DE1960508A1

DE1960508A1 - Radioisotopen-Roentgenfluoreszenzanalysator zur Elementaranalyse von Gesteinen und Erzen unter natuerlichen Lagerungsbedingungen

Info

Publication number: DE1960508A1
Application number: DE19691960508
Authority: DE
Inventors: Meier Wladimir A; Sapkow German G; Iljasew Michail I; Poljakow Konstantin K; Briskin Sawelij N; Ljubawin Jurij P; Rosuwanow Anatolij P; Nachabzew Walerij S; Kobyljanzew Leonid W
Original assignee: OSOBOJE K BJURO MINISTERSTWA G
Current assignee: OSOBOJE K BJURO MINISTERSTWA G
Priority date: 1969-12-02
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1259220A

Description

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28. November 1969

P 26 548/1

Osoboje konstruktorskoge
bguro iviinisterstva geologii 3S3R

Leningrad / Udo3R

R/iDIO I SOTOPElT -RONTGEW iLUORESZEKZAli ALYSATOR ZtTR ELMENTARAN ALYSE YON GESTEIITEII UND ERZiIT TJtTTER NATÜRLICHEN LAGERUNGSBEDINGUNGEN

Die vorliegende Erfindimg betrifft in Geologie, Berg bau, Hüttenwesen und anderen Industrie- und Technikgebieten angey/andte Einrichtungen zur ferngesteuerten Schnellana lyse einer Substanz nach den charakteristischen Spektren, die durch die Strahlung von Radioisotopenquellen erregt werden, und genauer, Radioiaotopen-Rontgenfluoreszenzana lysatoren zur Elementaranalyse von Gesteinen und Erzen unter natürlichen Lagerungobedingungen.

Es sind Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzanalysatoren zur Elementaranalyse von Gesteinen und Erzen unter natür liehen Lagerungsbedingungen bekannt, in denen die Impulse,

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welche Informationen über die Zusammensetzung von G-estei - neu und Eraen tragen, von einer Sonde mit einer Radioiso topenquelle und einem Sekundärstrahlungsdetektor einem Im pulshöhenanalj'-sator zugeführt und durch ein Messgerät auf gezeichnet werden ( siehe z.B. Bowie S.H.V., Darnley A.G., and Ehodes J.R. Portable radioisotope X-ray fluorescence analyser, Trans. Instn. Min. Metall, London, 1965, vol. 74, p. 36t ).

In diesen Radioisotopen-Rontgenfluoreszenzanalysato ren weist der Impulshöhenanalysator einen I)ifferenzdiskriminator auf, der mit einem Impuls tachometer in Verbindung steht. Damit bieten diese Radioisotopen-Röntgenfluores zenzanalysatoren keine Möglichkeit, die Einwirkung der Substanzzusammensetzung von Gesteinen und Erzen auf die ζählenmässigen Bewertungen von dem Untersuchungseiement ' unmittelbar im Messvorgang zu berücksichtigen. Bei der Ar beit mit ihnen sind außerdem nicht weniger als zwei selb ständige Messungen zur Bestimmung des Untersuchungselements erforderlich, vor jeder von denen man das zwischen dem Se kundärstrahlungsdetektor und dem Untersuchungsmedium an geordnete Filter auswechseln bzw. die Schwellen des Di^/e -renzdiskriminators umschalten mu3, um die Zählgeschwind ig keit von den Detektorimpulsen in verschiedenen Bereichen des sekundären Leistungsspektrums zu messen.

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Die Kompensation des durch die Strahlung der Radio isotopenquelle verursachten Brummes erfolgt in diesen Ra dioisotopen-RÖntgenfluoreszenzanalysatoren in Analogform, wodurch eine brummimpulsfreie Informationsgewinnung von der Sonde in für folgende Berechnungen geeigneter Digital form umständlich wird. Sie verfügen ferner über keine Schwundregelung, wodurch periodische Verstärkernaehrege lung erforderlich ist.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die obener wähnten Hachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radioisotopen-RÖntgenfluoreszenzanalysator zur Elementaranaly se von Gesteinen und Erzen unter natürlichen Lagerungsbe dingungen zu entwickeln, der die Möglichkeit zu bieten ver mag, die Einwirkung der Substanzzusammensetzung von Gesteinen und Erzen auf die zatuUmassigen Bewertungen von dem ITn tersuchungselement unmittelbar im MeSVorgang zu berück sichtigen und nicht weniger als zwei Elemente gleichzeitig zu bestimmen.

