrutivo aqui descrito, para a análise de elementos múltiplos, com base na ativação de nêutrons é possível, por meio dessa metodologia analítica, inicialmente automático ou completamente automático, particularmente também por uma duração mais longa, particularmente, em amostras de volumes maiores, particularmente, já a partir de cerca de 1 litro. Como parâmetro inicial são necessárias apenas a forma do corpo de amostras e a massa, em que a intensidade da fonte de nêutrons se encontre no cálculo. A intensidade da fonte de nêutrons é determinada, nesse caso, a partir dos parâmetros operacionais do gerador de nêutrons ou a partir da atividade da fonte de nêutrons. Também para uma análise elementar de amostras de grande volume, a respectiva amostra é continuamente irradiada com nêutrons e é medida a radiação gama liberada/irradiada pela amostra, assim como, a quantidade de um elemento contido na amostra e avaliada após a dedução do sinal de fundo da superfície do fotóptico, que provoca o elemento, particularmente, em uma representação de energia de taxa de contagem. Ao contrário do método, método atual, pode ser irradiado de forma contínua e simultânea, em que, não são necessárias quaisquer irradiações pulsadas e também quaisquer interrupções do tempo de medição. Também não é mais necessário para a determinação do fluxo de nêutrons no local da amostra que, para pelo menos uma área parcial da amostra, a composição da amostra seja conhecida. Particularmente para amostras de grandes volumes pode ocorrer também uma medição de transmissão para a caracterização de amostras.

[0069] Também devem ser entendidos como nêutrons rápidos, nesse caso, nêutrons que são rápidos quando são emitidos a partir da fonte e que, a partir disso, podem ser desacelerados por uma câmara de amostra e/ou por uma câmara de moderação, particularmente, para poder elevar a probabilidade de um efeito de alternância com a amostra. Por meio de nêutrons que abrandam materiais moderadores podem ser caracterizados nêutrons termalizados. Nêutrons termalizados são nêutrons livres, lentos ou desacelerados, particularmente com uma energia cinética inferior a l00meV (mili elétron-volt). Em uma classificação para nêutrons, os nêutrons termalizados ou nêutrons térmicos se encontram entre os nêutrons frios e rápidos. O termo "termalizado", indica, além disso, que os nêutrons entram em equilíbrio com seu movimento térmico através da dispersão repetida em um meio. A velocidade desses nêutrons termalizados tomam, nesse caso, uma divisão Maxwell correspondente, que pode ser descrita por uma temperatura.

[0070] De acordo com uma modalidade, ocorre a irradiação ou radiação e medição por um intervalo de, pelo menos, um milissegundo ou de, pelo menos, um segundo. De acordo com uma modalidade, a medição da radiação emitida em reação à irradiação durante a irradiação em uma janela de tempo de, pelo menos, 5 microssegundos (µSeg.).

[0071] De acordo com uma modalidade, a irradiação ocorre por um intervalo de pelo menos 10 minutos, ou pelo menos 30 minutos, ou pelo menos duas horas, sem interrupção. Uma duração de irradiação ideal é definida dependendo do respectivo objetivo de análise específico. A irradiação contínua por tais intervalos permite uma avaliação confiável dos dados de medição de forma flexível, particularmente, também especificamente no que diz respeito aos aspectos parciais individuais. A duração da irradiação pode ser definida, particularmente, do ponto de vista de uma sensibilidade do objetivo de análise exigido. Foi provado que, com a duração de irradiação crescente, aumenta a probabilidade de detectar impurezas perceptíveis (impurezas na área perceptível). A sensibilidade do método de medição de acordo com a invenção pode ser elevada com o tempo crescente. A duração da irradiação e iteração podem ser definidos, nesse caso, de forma independente uma da outra.

[0072] Como duração de irradiação mínima, pode ser definida uma duração de irradiação na faixa de segundos. Como duração de irradiação máxima, pode ser definida uma duração de irradiação na faixa de segundos, minutos e até horas.

[0073] De acordo com uma modalidade são gerados nêutrons com valor de energia de nêutrons de 2,45MeV ou com, pelo menos, um valor de energia de nêutrons do seguinte grupo: 2,45MeV, 14,1MeV. Se demonstrou que, em nêutrons com 2,45MeV, pode ser obtido um sinal particularmente bom, ou seja, um sinal com SNR vantajoso.

[0074] De acordo com uma modalidade, são gerados nêutrons com uma energia de nêutrons com, pelo menos, um valor na faixa de energia de 10keV a 20MeV, particularmente de 10keV a 10MeV.

[0075] De acordo com uma modalidade são gerados nêutrons com uma energia de nêutrons de, no máximo, 10MeV. Isso fornece, particularmente, uma sensibilidade elevada. Como uma vantagem da irradiação contínua com energia de nêutrons inferior a 10MeV, particularmente, de energia de nêutrons a 2,45MeV, foi demonstrado que não surgiram, portanto, muitas interações inelásticas como reações de valor limiar com energias de nêutrons necessárias de, pelo menos, 3 a 4MeV. Tais interações inelásticas pioram o SNR. Em que, agora, a energia da fonte de nêutrons é mantida a mais baixa possível, tais interações inelásticas podem ser evitadas abaixo da energia de nêutrons selecionada. De acordo com uma variante possível do método, é utilizada, exclusivamente, a energia de nêutrons 2,45MeV.

[0076] De acordo com a invenção, para determinar, pelo menos, um elemento, é medida e avaliada, pelo menos imediata ou imediata, quanto tardia, a radiação gama tardia a partir da irradiação de nêutrons. A avaliação de ambos os tipos de radiação gama prolonga as possibilidades de análise e aumenta a flexibilidade do método. Foi demonstrado que é útil, avaliar as reações seguintes de um núcleo atômico de irradiação, sem precisar considerar uma dependência de tempo de qualquer impulso de nêutrons: Assim que um núcleo atômico captura um nêutron, automaticamente é emitida a radiação gama em diferentes energias. O núcleo atômico se abranda por meio da emissão de uma cascata de emissões gama. A radiação gama gerada por meio disso é característica para um respectivo elemento.

[0077] De acordo com uma modalidade, para determinar, pelo menos, um elemento, é medido e avaliado pelo menos, momentaneamente, exclusivamente, radiação gama tardia, em reação à irradiação contínua de nêutrons. Isso permite focar em determinados pontos de investigação em determinados aspectos, por exemplo, em uma amostra com um determinado material.

[0078] De acordo com uma modalidade para determinar, pelo menos, um elemento, é medida, energeticamente resolvida, a radiação gama emitida a partir da amostra, particularmente, pela determinação de taxas de contagem fotópica, em que o determinar compreende um avaliar energeticamente resolvido da radiação gama medida de acordo com, pelo menos, um espectro gama, particularmente, de acordo com um espectro gama detectado com um respectivo detector. Nesse caso, pode ser usado o mesmo detector para radiação gama tanto imediata quanto tardia. A análise energeticamente resolvida permite flexibilidade e robustez. Por meio disso, é permitida, com uma medição, também uma análise paralela próxima a todos os elementos.

[0079] O espectro gama medido é específico para um detector. O respectivo detector pode apresentar uma solução específica respectivamente para um espectro gama específico.

[0080] De acordo com uma modalidade, o medir/avaliar compreender um medir/avaliar energeticamente resolvido da intensidade da radiação gama emitida a partir da amostra. Isso oferece, particularmente em conjunto com a avaliação de vários tipos de radiação gama, uma maior flexibilidade e robustez.

[0081] De acordo com uma modalidade, o determinar compreender um avaliar da radiação gama medida, em que o avaliar compreende: Correlacionar, pelo menos, um fotóptico de uma representação de energia de taxa de contagem com base na respectiva energia com um elemento da amostra. Isso oferece, tanto do ponto de vista da radiação imediata quanto tardia, uma análise compreensível, particularmente, respectivamente, para um espectro gama medido com um de vários detectores.

[0082] Nesse caso, pode se tratar pelo fotóptico comprovado, em um fotóptico que caracteriza uma radiação gama imediata ou tardia. Uma distinção entre a radiação gama imediata e tardia na avaliação pode ocorrer com base nas respectivas energias, particularmente, também em fotópticos, nos quais interferem duas energias gama. Uma distinção entre picos imediatos e desacelerados permanece independente de tais interferências. A determinação de uma respectiva eficiência fotópica pode ocorrer, nesse caso, para ambos os tipos de radiação gama, energeticamente resolvida, por um método numérico, no qual, são retratadas as interações do local da emissão na amostra (ponto da fonte) até a absorção no detector.

[0083] De acordo com uma modalidade o avaliar compreende: Quantificar a fracção de massa do, pelo menos, um elemento da amostra, pelo fato de a fracção do, pelo menos, um elemento contido na amostra ser analisada depois da extração de um sinal de fundo da superfície líquida de um/do fotóptico, que o elemento causa na representação de energia de taxa de contagem.

[0084] Para isso, o fotóptico pode ser ajustado no espectro. A superfície sob o fotóptico pode ser definida como sinal de fundo/base, e as superfícies fotópicas líquidas podem ser definidas como sinal útil.

[0085] De acordo com uma modalidade são medidas amostras colimadas, particularmente, partições individuais da amostra,

particularmente, por meio de, pelo menos, um detector ou por meio de uma pluralidade de detectores com região de visualização colimada especificamente referente à geometria da partição. Isso pode permitir aumentar a precisão e permite também, sobre a área parcial da amostra, particularmente, em bom SNR. Em dois ou mais detectores resultam, particularmente, vantagens em relação ao tempo de medição. Se demonstrou que, no método aqui descrito, o tempo de medição pode ser selecionado, portanto, menos, quanto mais detectores são previstos, e/ou que, no mesmo tempo de medição, a sensibilidade da medição pode ser elevada.

[0086] De acordo com a invenção, a amostra é subdividida em partições e a radiação gama emitida é medida e avaliada referente a uma respectiva partição mediante a utilização de um colimador. De acordo com uma modalidade, o medir, determinar e/ou avaliar ocorrer individualmente referente a partições individuais da amostra, cujas partições são previamente definidas ou podem ser especificadas manualmente ou automaticamente, particularmente por colimação. Isso permite um foco em áreas individuais da amostra, ou simplifica o avaliar de amostras de volumes maiores ou de amostras com composição não homogêneas.