Die gestellte Aufgabe wird mit Hilfe eines Radioiso topen-RÖntgenfluoreszenzanalysators zur Elementaranalyse von Gesteinen und Erzen unter natürlichen Lagerungsbedin gungen gelöst, in dem die Impulse, welche Informationen über die Zusammensetzung von Gesteinen und Erzen tragen, von einer Sonde mit einer Radioisotopenquelle und einem

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Sekundärstrahlungsdetektor einem Impulahöhenaiialysator zu geführt und durch ein Meßgerät aufgezeichnet werden. Erfindungsgemäß enthält der Impulshöhenanalysator im vorliegen den Analysator mindestens einen Analysier-Rechenkanal für jedes Untersuchungseiement, der die Impulse von der Sonde aufnimmt, und zwei parallelgeschaltete Differenzdiskrimi natoren,-die die Photospitze des Untersuchungselements und den als Innenstandard dienenden Streusti*alilungsspektral bereich aas dem SekundärstrahlungsSpektrum abtrennen, so wie einen mit den Diskriminatoren elektrisch gekoppelten! pulszähl-Geschwindigkeitsverhältnisriesser in den durch diese Diskriminatoren abgesonderten Sekundäratrahlungs spektralbereichen.

Um die Einwirkung des durch die Strahlung der Radio isotopenquelle verursachten Trummes auf das Impulssähl- -Geschwindigkeitsverhältnis in den durch die Differenz diskriminatoren abgetrennten Sekundäretrahlungsspektral bereichen auszuschließen, ist es zweckmäßig, zwischen Aus gang mindestens eines der Differenzdiskriminatoren und mindestens einem Eingang des Impulszähl-Gesähwindigkeits verhältnismcs3ers eine diskrete Brummkompensationseinrich tung einzufügen.

Um die durch Zeit- und TemperaturInstabilität dos Sekundärstrahlungsdetektors hervorgerufenen Fehler herab -

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zusetzen, ist im Impulshöhenanalysator ein Schwundregel kanal zu bevorzugen, der an den Analysier-Rechenkanal pa rallel angeschlossen ist und mindestens einen Diskrimina tor enthält, v/elcher den 3trahlungsSpektralbereich der Radioisotopenquelle abtrennt, in dem die durchschnittli ehe Impulszählgeschwindigkeit als Verstärkungsstabilitätskriterium dient.

Durch derartj/konstruktive Ausfuhrung des

Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzanalysators werden die mit dessen Hilfe ermittelten Meßergebnisse von Zusammensetzung und Dichte des Untersuchungsmediums we niger beeinflußt, als in den bekannten Radioisotopen-Röntgenl'luoreszenzanalysatoren der Pail ist.

Dank diskreter Kompensation des durch die Strahlung der Radioisotopenqueile verursachten Brummes kennzeichnet sich der vorliegende Radioisotopen-RÖntgenfluoreszenzana lysator durch Linearität des Eichungsdiagramms im breiten •Mesaboreich von Konzontrationsänderungen der Untersuchungselemente.

Hit dem Schwundregelkanal ist die Stabilität der Energieoichung des . Radioisotopen-Rönt-

genfluoreszenzanalysator3 im Mesvorgang gewährleistet.

nachstehend wird die vorliegende Erfindung an Hand

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eine3 konkreten Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild des erfindungsgemäß en Ha -

dioisotopen-RÖntgeni'luoreszenzanalysators, Pig. 2 die mit Hilfe des erfindungsgem'äöen Radioiso topen-EÖntgenfluoreszenzanalysators ermittelte« SekundärStrahlungsspektren in dem Untersuchungs· Objekt, der keine Schwerelemente enthalt, und in Objekten mit einem Bleigehalt ( 1 Gew·- $> und 20 (Jew.-^ ).

Fig. 3 das mit Hilfe desselben Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzanalysators ermitteltes Sekundär Strahlungsspektrum im blei- und bariumlmltigen Untersuchungsobj ekt;
Fig. 4 Schaubilder der Bleibestimmungsergebnisse

( Eichungsdiagramme ), gemacht mit Hilfe des vorliegenden Radioisotopen-Rontgenfluoreszenzanalysators bei ein- und ausgeschalteten Ein richtungen zur diskreten Kompensation des durch die Strahlung der Radioisotopenquelle verur sachten Brummes.

Der Radioiaotopen-Röntgenfluoreszenzanalysator zur Elementaranalyse von Gesteinen und Erzen in Bohrlöchern ( unter natürlichen Lagerungsbedingungen ) weist das Tiefengerät 1 ( Fig· 1 ), den Impulshöhenanalysator 2 und die 109 82A/1600

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3ρeisegruppe 3 auf. Das Tiefengerät 1 und der Impulshöhen analysator 2 sind über dag Hochfreq_uenzmeßkabel 4 ma&in ander verbunden.

Das xief engerät 1 besteht aus der Sonde 5 uxi& dem elektronischen Baustein 6, die mechanisch und elektrisch durch eine biegsame Verbindung 7 untereinander gekoppelt sind. Der elektronische raustein 6 ist zur Speisung der Sonde 5 und zur Übertragung der Impulse, welche Inforiaa tionen über die Zusammensetzung von den das Bohrloch umge benden Gesteinen und Erzen tragen, an den Impulshöhenana lysator 2 bestimmt.

In der Sonde 5 sind die Radioisotopenquelle 8 und der Sekundärstrahlungsdetektor 9 ( Szintillations- bzw. Pro portionalzahler ) angeordnet, zwischen denen ein Bleischild 10 mit dem Kollimator 11 der Radioisotopenquelle 3 und dem Kollimator 12 des 3ekund'arStrahlungsdetektors 9 vorgesehen ist. Im MeßVorgang wird die Sonde 5 mittels Feder 13 gegen die Bohrlochwand gedrückt. Die Anpassungs-stufe 14 befindet sich ebenfalls in der Sonde 5. "

Der Sekundärstrahlungsdetektor 9 steht mit der An passungsstufe 14 in Verbindung, die über die biegsame Ver bindung 7 mit dem Vorverstärker 15 und über das Hochfre quenzmeßkabel A mit dem Impulshöhenanalysator 2 gekoppelt ist.

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IT eben dem Vorverstärker 15 gibt es im elektronischen Baustein 6 eine stabilisierte ITiederspannungsspeisegrup pe 16, die den Vorverstärker 15 und die Anpassungsstufe
14 unter Spannung setzt, und einen Umsetzer 17, der die
Hochspannung zur Speisung des Sekundärstrahlungsdetektors 9 erzeugt.
W Der Impulshöhenanalysator 2 schaltet den aus zwei

Stufen 19 und 20 bestehenden linearen Verstärker 18, die Analysier-Eechenkanäle 21 und 22 sowie den zwischen Stu fen 19 und 20 an diese Kanäle parallel angeschlossenen
Schwundregelkanal 23 ein, der die Speisespannung des elek tronischen Bausteins 6 des Tiefengeräts 1 steuert. Die
Analysier-Eechenkanäle 21 und 22 stehen mit der Stufe 20 des linearen Verstärkers 18 in Verbindung.

Der Analysier-Eechenkanal 21 enthält zwei parallel . geschaltete Differenzdiskriminatoren 24 und 25, die die
Photospitze eines der Untersuchungselemente und den als
Innenstandard dienenden Streustrahlungsspektralbereich
abtrennen. Den Ausgängen von den Differenzdiskriminatoren 24 und 25 sind diskrete !Compensationseinrichtungen 26 und 27 zur Beseitigung des durch die Strahlung der Radioiso topenquelle 8 der Sonde 5 verursachten Brummes angeschlos sen. Die Ausgänge von den Brummkompensationseinrichtungen

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26 und 27 sind mit den Eingängen eines digitalen Impuls zähl-Geschwindigkeitsverhältnisiaessers 28 in den durch die Differenzdiskriminatoren 2£ und 25 abgetrennten Se kund'ar s tr ahlungs Spektralbereich en verbunden.