[0087] A segmentação facilita a análise, particularmente referente à uma exatidão desejada da avaliação. A segmentação pode permitir, como resultado, uma composição do elemento resolvida espacialmente nas respectivas partições. A segmentação também oferece a vantagem de que as coletas podem ser efetuadas de forma mais simples ou com poucas falhas. Por exemplo, em um corpo de amostra cilíndrico, são formadas oito ou mais partições, particularmente, 12 partições, respectivamente como segmentos cilíndricos (fatia de pizza). A unidade do detector compreende, portanto, por exemplo, dois detectores, que não são dispostos um contra o outro, mas dispostos deslocados um ao outro, em torno de um ângulo (ângulo circunferencial menor que 180º, por exemplo, ângulo circunferencial de 130 a 150º). A amostra total pode ser analisada, portanto, de forma completa, pelo giro em etapas, particularmente, em etapas de 60º, por exemplo, em seis etapas, na utilização de dois detectores e na definição de 12 partições.

[0088] Nesse caso, se demonstrou que pode ser utilizada uma composição ou uma dependência entre a colimação e a segmentação. A colimação pode ocorrer, particularmente, em função da segmentação selecionada. Um dispositivo de controle do dispositivo pode ser projetado para especificar a colimação na dependência da segmentação selecionada. São especificados, portanto, os seguintes grupos entre a colimação e a segmentação: Essa partição total se encontra, de forma preferida, na região de visualização colimada do detector. Nesse caso, se encontra apenas uma porção espacial possivelmente menor das outras partições, ou seja, de partições desiguais à partição alvo, na qual é colimado, na região de visualização colimada do detector. Através da geometria opcionalmente ajustável do colimador a região de visualização pode ser limitada, primariamente, à partição alvo.

[0089] Demonstrou-se que uma colimação pode enfraquecer o sinal de fundo de forma particularmente eficiente. Como medição colimada deve ser entendido, nesse caso, particularmente, uma detecção da radiação gama com, pelo menos, um detector com a região de visualização. Se demonstrou que o método aqui descrito também pode ser realizado graças à colimação continuada, por um longo intervalo, em SNR particularmente vantajosos.

[0090] De acordo com uma modalidade, o determinar compreende um avaliar da radiação gama medida, em que o avaliar ocorre com base na coleta de uma distribuição de massa e/ou elementos na amostra, particularmente de uma distribuição de massa e/ou elementos homogênea em, pelo menos, uma das várias partições da amostra. Isso fornece um método robusto, particularmente, em um método iterativo automatizado em nível elevado.

[0091] Pelo menos em uma respectiva partição, a fração de massa e de elemento pode ser coletada como homogênea, de tal modo que a respectiva partição possa ser calculada/avaliada uniformemente. Nesse caso, a precisão de medição também pode ser elevada pelo fato de que as partições são selecionadas geometricamente de tal modo que a coleta se aplica da melhor forma possível à fração de massa, ou seja, por exemplo, nenhuma fatia de pizza ao invés de discos sobrepostos no sentido da altura.

[0092] Ao contrário disso, ocorreu com métodos anteriores, frequentemente, a abordagem analítica que trata, por elementos, as fontes de ponto. Com relação à configuração da distribuição de elementos pode ser realizada uma das duas suposições iniciais: ou fonte de pontos ou fração de massa e elementos homogênea em uma partição. Foi comprovado que a coleta de uma fração de massa e de elemento homogênea em conjunto com o método aqui descrito pode levar a uma medição muito robusta com insegurança mínima.

[0093] De acordo com a invenção, a determinação compreende uma avaliação da radiação gama medida, em que a avaliação compreende: cálculo resolvido espacialmente e energeticamente do fluxo de nêutrons dentro da respectiva partição da amostra, particularmente com base em uma aproximação de difusão da igualdade linear Boltzmann, particularmente com base no seguinte grupo: Φ(𝑥, 𝐸𝑛 ) = ∫ Ψ(𝑥, 𝐸𝑛 , Ω)𝑑Ω. 𝑆2

[0094] Isso oferece também uma espécie de cálculo mais fino, o que fornece vantagens, particularmente, em iterações, em conjunto com as vantagens denominadas acima.

[0095] De acordo com uma modalidade, o avaliar compreende também um cálculo do espectro de nêutrons dentro da amostra, dentro de uma partição correspondente da amostra, particularmente espacialmente resolvida e/ou energeticamente resolvida, particularmente com base na relação seguinte: Φ(𝑥, 𝐸𝑛 ) = ∫ Ψ(𝑥, 𝐸𝑛 , Ω)𝑑Ω. 𝑆2

[0096] Isso leva à robustez em conjunto com as vantagens mencionadas anteriormente.

[0097] De acordo com uma modalidade o determinar compreende um avaliar da radiação gama medida, em que o avaliar compreende: Calcular as eficiências fotópicas dependentes de energia, assim como, do fluxo de nêutrons e espectro de nêutrons dentro da amostra ou dentro de uma partição individual da amostra, particularmente, calcular o fluxo de nêutrons e espectro de nêutrons através de um método aproximativo, respectivamente com base no seguinte grupo: Φ(𝑥, 𝐸𝑛 ) = ∫ Ψ(𝑥, 𝐸𝑛 , Ω)𝑑Ω. 𝑆2

[0098] Isso fornece as vantagens acima mencionadas. Foi comprovado que as eficiências fotópicas dependentes de energia, o fluxo de nêutrons e o espectro de nêutrons energeticamente resolvido dentro da amostra ou dentro das partições individuais da amostra fornecem uma base confiável para a avaliação. Os parâmetros iniciais podem ser calculados, nesse caso, a partir do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutron nas câmaras de amostra vazias e/ou no fluxo de nêutron obtido por técnica de medição, fora da amostra.

[0099] Foi comprovado que uma aproximação de difusão permite,

particularmente, um cálculo com base em um pequeno número de tamanhos independentes. Por meio disso, também a complexidade da análise pode ser reduzida. Um método alternativo mais preciso seria uma solução numérica da igualdade Boltzmann completamente linear, ou de forma determinística ou por meio do método Monte-Carlo. Em ambas as variantes o esforço aritmético seria, contudo, muito elevado, particularmente na iteração precisariam ser calculados com um tempo de computação na faixa de horas ou mesmo, dias. Uma aproximação de difusão fornece uma estrutura matemática simples, o que permite a aplicação de métodos numéricos mais simples.

[00100] De acordo com uma modalidade, o determinar compreende um avaliar da radiação gama medida, em que o avaliar ocorre, pelo menos parcialmente, do ponto de vista da superfície fotópica medida, em que uma pluralidade de superfícies fotópicas, que foram criadas por uma pluralidade de energias gama, respectivamente, de pelo menos um elemento em uma respectiva partição da amostra, na quantificação da fração de massas de um respectivo elemento da respectiva partição com base no seguinte grupo (respectivamente para N ou K partições, em que o índice K atravessa as partições) foi analisada:

𝑁

𝑁𝐴 (𝑃𝑅 )𝑖𝐸𝛾 = ∙ ∑ 𝑚𝑘 ∙ 𝜀𝐸𝑖←𝑘 ∙ 𝜎𝐸𝑖𝑘𝛾 ∙ Φ𝑘𝑖 . 𝑀 𝛾 𝑘=1

[00101] Expresso de outro modo: Na avaliação, pode ser analisada uma pluralidade de energias gama respectivamente, de pelo menos um elemento em uma respectiva partição da amostra na quantificação da fração de massas de um respectivo elemento. Isso fornece um método fino, robusto, flexível com boa precisão. Pode ser assegurada uma medição/avaliação de alta qualidade.

[00102] Até agora o fluxo de nêutrons pôde ser determinado na amostra, em que fatores de correção dependentes de energia são determinados integralmente para a amostra toda. Foi comprovado, particularmente para amostras de grande volume, que também um método aproximativo para a determinação do fluxo de nêutrons pode ser aplicado sem a dependência de energia e para geometrias especiais, que permitem uma redução em duas dimensões. Um tal método se baseia, particularmente, em uma igualdade de difusão, que é determinada por apenas dois parâmetros. Particularmente, podem ser aplicados aspectos de um método, cujas correlações já foram consideradas em detalhes na seguinte publicação: R. Overwater, The Physics of Big Sample Instrumental Neutron Activation Analysis, Dissertation, Delft University of Technology, Delft University Press, ISBN 90-407-1048-1 (1994).

[00103] Ao contrário disso, o fluxo de nêutrons e o espectro de nêutrons dentro da amostra ou das partições individuais das amostras podem ser determinados de acordo com o presente método através de um programa de computador, em que uma aproximação de difusão da igualdade linear Boltzmann pode ser solucionada numericamente, resolvida energeticamente e espacialmente, particularmente, considerando todas as três dimensões. Os parâmetros marginais para esse sistema de igualdades podem ser calculados a partir de cálculos de simulação do fluxo de nêutrons nas câmaras de amostra vazias e/ou no fluxo de nêutron obtido por técnica de medição, fora da amostra. Fatores de correção dependentes de energia não são necessários ou não precisam ser definidos.

[00104] O cálculo e avaliação do fluxo e espectro de nêutrons pode ocorrer de forma respectivamente individual, para uma respectiva partição, particularmente, em que a respectiva partição é definida com base em uma subdivisão virtual da amostra nas áreas espaciais.

[00105] De acordo com uma modalidade, o método é executado com base nos parâmetros iniciais de intensidade da fonte de nêutrons,

geometria da amostra e massa da amostra, particularmente, exclusivamente com base nesses três parâmetros. Por meio disso, o método pode ser automatizado a um nível elevado. Devem ser especificados, então, somente três parâmetros iniciais. Outros parâmetros podem ser determinados de forma numérica/automatizada. Por meio disso, o esforço por parte de um usuário pode ser minimizado. Outros parâmetros iniciais podem ser disponibilizados, por exemplo, por dados de física nuclear ou pelo cálculo simulativo do parâmetro inicial para o cálculo do fluxo de nêutrons e espectro de nêutrons.

[00106] Opcionalmente, um monitor ou um material de calibragem da composição conhecida anteriormente pode ser analisado em conjunto com a amostra. Isso pode aumentar a precisão de medição ou a capacidade de medição, particularmente em amostras, cuja composição é desconhecida, ou em amostras, nas quais, são realizadas coletas, que são altamente incertas. A utilização de um monitor e a avaliação da radiação gama emitida pelo monitor pode ocorrer, contudo, opcionalmente, de forma independente dos aspectos do método e dispositivo aqui descritos. Particularmente, pode ser utilizado um material, que, com certeza, não existe na amostra, como, por exemplo, ouro, na forma de uma película de ouro muito fina, que é colocada na amostra.