33er Analysier-Rcchenkanal 22 enthalt ebenso wie der Analysier-Rechenkanal 21 zwei parallelgeschaltete Diffe renzdiskriminatoren 29 und 30, die die Photospitze des zv/eiten Untersuchungs element es und den ala. Innenstandard dienenden entsprechenden Streustrahlungsspektralbereich aus dem Sekund'ärstrahlungsspektrum abtrennen. Ilen Ausgän gen von den Differenzdiskriminatoren 29 und 30 sind dis krete Kompensationseinrichtungen 31 und 32 zur Beseitigung des durch die Strahlung der Radioisotopenquelle 8 der Son de 5 verursachten Brummes entsprechend angeschlossen. Die Ausgänge von den Brummkompensationseinrichtungen 3t und 32 sind mit den Eingängen des digitalen Impulszähl-Ge ochwindigkeitsverh'ältnisiaessers 33 in den durch die Dif ferenzdiskriminatoren 29 und 30 abgesonderten Sekundär Strahlungsbereichen verbunden.

Die digitalen Impulszähl-GeaBhwindigkeitsverh'altnia messer 28 und 33 verfügen über Analogaugänge, die den. auf der Fig« 1 als Ziffern 34 bzw. 35 bezeichneten Meageräten angeschlossen sind·

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Bei der Intensitätsmessung der Fluoreszenzröntgen- und Streustrahlung werden die Impulszähl-G-eschwindigkeitsverhältnismesser ( auf der Zeichnung nicht gezeigt -), deren Ausgänge dabei mit den Meßgeräten 34 bzw. 35 in Ver bindung stehen, an die Ausgänge von den Differenzdiskri minatoren 24, 25 und 29, 30 mit Hilfe von Umschaltern an geschlossen.

Der Schwundregelkanal 23 enthält einen mit der Stufe 19 des linearen Verstärkers 18 gekoppelten Diskriminator 36. Der Ausgang von dem Diskriminators 36 ist mit dem Im pulszähl- Geschwindigkeitsverhältnismesser 37 verbunden, der seinerseits mit der gesteuerten Speisequelle 38 des elektronischen Bausteins 6 gekoppelt ist.

Erfißdungsgemäsö arbeitet der Radioisotopen-Röntgen fluoreszenzanalwsator folgendermassen.

Die Radioisotopenquelle der Sonde 5 des Tiefengeräts 1 sendet Röntgen- bzw. Weichstrahlungsquanten aus, die mit der Gesteinesubstanz durch. Photo- und Compton-Effekt zu sammenwirkt.

AIb Ergebnis der Photoabsorption von Primärstrahlen entstehen in den Atomen der Schwer elemente Quanten cha rakteristscher Röntgenstrahlung, deren Energie für jedes Element spezifisch ist und deren Intensität mit einer halteaunahme von dem Untersuohungselement aifträohat und

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mit einer Vergrößerung der effektiven Atomnummer von dem TJntersuchungsmedium schwindet.

Neben den Sekundärröntgenstrahlen entsteht eine Streustrahlung, deren Spektralzusammensetzung durch das Strahlungsspektrum der Radioisotopenquelle 8 bestimmt und deren Intensität genauso wie die der charakteristischen Strahlung mit der Vergrößerung der effektiven Atomnummer de3 TJntersuchungsmediums geringer wird·

An den Sekundärstrahlungsdetektor 9 gelangt, bewir ken sekundäre Röntgen- und Streuphotonen das Entstehen von elektrischen Impulsen an seinem Ausgang, deren Ampli tude der der Registrierstrahlungsenergie proportional ist. Diese Impulse werden über die Anp as sung s stufe 14 der Sonde 5 des elektronischen Bausteins 6 zugeführt und durch den Vorverstärker 15 verstärkt· Nach der Vorverstärkung wird die Impulshöhenverteilung im Tiefengerät 1 über das Hoch frequenzmeßkabel 4 dem linearen Verstärker 18 des Impuls höhenanalysators 2 und ferner den Analysier-Rechenkanälen 21 und 22 in unverzerrter Form zugeführt.