[00107] De acordo com uma modalidade, o método é executado de forma automática, particularmente, pela avaliação da radiação gama medida com base em parâmetros emitidos de forma exclusivamente numérica, do ponto de vista de três parâmetros de intensidade da fonte de nêutrons na irradiação, geometria da amostra e massa da amostra. Isso oferece autossuficiência ao processo e a possibilidade de realizar iterações de forma simples. O método se torna mais robusto. Nesse caso, pode ser detectado um fluxo de nêutrons também por meio de detectores de nêutrons fora da amostra.

[00108] Também referente aos três parâmetros denominados anteriormente, opcionalmente, pode ocorrer uma automatização. A geometria da amostra pode ser detectada de forma autossuficiente por uma unidade de câmera, e a massa da amostra, por uma unidade de pesagem. Ambos os componentes, unidade de câmara e unidade de pesagem são posicionados, de forma preferida, não no interior do dispositivo, portanto, não no interior do campo do nêutron, mas fora da câmara de amostra, particularmente, fora da blindagem. Para isso, o dispositivo pode apresentar um local de medição para a especificação da amostra, em qual local de medição a amostra pode ser caracterizada de forma automatizada. A intensidade da fonte de nêutrons pode ser determinada diretamente como variável de controle do gerador de nêutrons. A intensidade da fonte de nêutrons é dependente, diretamente, da alta tensão e da intensidade de corrente do gerador de nêutrons. Através dessa ampliação da automatização, pode ser disponibilizado um dispositivo ou instalação de medição muito autossuficiente e de fácil acesso ao usuário.

[00109] De acordo com uma modalidade, para a caracterização da amostra, é executada, pelo menos, uma medição a partir do seguinte grupo: medição de transmissão, pesagem da amostra, detecção óptica da geometria da amostra. Isso simplifica, por um lado, a manipulação do método de medição para o usuário, e, simplifica, por outro lado, também a medição seguinte, particularmente, também em relação à segmentação.

[00110] De acordo com uma modalidade, o método é realizado de forma iterativa, particularmente, respectivamente em relação a elementos individuais ou referente à composição completa da amostra ou referente às partições individuais da amostra e/ou referente à composição completa da amostra. Isso oferece boa precisão, particularmente, em um método de simples manuseio. Isso também fornece um método com um nível elevado de autossuficiência.

[00111] De acordo com uma modalidade, a determinação espacialmente resolvida e energeticamente resolvida do fluxo de nêutrons, particularmente, do fluxo de nêutrons total de uma partição correspondente, ocorre dentro da câmara da amostra, (fora ou) externa à amostra, particularmente, por meio de, pelo menos, um detector de nêutrons disposto dentro da câmara da amostra. Isso simplifica também a determinação do fluxo total ou absoluto de nêutrons, seja de forma adicional, seja de forma alternativa a uma determinação em relação a uma respectiva partição.

[00112] A invenção também se refere a um método para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons, com as etapas: gerar nêutrons rápidos com energia na faixa de 10keV a 10MeV; irradiar uma amostra com os nêutrons; medir a radiação gama emitida pela amostra irradiada para determinar, pelo menos, um elemento da amostra; em que, a irradiação a amostra ocorre de forma contínua e não pulsada, em que, o medir ocorre independente do tempo da irradiação durante a irradiação, particularmente, simultânea à irradiação, em que para determinar, pelo menos, um elemento, pelo menos, imediato ou tanto imediato quanto tardio, a radiação gama é medida ou avaliada de forma contínua, a partir da irradiação de nêutrons, em que o avaliar ocorre com base em uma distribuição homogênea de massa e/ou elementos na amostra ou em, pelo menos, uma das várias partições da amostra. Através disso, resultam inúmeras vantagens denominadas acima. A medição/avaliação pode ocorrer independente o transcurso de tempo da irradiação ou independente de fases individuais de uma irradiação.

[00113] Pelo menos, um dos objetivos denominados anteriormente é solucionado pela utilização de uma unidade de detector com, pelo menos, um detector na análise de elementos múltiplos de uma amostra com base na ativação de nêutrons projetado para medir, de forma contínua, tanto imediata quanto tardia a radiação gama emitida com base na irradiação contínua da amostra com nêutrons, em que, a radiação gama é medida, pelo menos, parcialmente e também continuamente, portanto, independente do momento da irradiação e independente, por exemplo, de pulsos de nêutrons, particularmente, sem janela temporal, e de forma simultânea à irradiação contínua, em que a região de visualização da unidade de detector é limitada à respectiva partição da amostra por meio de, pelo menos, um colimador, particularmente, da utilização da unidade de detector com uma pluralidade de detectores respectivamente colimados ou colimados por partição ou que podem ser colimados de forma ajustável referentes a, pelo menos, uma partição ou referente à, pelo menos, uma geometria que pode ser predefinida de uma partição, de forma preferida, com um colimador, como chumbo ou bismuto. Através disso, resultam as vantagens denominadas acima.

[00114] A invenção refere-se também à utilização de, pelo menos, uma fonte de nêutrons para a análise de elementos múltiplos de uma amostra com base na ativação de nêutrons para gerar nêutrons rápidos para a irradiação contínua da amostra com os primeiros nêutrons com, pelo menos, um valor de energia de nêutrons a partir do seguinte grupo: 2,45MeV, 14,1MeV; e/ou com segundos nêutrons com uma energia de nêutrons com, pelo menos, um valor na faixa de energia de 10keV a 20MeV, particularmente 10keV a 10MeV; e/ou com terceiros nêutrons com uma energia de nêutrons de, no máximo, 10MeV. Através disso, resultam as vantagens denominadas acima. De forma preferida, a radiação gama emitida é detectada com um detector com um colimador de chumbo ou bismuto.

[00115] Pelo menos, um dos objetivos mencionados anteriormente também é solucionado por um dispositivo de controle projetado para controlar, pelo menos, um gerador de nêutrons de um dispositivo para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons, particularmente, de um dispositivo aqui descrito, em que, o gerador de nêutrons é projetado para gerar nêutrons rápidos com energia na faixa de 10keV bis 20MeV, particularmente, de 10keV a 10MeV, em que, o dispositivo de controle é projetado para controlar o gerador de nêutrons para gerar os nêutrons e para irradiar a amostra de forma contínua e não pulsada, particularmente, durante pelo menos uma primeira janela temporal, e em que o dispositivo de controle é projetado ainda para controlar, pelo menos, um detector para medir, de forma contínua e/ou temporária, a radiação gama emitida pela amostra ou por uma partição individual da amostra, simultaneamente à irradiação, particularmente, durante, pelo menos, uma segunda janela temporal, independente da primeira janela temporal, de forma contínua e simultânea à irradiação contínua e/ou temporalmente independente da mesma. A primeira ou segunda janela temporal podem ser diferentes ou predefinidas de forma independente uma da outra ou ainda, ajustadas. O dispositivo de controle é projetado ainda para limitar a região de visualização do detector na respectiva partição da amostra por meio de, pelo menos, um colimador. O dispositivo de controle é projetado, particularmente, para controlar um método descrito anteriormente.

[00116] Esse tipo de análise fornece vantagens anteriormente denominadas. O dispositivo de controle pode sincronizar, nesse caso, pelo menos, a irradiação, medição e, opcionalmente, também o posicionamento da amostra (particularmente por controle/regulagem de um dispositivo giratório/de elevação) e controlar, com isso, o próprio método de medição da instalação de medição, particularmente, e tipo e tempo do intervalo da coleta de dados. Por meio desse dispositivo de controle, a irradiação e medição pode ocorrer, particularmente, por um intervalo de, por exemplo, pelo menos 20 ou 50 segundos, ou também,

por várias horas ou dias. O dispositivo de controle pode ser acoplado a um dispositivo giratório/de elevação e pode ser projetado ainda para posicionar uma amostra disposta em um portador de amostras por meio do dispositivo giratório/de elevação, particularmente de acordo com ou dependendo da geometria das partições da amostra. Isso oferece, de forma não menos importante, por meio de um único dispositivo de controle, a possibilidade de controlar todo o dispositivo ou de permitir executar todo o método (dispositivo de controle de três funções), compreendendo o controle do gerador de nêutrons, o controle de, pelo menos, um detector e posicionamento da amostra. Ao gerador de nêutrons podem ser atribuídos, por exemplo, nesse caso, parâmetros, como a intensidade da fonte de nêutrons, e ao dispositivo giratório/de elevação, podem ser atribuídos dados deposição ou percursos de deslocamento ou velocidades de deslocamento.

[00117] O dispositivo de controle pode ser projetado para controlar a operação de um gerador de nêutrons projetado para a fusão de dêuterons para gerar nêutrons rápidos para a análise de elementos múltiplos de uma amostra por irradiação contínua, não pulsada da amostra.

[00118] O dispositivo ou o dispositivo de controle pode apresentar uma máscara inicial (interface do usuário) ou unidade inicial para a inserção manual dos seguintes três parâmetros: intensidade da fonte de nêutrons na irradiação, geometria da amostra e massa da amostra. Esses parâmetros também podem ser armazenados em uma memória de dados e podem ser lidos pelo dispositivo de controle e são transmitidos a um produto do programa de computador.

[00119] Pelo menos, um objetivo denominado anteriormente também é solucionado por um produto de programa de computador para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons, para determinar, pelo menos, um elemento de uma amostra irradiada de forma contínua e não pulsada por nêutrons por análise de radiação gama, a saber, tanto imediata como tardia, com base nas eficiências fotópicas em função da energia e do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons dentro da amostra ou dentro de uma partição individual da amostra, e, está configurada ainda para analisar a radiação gama medida colimada por partição, pelo fato de uma pluralidade de energias gama, respectivamente, de pelo menos um dos elementos na partição correspondente da amostra ser analisado durante a quantificação da fração de massa do elemento correspondente da partição correspondente com base na qual são analisadas taxas de contagem de fotópticos líquidas registradas durante a análise de elementos múltiplos, particularmente com base na relação seguinte:

𝑁

𝑁𝐴 (𝑃𝑅 )𝑖𝐸𝛾 = ∙ ∑ 𝑚𝑘 ∙ 𝜀𝐸𝑖←𝑘 ∙ 𝜎𝐸𝑖𝑘𝛾 ∙ Φ𝑘𝑖 . 𝑀 𝛾 𝑘=1

[00120] Esse sistema de fórmulas se refere, nesse caso, à determinação, de acordo com a invenção, de massas de elementos nas partições individuais (avaliação das fórmulas para todas as massas das partições individuais, particularmente de forma simultânea). Esse produto de programa de computador permite um nível elevado de automatização ou autossuficiência em conjunto com uma precisão elevada da análise. O produto de programa de computador é projetado, particularmente, para executar, de forma automatizada, um tipo de avaliação descrita anteriormente. Como avaliação colimada por partição, se deve entender, nesse caso, uma avaliação individual do ponto de vista das partições individuais da amostra, cujas partições foram definidas geometricamente anteriormente e foram limitadas uma da outra.

[00121] O produto de programa de computador também pode ser projetado, adicionalmente, para especificar uma posição nominal da amostra, particularmente, dependendo de uma geometria da amostra detectada ou especificada, particularmente, com base em uma posição nominal armazenada em um banco de dados de posição, como função da geometria da amostra e/ou tamanho da amostra, em que o posicionar pode ocorrer, particularmente, pelo controle/regular de um dispositivo giratório/de elevação.

[00122] O produto de programa de computador pode ser projetado para calcular diferentes variantes de uma segmentação para uma respectiva geometria da amostra e sugerir uma segmentação identificada como ideal ou selecionar de forma autônoma, diretamente. Para isso, o produto de programa de computador pode executar uma análise aproximada da incerteza dependendo do número e configuração das partições e fixar ou determinar, de forma autônoma, a segmentação, dependendo da precisão fornecida pelo usuário. Nesse procedimento, pode ser ajustado um colimador que pode ser configurado especificamente em relação às partições selecionadas.

[00123] A invenção refere-se também a um suporte de dados com um tal produto de programa de computador armazenado no mesmo, ou um computador ou um sistema de computador ou uma máquina virtual ou, pelo menos, um elemento de hardware com o mesmo.

[00124] A invenção refere-se também a um programa de computador projetado para disponibilizar o tipo de avaliação aqui descrita ou as etapas do método referente à mesma, aqui descritas.

[00125] De acordo com um exemplo de modalidade, o produto de programa de computador é projetado para avaliar uma medição íntegra, particularmente, referente a uma amostra não segmentada com base em um único espectro gama, particularmente, com base no seguinte grupo: 𝑚 ∙ 𝜀𝐸𝛾 ∙ 𝑁𝐴 ∙ 𝜎𝐸𝛾 ∙ Φ (𝑃𝑅 )𝐸𝛾 = .

𝑀

[00126] Isso fornece uma simplificação em relação à coleta de uma fração de massa homogênea.

[00127] O método de acordo com a invenção também pode ser descrito como, a seguir. Em um método para a análise não destrutiva de elementos de amostras, a respectiva amostra é irradiada de forma contínua com nêutrons rápidos, em que, de forma simultânea à irradiação, a radiação gama emitida/enviada pela amostra é medida, em que, a quantidade de um elemento contido na amostra é avaliada após a dedução do sinal de fundo da superfície líquida do fotópticos, que produz o elemento em uma representação de taxa de energia de contagem. Nesse caso, a quantificação da massa de elementos de uma amostra pode ocorrer de forma automática, e os parâmetros necessários para a análise, fora a intensidade da fonte de nêutrons na irradiação e a geometria e a massa total da amostra, podem ser calculadas numericamente. Nem um monitor para o fluxo de nêutrons nem uma amostra padrão de calibração interna ou externa são necessários. Nesse caso, a amostra pode ser decomposta em áreas espaciais (partições) e cada partição da amostra pode ser medida colimada. Nesse caso, a determinação da massa de elementos da amostra pode ser basear no fato de que a fração de massa e de o elemento nas partições individuais da amostra são tomados como homogêneos. Nesse caso, a densidade média de uma partição pode ocorrer por uma medição de transmissão com uma radiação gama radioativa. Nesse caso, o fluxo de nêutrons pode ser determinado dentro das partições da amostra por um método analítico, que soluciona numericamente uma aproximação de difusão da igualdade linear Boltzmann e calcula condições marginais para esse sistema de igualdades a partir de cálculos de simulação do fluxo de nêutrons na câmara de amostra vazia e/ou no fluxo de nêutrons detectados por técnica de medição, fora da amostra. Nesse caso, a determinação da eficiência fotópica pode ocorrer, energeticamente resolvida, por um método numérico, no qual, são retratadas as interações da emissão na amostra (ponto da fonte) até a absorção no detector. Nesse caso, o método pode ser realizado de forma iterativa referente à composição da amostra até que a composição calculada da amostra se estabilize. Nesse caso, são consideradas todas as superfícies fotópicas detectadas, que foram criadas pelas diferentes emissões gama de um elemento na amostra, na avaliação analítica. Nesse caso, na avaliação analítica, podem ser considerados os resultados da medição de cada uma das partições, pelo que podem ser aprimoradas a sensibilidade e precisão do método de medição para toda a amostra. Nesse caso, a fonte de nêutrons e a amostra, podem ser encontrar em uma câmara de amostra de grafite, formada como câmara de moderação. Nesse caso, em torno de uma /da câmara de moderação ou da câmara de amostra, uma blindagem eficiente para a radiação de nêutrons. Nesse caso, o detector ou a unidade de detector pode se encontrar em um colimador de material que blinda contra raios gama. Nesse caso, a geometria da câmara de amostra e de moderação e/ou do portador de amostra pode reduzir os gradientes de fluxo de nêutrons dentro da amostra, o que pode ser obtido, particularmente, por meio de diferentes comprimentos de moderação (extensão do percurso entre a fonte de nêutrons/ponto de fonte de nêutrons e amostra), com o efeito de que o gradiente do fluxo de nêutrons seja reduzido ou modificado.

[00128] Pelo menos, um dos objetivos mencionados anteriormente também é solucionado por um dispositivo para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons, com: um gerador de nêutrons projetado para gerar nêutrons rápidos; uma câmara de amostra e um suporte de amostra disposto na mesma;

uma unidade de detector com, pelo menos, um detector projetado para medir radiação gama emitida por uma amostra irradiada para determinar, pelo menos, um elemento da amostra; em que o dispositivo é projetado para a irradiação contínua e não pulsada de uma/da amostra disposta no suporte de amostra e é projetado para medir radiação gama emitida imediata ou tardia a partir da amostra dependendo do tempo da irradiação, particularmente, sem janela temporal, durante a irradiação, particularmente, de forma simultânea à irradiação contínua, particularmente, particularmente para executar um método descrito anteriormente. Por meio disso, são obtidas vantagens, particularmente em conjunto com um sinal de fundo baixo ou minimizado por técnica de dispositivo e/ou de método.

[00129] Nesse caso, o dispositivo apresenta, pelo menos, um colimador que limita a região de visualização do detector em uma respectiva partição da amostra e é projetado para separar a amostra em partições individuais, e é projetado ainda para medir radiação gama - emitida, pelo menos, imediata ou imediata ou também tardia, irradiada de forma contínua, a partir da amostra irradiada - referente a uma partição da amostra durante a irradiação. O dispositivo apresenta ainda: um dispositivo de controle projetado para a irradiação automática contínua e projetado para o controle/regulagem de uma medição automática contínua da irradiação de nêutrons aplicada durante a irradiação. O dispositivo é projetado ainda para determinar resolvido espacialmente e energeticamente o fluxo de nêutrons dentro da respectiva partição da amostra e projetado para avaliar as medições das partições através da quantificação da fração de massas de, pelo menos, um elemento da amostra. Isso simplifica também a automatização.

[00130] Como detector individual (de uma unidade de detector) é utilizado, de forma preferida, um detector semicondutor ou de cintilação, ou seja, um detector com elevada resolução de energia, que é projetado para a medição da radiação gama imediata e tardia.

[00131] Opcionalmente, o método é variado por meio de uma câmara de moderação prevista independente da câmara de amostra. A câmara de moderação pode ser prevista/construída de forma padronizada, fixada no local do dispositivo. O processo de uma moderação pode ser executado de forma desejada na câmara de amostra, na câmara de moderação e/ou na própria amostra.

[00132] Os respectivos detectores do dispositivo podem ser focados por, pelo menos, um colimador. Um colimador projetado para especificar ou limitar ou ajustar a região de visualização do detector fornece, particularmente, as vantagens de um SNR aprimorado, especialmente em conjunto com irradiação continuada. Além disso, a amostra pode ser medida colimada por partição.

[00133] De forma preferida, vários detectores são dispostos no mesmo plano de altura, particularmente, no plano de altura da fonte de nêutrons ou do ponto de fonte de nêutrons. De forma preferida, o ou os detectores são dispostos os mais próximos possíveis do ponto de fonte de nêutrons. Esse fornece bons resultados de medição ou permite minimizar os sinais de fundo. Em uma vista superior de uma disposição no mesmo plano de altura, os detectores são deslocados, de forma preferida, em torno de menos de 90º no sentido circunferencial em relação ao ponto de fonte de nêutrons, por exemplo, em torno de 60 ou 75º.

[00134] Como ponto de fonte de nêutrons deve ser entendido, nesse caso, de forma preferida, o local ou a posição em que os nêutrons são emitidos, particularmente, são irradiados na câmara de amostra, na amostra. O gerador de nêutrons pode ser disposto independentemente da posição do ponto de fonte de nêutrons, ou, contudo, pode especificar a posição do ponto de fonte de nêutrons.

[00135] O colimador pode ser instalado de forma fixa, como, também uma/a câmara de moderação, em um único ajuste ou configuração predefinida. Opcionalmente, o colimador também pode apresentar vários ajustes, respectivamente, para uma região de visualização predefinida, por exemplo, um primeiro ajuste com uma região de visualização relativamente larga/ampla, um segundo ajuste com uma região de visualização central, e um terceiro ajuste com uma região de visualização relativamente estreita/fina/mais focada, em que o colimador pode ser alternado entre os ajustes.

[00136] Nesse caso, o dispositivo compreende, pelo menos, um componente que enfraquece um sinal de fundo do dispositivo a partir do seguinte grupo: pelo menos, um colimador que limita a região de visualização do (respectivo) detector em uma partição da amostra, de forma preferida, um colimador de chumbo ou bismuto. O dispositivo pode compreender ainda: uma câmara de moderação de grafite, e/ou uma blindagem de polietileno borado, e/ou uma câmara de amostra e/ou um suporte de amostra respectivamente, pelo menos, parcialmente de grafite ou integralmente de material sintético fluorado ou berílio. Por meio disso, pode ser obtido, particularmente, um SNR aprimorado. O colimador apresenta, de forma preferida, uma espessura de parede de, pelo menos, 5cm. O dispositivo pode analisar a amostra de forma não destrutiva e, nesse caso, pode avaliar a radiação gama do ponto de vista de inúmeros aspectos. O dispositivo não é limitado a avaliação de um determinado tipo de radiação gama ou em uma determinada janela temporal.