Um den Betrieb der Analysier^Rechenkanäle 21 und 22 näher zu erläutern, werden nachstehend die Sekundärstrah Iuiig3Spektren ( Fig. 2 ) betrachtet, die in den Lagen gemessen sind, wo die Kollimatoren 11 bzw. 12 der Radioisoto penquelle 8, an deren Stelle das Isotop Selen-75 verwendet

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wurde, und des Sekundärstrahlungsdetektors 9 nach dem TJn tersuchungsmedium, das keine Schwer elemente enthält ( Spektrum 39 )» und nach dem Untersuchungsmedium mit einem Bleigehalt von 1 Gewichtsprozent ( Spektrum 40 ) und 20 Gewichtsprozent ( Spektrum 41 ) gerichtet sind·

Auf der Abszissenachs-e, Fig. 2, sind Sekundärstra]! " lungsenergie ( E , „ ) und Pegel eines der Diskriminator en, während auf der Ordinatenachse ImpulszählgeschwindigkGit ( H ) abgetragen.

Um die Spektren 39, 40 und 41 mit Hilfe des erfin dung3gemäß en Radioisotopen-RÖntgcnfluoreszenzanalysators zu erhalten, genügt es nur, den Ausgang eines der Diffe renzdiskriminafcoren irgendeines der Analysier-Rechenkanä Ie, z.B. des Differenzdiskriminators 24 dem Impulstacho meter anzuschliessen, wobei man die Pegel dieses Diskri minators mittels eines Umschalters abweichen last, und die Impulszählgeschwindigkeit H bei jedem von 100 Pegeln des Differenzdiskriminators 24 zu messen.

Bei den Messungen von den'Spektren 39, 40 und 41 ist die fensterbreite des Differenzdiskriminators 24 gleich 2,5 keV gewählt.

Im Spektrum 39 gibt es zwei Maxima, die durch Comp ton-Streuung bedingt sind.

Im Spektrum 40 und insbesondere im Spektrum 41, die

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in Anwesenheit von Blei gemessen sind, sind die Photospit ζ en im Bereich, von 75 keV ersichtlich, welche die Absorp tion von Quanten, die den intensivst η Linien der K-3erie der fluoreszenten Röntgenstrahlung von Blei entsprechen, im Sekundärstrahlungsdetektor 9 widerspiegeln.

Um eine Bleib es timmung mit Hilfe des <.

■ . Radioisotopen-Rontgenfluoreszenzanalysators vor -

zunehmen, wird einer der Differenzdiskriminatoren irgend eines der Analysier-Rechenkanäle, z.B. der Differenzdiskriminator 24, durch Umschaltung von den Diskriminationspegeln auf die Stellung abgestimmt, in der ec im Spektralbereich

die Lleiphotospitze aus den Spektren 39» 40 und 41 ( Pig. 2 ) absondert. Der I)ifferenzdiskriminator 25 wird in ähnlicher «yeise geregelt, sodas der Streustrahlungs s pek tr albere ich E₂ » <le^r rechts von der K-Kante der Blei absorption liegt und als Innenatandard dient, abgetrennt wird. Dann wird durch das Meßgerät 34 ein kontinuierliches Dchaubild bei der Fahrt des Tiefengeräts 1 über den Bohr schacht der zu untersuchenden Bohrung festgelegt, da3 den Bleigehalt in den von der Bohrung durchschnittenen Geatei - nen registriert.

Nun wird die Arbeit des ' Radio-

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isotopen-Röntgenfluoreszenzanalysators "bei gleichzeitiger Bestimmung von zwei Untersuchungselement en unter Anwen dung von Fig· 3 "behandelt.