[00137] Foi comprovado que um ângulo vantajoso entre o gerador de nêutrons e o detector se encontra entre 50 e 90º, particularmente, visto que, por meio disso, é possível evitar que o detector seja exposto a um fluxo de nêutrons elevado. Além disso, o detector pode ser focado, nessa faixa de ângulo, em uma faixa espacial, na qual o fluxo de nêutrons é o mais elevado possível na amostra.

[00138] Até o momento, a radiação gama de interações inelásticas (processo de propagação) em equipamentos utilizados até agora, tinha criado uma espécie de sinal de fundo, que, somente após um determinado tempo de espera (janela temporal) após um pulso de nêutrons, era possível a detecção da radiação. Detectores utilizados até o momento ou os detectores em equipamentos utilizados até agora eram curados/após um respectivo pulso de nêutrons, quase "cegos". A taxa de sinal muito elevada levou ao fato de que o detector foi paralisado. O detector precisou, então, respectivamente, de um determinado tempo de espera, até que uma detecção nova detecção pudesse ocorrer, portanto, até que o sinal caísse novamente.

[00139] De acordo com um exemplo de modalidade, o dispositivo compreende ainda um produto de programa de computador ou uma memória de dados, em que o produto de programa de computador é projetado para determinar, pelo menos, um elemento da amostra pela avaliação da radiação gama medida com base nas eficiências fotópicas dependentes de energia, assim como, do fluxo de nêutrons e espectro de nêutrons dentro da amostra ou dentro de uma partição individual da amostra, particularmente, com base em, pelo menos, um dos grupos descritos anteriormente, referentes ao produto de programa de computador. Essas fórmulas ou grupos podem ser armazenados respectivamente como uma de várias bases de cálculo em uma memória de dados, por meio da qual o produto de programa de computador interage ou no qual é alimentado. Isso oferece, além de alta flexibilidade na determinação/avaliação, também a opção de uma análise de elementos múltiplos completamente automática e iterativa, particularmente, em conjunto com um dispositivo de controle para controlar/regular a emissão de nêutrons, detectores e/ou de um dispositivo giratório/de elevação.

[00140] De acordo com um exemplo de modalidade, o dispositivo apresenta ainda um dispositivo giratório e/ou de elevação projetado para deslocamento translacional e/ou giratório do suporte de amostras ou da amostra, de forma preferida, um dispositivo giratório e/ou de elevação desacoplado de uma/da câmara de amostra do dispositivo, em que, pelo menos um acionamento elétrico do dispositivo giratório/de elevação é disposto fora de uma blindagem (particularmente fora de uma blindagem de polietileno borado) do dispositivo. Isso também fornece um bom SNR.

[00141] De acordo com um exemplo de modalidade, o dispositivo apresenta ainda uma unidade para a medição de transmissão, que é projetado para a determinação de densidades médias da amostra ou da respectiva partição. A unidade de transmissão compreende uma radiação gama radioativa, particularmente Eu-154 ou Co-60, e um detector para a medição do enfraquecimento da radiação gama após penetração da amostra. O detector para a medição do enfraquecimento da radiação gama pode ser, nesse caso, um dos detectores para a radiação gama imediata ou tardia, ou também pode ser um detector específico disponibilizado para essa medição de transmissão.

[00142] Durante a medição de transmissão a amostra não é irradiada com nêutrons. Isso permite a diferenciação do tipo de radiação gama.

[00143] De acordo com um exemplo de modalidade, o dispositivo compreende pelo menos dois detectores, particularmente, em disposição simétrica em relação ao gerador de nêutrons e/ou em relação a, pelo menos, uma fonte de nêutrons ou em relação a, pelo menos, um ponto de fonte de nêutrons do dispositivo. Por meio disso, a respectiva partição pode ser posicionada ou projetada de forma ideal antes de um respectivo detector. Também, as partições podem ser definidas geometricamente dependendo da geometria e a amostra pode ser projetada, de forma correspondente, por exemplo, para ser girada completamente, em seis etapas de giro.

[00144] A translação e/ou rotação pode ser executada de tal modo que o ponto médio de uma respectiva partição se encontre na altura do detector ou no eixo de visualização do detector, ou de tal modo que a amostra ou partição se encontre em uma região de visualização colimada do detector.

[00145] De acordo com um exemplo de modalidade, o dispositivo compreende ainda um dispositivo de controle projetado para a irradiação automática contínua e/ou projetado para o controle/regulação de uma medição automática em irradiação de nêutrons aplicada de forma contínua, de forma simultânea, em relação à irradiação contínua, particularmente, projetado para avaliar de forma automática e iterativa a radiação gama medida e emitida, independentemente do tempo da irradiação de nêutrons com base em três parâmetros que podem ser especificados de forma manual ou automática, intensidade da fonte de nêutrons na irradiação, geometria da amostra e massa da amostra, emitidos de forma exclusivamente numérica ou pelos parâmetros lidos pelo dispositivo de controle. Isso permite a possibilidade de poder executar etapas individuais ou também de todo o método, de forma automática.

[00146] De acordo com um exemplo de modalidade, o gerador de nêutrons compreende, pelo menos, uma fonte de nêutrons ou um ponto de fonte de nêutrons projetado para a fusão de dêuterons (núcleos dêuterons), particularmente com gás deutério como alvo gasoso ou combustível gasoso. Foi comprovado que, também durante a fusão de dêuterons, pode ser assegurada uma intensidade de fonte suficientemente elevada. A utilização dessa faixa de energia fornece vantagens na irradiação contínua e também na medição e avaliação, por um lado, devido a uma baixa energia de nêutrons, por outro lado, do ponto de vista de uma maior duração de irradiação. O combustível pode ser gasoso (ao invés de sólido), de tal modo que não é mais necessária uma troca de um alvo sólido (matéria sólida) após uma determinada duração. Isso simplifica, particularmente, a análise por um longo intervalo, e pode assegurar uma elevada capacidade de reprodução ou de elevada segurança dos resultados de medição.

[00147] De acordo com um exemplo de modalidade, o gerador de nêutrons é um gerador de nêutrons operado eletricamente ou apresenta, pelo menos, uma fonte de nêutrons de radionuclídeos, como, por exemplo, uma fonte AmBe. É preferido um gerador de nêutrons, que fusiona dêuterons e por meio dessa reação de fusão, emite nêutrons com uma energia inicial de 2,45MeV. Nesse caso, pode ocorrer, de forma opcional, também uma irradiação especialmente a 2,45MeV. Ao contrário disso, na irradiação até agora pulsada, é utilizado, frequentemente, um gerador de nêutrons para fusionar trítio-deutério (14,1MeV), para nêutrons com um valor de energia preciso a esse.

[00148] De acordo com um exemplo de modalidade, pelo menos um detector é um detector semicondutor ou de cintilação. Isso permite uma avaliação exata da radiação gama tanto imediata quanto tardia em uma faixa de energia ampla.

[00149] A invenção refere-se também a um dispositivo para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons, com: um gerador de nêutrons projetado para gerar nêutrons rápidos; uma câmara de amostra e um suporte de amostra disposto na mesma; uma unidade de detector com, pelo menos, um detector é projetada para medir radiação gama emitida por uma amostra irradiada para determinar, pelo menos, um elemento da amostra; em que o dispositivo é projetado para irradiação contínua não pulsada de uma/da amostra e projetado para medir a radiação gama imediata e/ou tardia emitida da amostra irradiada, independentemente do tempo da irradiação durante a irradiação, em que, o dispositivo compreende, pelo menos, um componente, que enfraquece um sinal de fundo do dispositivo, a partir do seguinte grupo: pelo menos um colimador que limita a região de visualização do detector na amostra ou partição, e/ou uma câmara de moderação de grafite, e/ou uma blindagem de polietileno borado, e/ou uma câmara de amostra e/ou um suporte de amostra, respectivamente, pelo menos, parcialmente de grafite ou integralmente de material sintético fluorado ou de berílio, em que o dispositivo compreende ainda um dispositivo de controle projetado para irradiação automática contínua e/ou projetado para o controle/regulação de uma medição automática da irradiação de nêutrons aplicada de forma contínua, independente das fases individuais da irradiação de nêutrons durante a irradiação, particularmente, de forma simultânea à irradiação contínua. Através disso, resultam inúmeras vantagens denominadas acima.

[00150] Através da utilização de um gerador de nêutrons projetado para a fusão de dêuterons, particularmente, com gás deutério como alvo gasoso ou combustível gasoso, para gerar nêutrons rápidos para a análise de elementos múltiplos de uma amostra com base na ativação de nêutrons para irradiação contínua, não pulsada da amostra, podem ser realizadas as vantagens denominadas anteriormente.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00151] A invenção é esclarecida em mais detalhes com base nas Figuras dos desenhos a seguir, em que, para números de referência, que não foram descritos explícitos em uma respectiva Figura de desenho, é feita referência em outras Figuras de desenho. Se mostra:

[00152] Figura 1 em uma vista em perspectiva em representação esquemática, um dispositivo para a análise de elementos múltiplos de forma não destrutiva, de acordo com um exemplo de modalidade;

[00153] Figuras 2A, 2B, 2C respectivamente em uma vista em corte,

uma câmara de amostra com um ou dois detectores, assim como, em vista detalhada, um detector respectivamente de um dispositivo para análise de elementos múltiplos, de forma não destrutiva, de acordo com um exemplo de modalidade;

[00154] Figura 3 em representação esquemática, no diagrama de fluxo das etapas individuais de um método de acordo com uma modalidade;

[00155] Figura 4 uma amostra cilíndrica com uma segmentação na forma de segmentos em disco, como um exemplo para uma segmentação em um método de acordo com uma modalidade;

[00156] Figura 5 em uma vista em corte, uma câmara de amostra com um dispositivo giratório e de elevação disposto fora de uma blindagem de um dispositivo de acordo com um exemplo de modalidade; e

[00157] Figura 6 e representação esquemática, uma câmara de amostra com detectores de nêutrons dispostos na mesma, de uma unidade de detector de nêutrons, de um dispositivo para análise não destrutiva de elementos múltiplos, de acordo com um exemplo de modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

[00158] Na Figura 1 é mostrado um conjunto de um dispositivo 10 para a análise não destrutiva de elementos múltiplos, e, de fato, como uma instalação de medição para executar o método aqui descrito para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons.