Das Sekundärstrahlungaspektrum 42 ist ebenso wie die Spektren 39» 40 und 41, doch in einem "blei- und barium halt igen Medium erhalten.

Die Bleiphotospitze ist im Spektrum 42 ebenso wie in den Spektren 40 und 41 im Energiebereich von 75 keV
( Spektralbereich E.. ) ersichtlich. Links daion hat sich im Energiebereich von 32 keY die Bariumphotospitze
( Speitralbereich E-, ) gebildet.

Auf den Achsen der Fig. 2 und 3 sind dieselben fer te abgetragen.

Bei gleichzeitiger Blei- und Bariumbestimmung blei bendie Differenzdiskriminatoren 24 und 25 des Analysier- -Rechenkanals 21 nach wie vor bei den Stellungen, die der Abtrennung von den Spektralbereichen E₁ und E„ entspre chen. Die Differenzdiskriminatoren 29 und 30 dos Analy sier-Rechenkanals 22 aber werden beziehungsweise auf die Absonderung von der Bariumphotospitze ( Spektralbereich
Ε-, ) und des Streustrahlungsspektralbereichs E, , der
rechts von der K-Kante der Bariumabsorption liegt, abge stimmt. Nun wird ein kontinuierliches Bleigehaltsdiagramm

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bei der Fahrt des Tiefengeräts 1 durch das Messgerät 34 aufgezeichnet. Zugleich registriert das Messgerät 35 ein kontinuierliches Bariumgchaltadiagramm.

Dadurch, daft der erfindungsgemäße Radioisotopen-RÖnt gcnfluoreszenzanalysator es ermöglicht, die Streustrahlung als Innenstandard zu verwenden, ist die gegenseitige Ein wirkung von Blei und Barium gering. Sie wird durch φβ>eine nachfolgende Auswertung von den Messergebnissen vollkom men ausgeschlosaen^daß es bei den zahlenmäßigen Bleibe — Wertungen gelingt, sich ein und dasselbe Eichungsdiagramm zunutze zu machen, unabhängig davon, ob die Bleibestimmung in Silikatgesteinen oder im Vollbaryt ( BaSO/, ) nachge wiesen wird.

Ebenso wie Blei und Barium mit Hilfe des erfindungs gemäßen Radioisotopen-RÖntgenfluoreazenzanalysators gleichzeitig bestimmt werden, erfolgen gleichzeitige Blei- und Zinn-, Wolfram- und Molibdänbestimmungen und unter Anwen dung<als Sekundäretrahlungadetektor Steines Proportional zählers''gleichzeitige Zink ( nach E-Serie ) und Bleibe Stimmungen ( nach L-Serie ).

Um die zahlenmäßigen^Wertungen zu erleichtern und die Linearität der Eichungsdiagramme des Radioisotopen- -Röntgenfluoreszenzanalysators zu verbessern, ist es bei den Messungen zweckmäßig, den durch die Strahlung der Ra -

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dioisotopenqaelle 8 erzeugten Brumm zu beseitigen.

Um den Brumm zu kompensieren, muß die Sonde 5 so an geordnet werden, daß sich keine Fremdgegens fände vor den Kollimatoren 11 und 12 der Radioisotopenquelle 8 und des Sekundärstrahlungsdetektors 9 befinden. In dieser lage der Sonde 5 erreicht man unter konsequenter Überwachung von der Impulszahlgeschwindigkeit an den Ausgängen von den diskreten Brummkompensationseinrichtungen 26, 27 und 31» 32 der Analysier-Rechenkanäle 21 und 22 mit Hilfe des vor übergehend an sie angeschlossenen Impulstachometers durch die Frequenzregelung an den Impulserzeugern, welche Be standteile von den diskreten Brummkompensationseinrichtun gen 26, 27 und 31, 32 sind, daß sich die Zählgeschwindig keit an dem Ausgang von diesen Einrichtungen Null annähert. Letzteres bedeutet, daß der durch die Strahlung der Radio isotopenquelle 8 verursachte Brumm kompensiert ist.

Auf der Pig. 4 sind Eichungsdiagramme des Radioisoto pen-RÖntgenfluoreszenzanalysators auf Blei dargestellt, die ohne Kompensation des durch die Strahlung der Radioisotopenquelle 8 ( Kurve 43 ) verursachten Brummes und bei einem kompensierten Brumm ( Kurve AA ) erhalten sind. Auf der Abszissenachse (x) auf der Fig. 4 sind die Werte von Ge — schwindigkeitsverhältnissen ( Π ) der Impuls zählung, die

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von dem Messgerät 34 "bei Abstimmung des Analysier-ilechenkanals 21 auf die Bleibeatimmung abgelesen sind, und auf dor Ordinatenachse ( y ) der Bleigehalt ( G-ewichtsprozent ) abgetragen.

Die auf der IFig. 4 dargestellten Schaubilder zeigen, daß der beschriebene Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzana lysator die Linearität der Eiehungsdiagramme im breiten Konzentrationsbereich von den Unt er suchungs element en durch die brummkompensation gewährleistet.

Die Linearität der Eichungsdiagramme erleichtert das rütteln von den Meßergebnisaen, was für die Herabsetzung des Inhomogenitatseinflussea von Erzen günstig ist und dazu beiträgt, die Einwirkung von den Begleitelementen aaszusehlies en.

!Tun wird die Arbeit des Schwundregelkanals 23 des Impulshöhenanalysators 2 betrachtet.

Zur Schwandregelung wird die Hartstrahlung der Radio isotopenqaelle 8 ausgenatzt, deren Energie ausserhalb des Bnorgiearbeitsbereichs ( 0 ... 150 keV') liegt und Maximalamplitudenimpulse am Ausgang von dem Sekundäretrahlun]gs detektor 9 erzeugt.

V/enn ^eichstrahlungsisotope, wie z.B. Thulium-170, Zerium-I39t Kadmiuni-109 als Radioiaotopenquelle 8 dienen, so mu3 eine zusätzliche Bezugsquelle, z.B. das Isotop

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Zäsium-137 ( auf der Zeichnung nicht gezeigt ) am Blei schild 10 in der Sonde 5 angeordnet werden.

Die Impulse der Bezugsquelle werden über das Hoch frequenzmeß kabel 4 zusammen mit der durch die Sekundär strahlung der Radioisotopenquelle δ im G-estein verursach ten Impulshöhenverteilung übertragen. Sie werden zuerst dem I)ifferenzdiskriminator 36 des Schwundregelkanals 23 entnommen und später dem Impulstachometer 37 mit einer großen Zeitkonstante zugeführt, in dem die als Yerstär — kungsstabilitätskriterium dienende durchschnittliche Impulszählgeschwindigkeit in . Spannung umgesetzt wird, welche an den Eingang der gesteuerten Speisequelle 38 des elektronischen Bausteins 6 gelegt wird. Eine Impuls zählgeschwindigkeitsänderung im Schwundregelkanal 23, die durch die Zeit- und Temperaturdrift des Sekundärstrah lungsdetektors 9 verursacht ist, bringt eine Spannungs änderung am Ausgang des Impulstachometers 37 mit sich, die die Ausgangsspannung der gesteuerten Speisequelle 38 und damit die von dem Umsetzer 17 des elektronischen Bausteins 6 erzeugte und dem Sekundärstrahlungsdetektor 9 zugeführte Hochspannung ihrerseits ändert.

Je nach der änderung der Hochspannung am Sekundär strahlungsdetektor 9 ändert sich seine Verstärkung so lange, bis sich die ImpulszÄhlgeachwindiglceit am Ausgang

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des Differenzdiskriminators 36 auf den früheren »Yert ein stellt. Dadurch wird die Verstärkung im vorliegenden Ra dioisotopen-RÖntgenfluoreszenzanaly3ator^konstant> im Betrieb gehalten.