[00159] Por meio da operação de um ou mais geradores de nêutrons 11, uma amostra 1 é continuamente irradiada com nêutrons e simultaneamente à irradiação, é medida a radiação gama induzida/medida pelos mesmos. O dispositivo/instalação de medição 10 inclui a amostra 1 que consiste, particularmente, nos seguintes conjuntos: O gerador de nêutrons 11 compreende, pelo menos, uma fonte de nêutrons operada eletricamente, particularmente, uma fonte de nêutrons, que fusiona, pelo menos, deutério e deutério (ou dêuterons), opcionalmente, permite um outro tipo de fusão, particularmente, trítio e deutério. Na reação de fusão de dêuterons, são emitidos nêutrons rápidos com uma energia de 2,45MeV. Nesse caso, é utilizado, de forma preferida, gás deutério (não radioativo) como alvo. Opcionalmente, pode ser disponibilizado, pelo menos, um outro valor de energia, particularmente 14,1MeV por meio do gerador de nêutrons. O gerador de nêutrons 11 se encontra, dentro de uma câmara de moderação 12 e é envolvido por uma blindagem 19. A câmara de moderação 12 consiste em um material, que modera nêutrons rápidos da forma mais eficiente possível e que emite radiação gama da menor forma possível em um processo de moderação, preferencialmente, de grafite. Radiação gama, que não é emitida a partir da amostra e, contudo, é registrada pelo detector, é definida como sinal de fundo. O dispositivo 10 aqui descrito fornece de forma vantajosa, um sinal de fundo muito fraco, minimizado, de tal modo que a radiação gama possa ser medida de forma muito flexível.

[00160] A amostra 1 se encontra, durante a irradiação, em um suporte de amostra 14, no interior de uma câmara de amostra 15. Por suporte de amostra pode se tratar, por exemplo, em um prato giratório, uma caixa, uma lata ou uma garrafa. Preferencialmente, se utiliza como material para o suporte de amostra 14, grafite, assim como, material sintético integralmente fluorado.

[00161] O suporte de amostra 14 e a câmara de amostra 15 são configurados de tal modo que os nêutrons irradiam a amostra da forma mais homogênea possível (ou seja, com um gradiente local de fluxo de nêutrons), e que nêutrons, que escapam da amostra, são efetivamente refletidos novamente na amostra. Nas interações entre os nêutrons e o suporte de amostra 14, assim como, a câmara de amostra 15, deve ser gerado um sinal de fundo ativo o mais fraco possível. Isso pode ser assegurado, particularmente, pelo fato de que, como material para o suporte de amostra 14 e a câmara de amostra 15 é utilizado, preferencialmente grafite, berílio, assim como, material sintético reforçado por fibras de carbono ou integralmente fluorado.

[00162] O espectro gama medido simultâneo à irradiação é coletado por uma unidade de detector 16 ou por um ou mais detectores 16A, 16B. Como unidade de detector 16 podem ser entendidos um ou mais detectores. Através de vários detectores, o tempo de medição de uma amostra pode ser reduzido ou em igual tempo de medição, a sensibilidade e precisão do método de análise de elementos múltiplos pode ser elevada. A unidade de detector 16 registra a energia de radiação gama, que é emitida a partir da amostra, e conta as deposições de energia no detector. Um colimador 17 se encontra em torno de um respectivo detector 16. Por meio do respectivo colimador, a "região de visualização" dos detectores utilizados pode ser limitada de tal modo que seja detectada principalmente a radiação gama que é emitida a partir da amostra. A área espacial com elevada probabilidade de detecção para a radiação gama apresenta, partindo do detector, particularmente, a forma de um cone ou de uma pirâmide. O colimador 17 é produzido a partir de um material que blinda de forma eficiente contra a radiação gama, preferencialmente, chumbo. O colimador permite, graças à região de visualização do detector, minimizar ou enfraquecer o sinal de fundo.

[00163] A amostra pode ser medida segmentada/particionada. Para isso, se encontra, em uma medição individual espectometral de raios gama, não todo o corpo de amostra, mas apenas segmentos individuais, as denominadas partições, na região de visualização do detector. Para o posicionamento das partições individuais na região de visualização do detector, é previsto, para a rotação e/ou translação da amostra e do suporte de amostra, um dispositivo giratório e de elevação 18. O dispositivo giratório e de elevação e o suporte de amostra são unidos, particularmente, entre si, por união positiva e não positiva. Visto que os componentes do dispositivo giratório e de elevação das poderiam elevar o sinal de fundo ativos, esses conjuntos são posicionados, de forma preferida, fora da câmara de amostra e de moderação 15, 12 e fora da blindagem 19 (Figura 5). Para a transmissão de força entre o dispositivo giratório e de elevação e o suporte de amostra 14 pode ser utilizado, particularmente, um eixo, uma corrente ou uma correia dentada.

[00164] A blindagem 19 é disposta de forma a impedir a radiação, em torno da câmara de moderação e de amostra 12, 15, assim como, em torno da unidade de detector 16 e em torno do colimador 17. A blindagem 19 envolve a instalação de medição e reduz a capacidade da taxa de dose doa raios gama e de nêutrons, fora da instalação de medição. Preferencialmente, se utiliza polietileno borado como material para a parte da blindagem, que blinda, primariamente, a radiação dos nêutrons. Como materiais para a parte da blindagem, que reduz ou enfraquece, primariamente, a radiação gama, podem ser utilizados concreto, assim como, elementos com número elevado de número atômico e de densidade elevada, como, por exemplo, aço ou chumbo. Foi comprovado que através do polietileno borado na faixa da câmara de moderação e de amostra 12, 15 ou em torno do mesmo, assim como, em torno da unidade de detector 16 e em torno do colimador 17, o SNR foi aprimorado de forma significativa.

[00165] Na Figura 1 é ilustrado ainda que, na máscara inicial 23, pode ser inserido ou recuperado, pelo menos um de, pelo menos, três variáveis/parâmetros v1, v2, v3, particularmente, a intensidade da fonte de nêutrons, a geometria da amostra, e/ou a massa da amostra. Esses três parâmetros podem ser determinados pelo dispositivo 10, também de forma integralmente automática, de acordo com uma variante.

[00166] Na disposição mostrada na Figura 1, uma moderação pode ser realizada na câmara de moderação 12 separada, fora da câmara de amostra 15. Opcionalmente, também pode ser moderada dentro da câmara de amostra 15. Uma moderação pode ser realizada de forma geral, na câmara de moderação 12, na câmara de amostra 15 e/ou na própria amostra 1.

[00167] Na Figura 1 é mostrada ainda uma unidade de transmissão 24, por meio da tal, pode ocorrer, opcionalmente, uma caracterização adicional de uma amostra, particularmente, com base na irradiação gama.

[00168] Na Figura 1 são indicados, ainda, componentes para a automatização da medição ou avaliação, particularmente, um dispositivo de controle 20, que é acoplado em uma memória de dados 21, em um banco de dados de física nuclear 22, em uma máscara/unidade inicial 23, em uma unidade de transmissão 24, em uma unidade de câmara 25, em uma unidade de pesagem 27, e/ou em um produto do programa de computador 30, em que esse último pode ser armazenado no dispositivo de controle 20.

[00169] As Figuras 2A, 2B, 2C mostram um dispositivo para a análise não destrutiva de elementos múltiplos, por meio da qual ocorre uma medição colimada de partições de uma amostra. Na variante mostrada na Figura 2A são dispostos os dois detectores 16A, 16B simetricamente em relação a uma fonte de nêutrons ou a um ponto de fonte de nêutrons

11.1 do gerador de nêutrons 11.

[00170] As Figuras 2A, 2B, 2C mostram em detalhes também os materiais utilizáveis, de forma preferida, particularmente, materiais para assegurar um enfraquecimento do sinal de fundo, particularmente, polietileno borado M1 (particularmente 5 ou 10%) para a blindagem 19 da radiação de nêutrons (em seções, também concreto para a blindagem 19 de radiação gama), chumbo ou bismuto M2 para o colimador 17 ou com fins de blindagem de radiação gama, grafite M3 para a câmara de moderação 12 ou o suporte de amostra 14 ou a câmara de amostra 15, lítio-6-polietileno ou lítio-6-silicone M6 para uma blindagem do detector, germânio M10 para o cristal 16.1. Uma área entre componentes individuais do detector 16, particularmente, entre uma tampa da extremidade do detector 16.2 e cristal 16.1, é preenchida com ar M4, particularmente no interior do colimador. Conforme o tipo do gerador de nêutrons ou do detector podem ser selecionados materiais M7, M8 adequados para outros componentes individuais, particularmente, a partir da lista que compreende cobre, alumínio, material sintético (particularmente reforçados por carbono).

[00171] A Figura 2A mostra, de forma exemplificativa, duas partições P1, P2 de n partições Pn na forma de segmentos cilíndrico (em forma de fatia de pizza), em uma amostra 1 cilíndrica. A amostra 1 pode ser disponibilizada, nesse caso, por exemplo, por um barril, com uma determinada altura de enchimento de um fluxo ou de um fluido. O barril pode apresentar um volume realmente grande, por exemplo, 200 litros.

[00172] Na Figura 2A pode ser reconhecido, além da orientação dos componentes individuais de acordo com o eixo longitudinal x, o eixo transversal y e o eixo vertical ou eixo de altura z. A amostra é formada, pelo menos em seções, de forma cilíndrica ou, por exemplo, como barril e se estende ao longo do eixo de altura z, particularmente, em simetria de rotação em torno do eixo z. Um posicionamento em diferentes posições de altura z é possível por meio do dispositivo de elevação mencionado 18 anteriormente.

[00173] A Figura 2B mostra uma variante com apenas um detector 16, que é colimado em um segmento cilíndrico. Essa disposição pode ser disponibilizada particularmente também de forma a otimizar custos.

[00174] Na disposição mostrada respectivamente nas Figuras 2A, 2B, pode ser realizada uma moderação também exclusivamente dentro da câmara de amostra 15.

[00175] A Figura 2C mostra ainda uma tampa da extremidade do detector 16.2 e um suporte de cristal 16.3, por meio do qual, elementos do cristal 16.1 podem ser posicionados e alinhados.

[00176] A Figura 3 mostra um método em seis etapas S1 a S6, cujas etapas compreendem respectivamente subetapas. Entre as etapas individuais, podem ser previstos pontos de regulação R1 a R5, seja para uma recuperação do usuário, seja para uma recuperação automática, controlada por computador.

[00177] Na primeira etapa S1 ocorre uma geração de nêutrons e uma irradiação de uma amostra com nêutrons, em que, a primeira etapa pode compreender, pelo menos, uma das seguintes subetapas: ajuste (controle ou regulação) da intensidade da fonte de nêutrons (S1.1), moderação (S1.2), cálculo simulativo do espectro de nêutrons (S1.3), cálculo simulativo do fluxo de nêutrons (S1.4). Em um primeiro ponto de regulação R1 pode ocorrer, particularmente, uma recuperação opcionalmente repetida referente à intensidade da fonte de nêutrons, seja uma recuperação de dados automática, seja no contexto de uma inserção de usuário/guia do usuário.

[00178] Em uma segunda etapa S2 ocorre uma especificação da amostra e medição, em que, a segunda etapa pode compreender, pelo menos, uma das seguintes subetapas: Detectar a massa da amostra e opcionalmente, também, a geometria da amostra S2.1, colimação S2.2, detectar ou ajustar a segmentação da amostra S2.3, deslocamento/posicionamento da amostra, particularmente, por translação e/ou rotação S2.4. A etapa S2.1 pode ocorrer em conjunto com uma medição de transmissão, particularmente, em que radiação gama radioativa é emitida na amostra, por exemplo, para detectar uma altura de enchimento em um barril (amostra), ou para determinar uma densidade de matriz. A medição de transmissão também pode ser compreendida, portanto, como medição prolongada para a caracterização da amostra, e pode ainda fornecer dados, particularmente, também do ponto de vista da segmentação mais apropriada possível. Em um segundo ponto de regulação R2 pode ocorrer, particularmente, uma recuperação opcionalmente repetida referente à massa da amostra, geometria da amostra e segmentação, seja uma recuperação de dados automática em comunicação com uma unidade de câmara e/ou uma unidade de pesagem, seja no contexto de uma inserção de usuário/guia do usuário. No segundo ponto de regulação R2 pode ocorrer, particularmente, também um posicionamento ou alinhamento da amostra.

[00179] Em uma terceira etapa S3 ocorre uma detecção ou uma medição da radiação gama emitida, em que a terceira etapa pode compreender, pelo menos, uma das seguintes subetapas: Detecção/medição da radiação gama e avaliação do espectro gama S3.1, identificação do elemento/pico S3.2, análise de interferência S3.3, avaliação de picos, particularmente, avaliação do ponto de vista da superfície e fundo S3.4. Em um terceiro ponto de regulação R3 pode ocorrer, particularmente, uma transferência e verificação de resultados intermediários. Nesse caso, o ponto de regulação R3 pode compreender uma verificação de plausibilidade, particularmente, no contexto de uma conclusão sobre a fração de massa e de elemento homogênea na amostra ou em uma respectiva partição, em que, opcionalmente por exemplo em um desvio maior que um valor limiar máximo, pode ocorrer uma iteração que retorna à etapa S2, particularmente, para medir, com base em uma nova abordagem colimada.

[00180] Em uma quarta etapa S4 ocorre uma avaliação da radiação gama medida, particularmente, para o cálculo da eficiência fotópica dependente de energia, em que a quarta etapa pode compreender, pelo menos, uma das seguintes subetapas: avaliar interações dentro da amostra S4.1 para o cálculo das eficiências fotópicas dependentes de energia, avaliar interações em um respectivo detector S4.2, determinar o ângulo espacial entre a amostra e o detector S4.3, determinar eficiências fotópicas, particularmente, eficiências fotópicas (iniciais) S4.4. Em um quarto ponto de regulação R4 pode ocorrer, particularmente, uma transferência e verificação de resultados intermediários.

[00181] Em uma quinta etapa S5 ocorre a determinação da massa de, pelo menos, um elemento, em que a quinta etapa pode compreender, pelo menos, uma das seguintes subetapas: Determinação de, pelo menos, uma massa de elemento ou determinação de proporções de massa e elementos S5.1, determinação de, pelo menos, uma seção transversal de efeito S5.2, particularmente respectivamente ou da etapa S1 ou da etapa S4. Em um quinto ponto de regulação R5 pode ocorrer, particularmente, uma transferência e verificação de resultados intermediários. Nesse caso, o ponto de regulação R5 pode compreender uma verificação de plausibilidade, particularmente, uma comparação de elementos de massa quantificados ou da massa total da amostra.

[00182] Em uma sexta etapa S6 ocorre o cálculo da neutrônica, em que a sexta etapa pode compreender, pelo menos, uma das seguintes subetapas: avaliação de interações, particularmente de interações de nêutrons dentro da amostra S6.1, particularmente por aproximação de difusão, avaliação de um espectro de nêutrons S6.2, avaliação de um fluxo de nêutrons S6.3, particularmente, por aproximação de difusão.

[00183] Pontos de regulação R1 a R5 podem compreender, respectivamente, uma realimentação opcional (circuito fechado de controle) para a etapa anterior, particularmente no contexto de uma verificação de uma entrada de usuário ou de um resultado intermediário. As etapas S4 a S6 podem ser realizadas de forma iterativa e independentes dos pontos de regulação individuais, particularmente, de forma contínua durante a radiação gama de amostras irradias continuamente. A iteração é encerrada quando a massa de elemento a ser determinada não se modificar mais ou, pelo menos, não se modificar essencialmente, por exemplo, a partir de um valor limiar que pode ser predefinido para uma diferença.

[00184] A Figura 4 mostra a região de visualização de um respectivo detector 16A, 16B no exemplo de uma amostra 1 cilíndrica, em discos ou em segmentos circulares P1, P2, Pn. A região de visualização do respectivo detector 16A, 16B não precisa, nesse caso, coincidir ou se alinhar necessariamente com uma respectiva partição. Na avaliação pode ser considerado em qual fração uma partição adjacente se encontra na região de visualização do respectivo detector e, simultaneamente, deve ser avaliada ou calculada. Em cada posição de altura há 12 partições. A amostra toda pode, então, ser analisada por seis giros e pelo número correspondente de níveis de translação em altura (aqui, são cinco plano, ou seja, quatro níveis de deslocamento no sentido z). Cada partição é irradiada e medida, por exemplo, por um intervalo de alguns segundos, até minutos.

[00185] Na Figura 5 é mostrado um dispositivo 10 no qual o suporte de amostra 14 pode ser deslocado para cima, em altura, em torno de um percurso observável (seta com linha pontilhada). A câmara de amostra 15 é limitada pelo material M3, cujo material M3 pode ser deslocado em conjunto com a amostra 1 em uma cavidade preenchida por ar, acima da amostra 1. O dispositivo giratório e de elevação 18 é unido por meio de um acoplamento que compreende um eixo 18.1 com o suporte de amostra 14, disposto, além disso, fora da blindagem de nêutrons e selado pela câmara de amostra. Através disso, pode ser assegurado que os nêutrons não cheguem no dispositivo giratório e de elevação. É evitado um meio de passagem dos nêutrons para o dispositivo giratório e de elevação. O material, no qual o eixo é conduzido 18.1, é, preferencialmente, grafite. Como ilustrado na Figura 5, em um bloco de grafite, pode ser prevista a passagem para o eixo

18.1. O dispositivo giratório e de elevação 18 é unido, de forma preferida, exclusivamente, por meio do eixo 18.1, ao suporte de amostra

14. A blindagem de nêutrons é rompida, então, exclusivamente pelo eixo. O dispositivo giratório e de elevação é disposto separado, atrás da blindagem ativa de nêutrons.

[00186] Na Figura 6 é mostrado um dispositivo 10 para a análise não destrutiva de elementos múltiplos, no qual quatro detectores de nêutrons 28A, 28B, 28C, 28D de uma unidade do detector de nêutrons.28 são dispostos na câmara de amostra 15. Os detectores de nêutrons dispostos aqui de forma exemplificativa podem ser distribuídos uniformemente ao longo da circunferência da câmara de amostra 15. De forma opcional, também podem ser previstos mais que quatro detectores de nêutrons. Os detectores de nêutrons são dispostos, de forma preferida, na altura da montagem dos detectores gama. Por meio da unidade do detector de nêutrons.28 pode ocorrer uma determinação resolvida espacialmente e energeticamente do fluxo de nêutrons, particularmente do fluxo de nêutrons total ou absoluto de uma respectiva partição, externa à amostra. Listagem dos números de referência 1 Amostra 10 Dispositivo para a análise de elementos múltiplos com base n ativação de nêutrons 11 Gerador de nêutrons

11.1 Fonte de nêutrons ou ponto de fonte de nêutrons 12 Câmara de moderação 14 Suporte de amostra 15 Câmara de amostra

16 Unidade de detector 16A, 16B Detector individual

16.1 Cristal do detector individual

16.2 Tampa da extremidade do detector

16.3 Suporte de cristal 17 Colimador 18 Dispositivo de rotação e de elevação

18.1 Acoplamento, particularmente haste 19 Tela 20 Dispositivo de controle 21 Dispositivo de armazenamento de dados 22 Banco de dados de física nuclear 23 Unidade/máscara de introdução 24 Unidade de medição de transmissão 25 Unidade de câmera 27 Unidade de pesagem 28 Unidade de detector de nêutrons 28A, 28B, 28C, 28D Detector de nêutrons individual 30 Produto de programa de computador A16 Eixo de visualização do detector M1 Material 1, particularmente polietileno borado e/ou concreto M2 Material 2, particularmente chumbo e/ou bismuto M3 Material 3, particularmente grafite M4 Material ou meio 4, particularmente ar M6 Material 6, particularmente polietileno de lítio e/ou silicone de lítio M7 Material 7, particularmente alumínio e/ou material sintético reforçado com fibra de carbono M8 Material 8, particularmente cobre ou material sintético

M10 Material 10, particularmente germânio P1, P2, Pn Partições da amostra R1 Primeiro ponto de regulação R2 Segundo ponto de regulação R3 Terceiro ponto de regulação R4 Quarto ponto de regulação R5 Quinto ponto de regulação S1 Primeira etapa, particularmente geração de nêutrons e irradiação com nêutrons S1.1 Ajuste (controle ou regulação) da intensidade da fonte de nêutrons S1.2 Moderação S1.3 Cálculo simulativo do espectro de nêutrons S1.4 Cálculo simulativo do fluxo de nêutrons S2 Segunda etapa, particularmente especificação da amostra e medição S2.1 Detecção da massa da amostra e/ou geometria da amostra e/ou medição da transmissão S2.2 Colimação S2.3 Detecção ou ajuste da partição da amostra S2.4 Deslocamento/posicionamento da amostra, particularmente por translação e/ou por rotação S3 Terceira etapa, particularmente detecção/medição de radiação gama emitida e análise de radiação gama medida S3.1 Detecção/medição de radiação gama ou análise do espectro gama S3.2 Identificação de elemento/de pico S3.3 Análise de interferência S3.4 Análise de picos, particularmente quanto à superfície de pico e ao fundo

S4 Quarta etapa, particularmente análise de radiação gama medida S4.1 Análise de efeitos recíprocos dentro da amostra S4.2 Análise de efeitos recíprocos no detector S4.3 Determinação do ângulo sólido entre a amostra e o detector S4.4 Determinação de eficiências de fotópticos, particularmente de eficiências de fotópticos iniciais S5 Quinta etapa, particularmente determinação de, pelo menos, um elemento, particularmente da massa S5.1 Determinação de, pelo menos, uma massa de elemento ou de relações de massas de elementos S5.2 Determinação de, pelo menos, um corte transversal S6 Sexta etapa, particularmente cálculo da neutrônica S6.1 Análise de efeitos recíprocos dentro da amostra S6.2 Análise de um espectro de nêutrons S6.3 Análise de um fluxo de nêutrons v1 Primeiro parâmetro variável, particularmente introduzível manualmente, particularmente intensidade da fonte de nêutrons v2 Segundo parâmetro variável, particularmente introduzível manualmente, particularmente geometria da amostra v3 Terceiro parâmetro variável, particularmente introduzível manualmente, particularmente massa da amostra x Eixo longitudinal y Eixo transversal z Eixo vertical ou eixo ao alto

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para uma análise de elementos múltiplos com base em ativação de nêutrons, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: gerar nêutrons rápidos com uma energia na faixa de 10 keV a 20 MeV e moderar os nêutrons; irradiar a amostra (1) com os nêutrons; medir a radiação gama emitida a partir da amostra irradiada por meio de pelo menos um detector (16A, 16B) para determinar pelo menos um elemento da amostra; em que a amostra é irradiada de forma contínua de modo não pulsado, em que a medição é implementada durante a irradiação, em que para a determinação do pelo menos um elemento é medida e analisada a radiação gama imediata ou tanto imediata como tardia, em que a amostra (1) é subdividida em partições individuais (P1, P2, Pn) e a medição é realizada mediante o uso de um colimador (17) que circunda o detector correspondente em relação às partições (P1, P2, Pn) correspondentes, em que a determinação do pelo menos um elemento compreende uma análise da radiação gama medida, em que a determinação compreende: a determinação do fluxo de nêutrons de forma espacialmente resolvida e energeticamente resolvida dentro da partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra (1) e o cálculo de eficiências de fotóptico dependentes da energia, assim como do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons dentro de uma partição (P1, P2, Pn) individual da amostra através de um método aproximativo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a irradiação e a medição são implementadas ao longo de um período de pelo menos um segundo; e/ou em que são gerados nêutrons com um valor de energia de nêutrons de 2,45 MeV ou com pelo menos um valor de energia de nêutrons do grupo seguinte: 2,45

MeV, 14,1 MeV; e/ou em que são gerados nêutrons com uma energia de nêutrons com pelo menos um valor na faixa de energia de 10 keV a 20MeV ou de 10keV a 10MeV.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que para determinar o, pelo menos, um elemento, pelo menos intermitentemente, é exclusivamente medida e analisada a irradiação gama atrasada de radiação contínua de nêutrons; ou em que a medição ou a determinação é realizada individualmente em relação às partições individuais (P1, P2, Pn), partições estas que são predefinidas ou podem ser predeterminadas manualmente ou automaticamente por colimação.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que para a determinação de pelo menos um elemento é medida de forma energeticamente resolvida a radiação gama emitida a partir da amostra (1) por determinação da taxa de contagem de fotópticos, em que a determinação compreende uma análise energeticamente resolvida da radiação gama medida de acordo com espectros gama das partições correspondentes; e/ou em que a medição/análise compreende uma medição/análise energeticamente resolvida da intensidade da radiação gama emitida a partir da amostra (1).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a análise compreende: correlacionar pelo menos um fotóptico de uma representação de energia de taxa de contagem com base na respectiva energia com um elemento da amostra (1); ou em que a análise compreende ainda: quantificar a fração de massa do pelo menos um elemento da amostra, pelo fato de a fração do pelo menos um elemento contido na amostra ser analisada depois da extração de um sinal de fundo da superfície líquida de um/do fotóptico, que o elemento causa na representação de energia de taxa de contagem.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a análise é realizada com base no pressuposto de uma distribuição de massa e/ou de elementos homogénea nas partições correspondentes da amostra (1); e/ou em que o cálculo do fluxo de nêutrons dentro da partição correspondente da amostra (1) é realizado com base em uma aproximação de difusão da equação de Boltzmann linear, particularmente com base na relação seguinte: e/ou em que o cálculo do espectro de nêutrons é realizado dentro da amostra (1), dentro de uma partição (P1, Pn, Pn) correspondente da amostra, particularmente espacialmente resolvida e/ou energeticamente resolvida, particularmente com base na relação seguinte:

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o cálculo das eficiências de fotóptico em função da energia assim como o fluxo de nêutrons e o espectro de nêutrons dentro de uma partição individual (P1, P2, Pn) da amostra é realizado pelo cálculo do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons por um método aproximativo, respectivamente com base na relação seguinte: e/ou em que durante a análise é analisada uma pluralidade de energias gama respectivamente de pelo menos um elemento numa partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra (1) durante a quantificação da fracção de massa de um elemento correspondente da partição correspondente com base na relação seguinte:

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o método é realizado com base nas variáveis iniciais intensidade da fonte de nêutrons, geometria da amostra e massa da amostra, particular e exclusivamente com base nestas três variáveis iniciais, em que o método é realizado iterativa e respectivamente em relação a elementos individuais e/ou em relação à partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra (1) e/ou em relação à composição total da amostra (1) e/ou em que o método é realizado automaticamente por análise da radiação gama medida com base além de três parâmetros intensidade da fonte de nêutrons durante a irradiação, geometria da amostra e massa da amostra, parâmetros determinados exclusiva e numericamente, e/ou; em que para a caracterização da amostra é realizada pelo menos uma medição do grupo seguinte: medição da transmissão, pesagem da amostra, detecção óptica da geometria da amostra.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a determinação espacialmente resolvida e energeticamente resolvida do fluxo de nêutrons, particularmente do fluxo de nêutrons total de uma partição correspondente, é frealizada dentro da câmara da amostra e fora da amostra, particularmente por meio de vários detectores de nêutrons (28; 28A, 28B, 28C, 28D) dispostos dentro da câmara da amostra.

10. Produto de programa de computador (30) caracterizado pelo fato de ser configurado para a análise de elementos múltiplos com base em ativação de nêutrons de acordo com um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, quando o método é executado em um computador, e configurado para determinar pelo menos um elemento de uma amostra (1) irradiada de forma contínua e não pulsada por nêutrons por análise de radiação gama tanto imediata como tardia emitida a partir da amostra em relação à composição da amostra (1), com base em eficiências de fotóptico em função da energia e do fluxo de nêutrons e do espectro de nêutrons dentro de uma partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra, e, está configurada ainda para analisar a radiação gama medida colimada por partição, pelo fato de uma pluralidade de energias gama, respectivamente, do pelo menos um dos elementos na partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra (1) ser analisada durante a quantificação da fração de massa do elemento correspondente da partição (P1, P2, Pn) correspondente com base na qual são analisadas taxas de contagem de fotópticos líquidas registradas durante a análise de elementos múltiplos, particularmente com base na relação seguinte:

11. Dispositivo (10) configurado para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons de acordo com um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender: um gerador de nêutrons (11) configurado para gerar nêutrons rápidos; uma câmara de amostra (15) e um suporte de amostra (14) disposto na mesma; uma unidade de detector (16) com pelo menos um detector (16A, 16B) configurado para medir a radiação gama emitida a partir de uma amostra irradiada para determinar pelo menos um elemento da amostra; em que o dispositivo (10) compreende um dispositivo de controle (20) que está configurado para realizar um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, configurado para a irradiação contínua e não pulsada de uma/da amostra (1), em que o dispositivo apresenta pelo menos um colimador (17) que limita uma região de visualização do detector (16A, 16B) em relação a uma partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra (1), em que o dispositivo está configurado para analisar as medições das partições (P1, P2, Pn) por quantificação da fração de massa do pelo menos um elemento da amostra (1).

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o gerador de nêutrons (11) compreende uma fonte de nêutrons (11.1) configurada para a fusão de dêuterons, particularmente com gás deutério enquanto combustível; e/ou em que o dispositivo compreende pelo menos um componente que enfraquece um sinal de fundo do dispositivo do grupo seguinte: pelo menos um colimador (17) de chumbo ou de bismuto que limita a região de visualização do detector à partição correspondente da amostra e/ou uma câmara de moderação (12) de grafite e/ou uma tela (19) de polietileno borado e/ou uma câmara de amostra (15) e/ou um suporte de amostra (14), respectivamente pelo menos parcialmente constituídos por grafite ou por materiais sintéticos ou berílio totalmente fluorados.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda um produto de programa de computador (30) ou um armazenamento de dados (21) com o mesmo, em que o produto de programa de computador está configurado para a determinação de pelo menos um elemento da amostra (1) por análise da radiação gama medida com base nas eficiências de fotóptico em função da energia e no fluxo de nêutrons e no espectro de nêutrons dentro de cada partição (P1, P2, Pn) correspondente da amostra; e/ou ainda com um dispositivo de rotação e/ou de elevação (18) configurado para deslocamento translacional e/ou rotacional de um/do suporte de amostra (14) ou da amostra, particularmente uma desacoplada de uma/da câmara de amostra (15) do dispositivo de rotação e/ou de elevação; e/ou em que a unidade de detector (16) compreende pelo menos dois detectores (16A, 16B), particularmente em uma disposição simétrica em relação ao gerador de nêutrons (11) ou em relação a pelo menos uma fonte de nêutrons (11.1) do dispositivo.

14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o gerador de nêutrons (11) está configurado para a fusão de dêuterons para gerar nêutrons rápidos.

15. Dispositivo (10), caracterizado pelo fato de ser configurado para a análise de elementos múltiplos com base na ativação de nêutrons de acordo com um método, como definido em qualquer uma das reivindicações 1a 9.