Die Überwachungs-Eieheinrichtung 45 ( Fig. 1 ) ge hört zu Hilfsgruppenteilen und dient zu einer schnellen und elastischen Überprüfung von den Hauptgruppenteilen des Impulshbhenanalysators 2. In ihr werden die Eichungsamplituden- und Normalfreq.uenzimpjuQ.se erzeugt, mit de ren Hilfe sich die Betriebsbrauchbarkeit von den Diffe renzdiskriminatoren 24, 25 und 29, 30 diskreten Lrumm ko nip ens at ions einrichtungen 26, 27 und 31, 32, digitalen Impulszähl-Geschwindigkeitsverhältiiismessern 28 und 33 und Impulstachometern überprüfen läßt.

Erfindungsgemaß ist die elektronische Schaltung des Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzanalysators vollständig transistorbestückt, wodurch es' geringe Abmessungen auij? weist und für den 3?eldbetrieb geeignet ist. Der Analysa tor kann von Akkumulatoren über die Speisegruppe 3 ge speist werden, die einen Umsetzer und elektronische Sta bilisatoren enthält.

Der zum Patent angemeldete Radioisotopen-Röntgen fluoreszenzanalysator verfügt über ein Tiefengerät 1 ge ringen Durchmessers C 40 mm ), was den Radioisotopen-

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-HÖntgenfluoreszenzanalysator für die Untersuchung von Diamantbohrlöehern geeignet macht.

Der vorliegende Radioisotopen-Röntgonfluoreszcnz analysator bietet die Möglichkeitf^mit einer Atomnummer von mehr als 30, wie z.B. Zink, Molybdän, Zinn, Antimon, Barium, Wolfram, Quecksilber, Blei u.a. bei einem Gehalt von ^Elemente^<ab> 0,1 hu 0,2 Gewichtsprozent"/^ e

nach der Atomnuiamer dca Elements, zu bestimmen. Die Ge nauigkeit der zahlenmäßigen Abwertungen sprU/rfc den For schungcnormen ^Hr Erzlagerstätten.

Der Radioiaotopen-RÖntgcn -

fluoreszenzanalysator zur Elementareuaaly3e von Gesteinen und Erzen unter natürlichen Lagerungsbedingungen kann beim Aufsuchen, Schürfen und Abbau von Lagerstätten WΓ metall haltigen B odencch'at ζ oft weitgehend Verwendung finden. Dieser Analysator steigert die Bewertungsschnelligkcit ei ner Lagerstätte unter 1/errYwyung des Arbeit3umfangs |tW" Prob ennahme/H. und setzt die Zahl von zeit- und ar he (Xi α ^ |- n chemischen Analysen herab.

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(j\j)Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzanalysator zur Elementaranalyse von Gesteinen und Erzen unter natürli eh.en LagGrundbedingungen, in dem die Impulse, welche In formation en über die Zusammensetzung von Gesteinen und Erzen tragen, voneöier Sonde mit einer Radioisotopen quelle und einem Sekimdärstralilungsdetektoreöiem Impuls höhenanalysator zugeführt und durch ein Meßgerät aufge zeichnet werden, dadurch ge kennzeich net, daß der Impulshöhenanalysator (2) mindestens ei - nen Analysier-Rechenkanal (21) für jedes Untersuchungs element enthält, der Impulse von der Sonde (5) aufnimmt, und zwei parallelgeschaltete Differenzdiskriminatoren (24 und 25 ), die die Photospitze des Untersuchungsele ments und den als Innenstandard dienenden Streustrah lungsspektralbereich aus dem 3ekundärstrahlung3Spektrum abtrennen, sowie einen mit den Differenzdiskriminatoren (24 und 25) elektrisch gekoppelten digitalen Impulsz'ähl- -Geschwindigkeitsverhältnismesaer (28) in den durch die se Differenzdiskriminatoren (24 und 25) abgetrennten Se kund'arstrahlungsspektralbereichen aufweist.

2. Radioisotopen-Röntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, das eine diskrete Brummkompensationseinrichtung (26) zur

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Beseitigung des durch, die Strahlung der Radioisotopenquelle (8) verursachten Brummes zwischen dem Ausgang min destens eines der Diff erenzdiskriminatCiren (24) und min destens einem Eingang des digitalen Impulszähl-Gre schwin digkeitsverhältnismessers (28) eingefügt ist.

3» Eadioisotopen-EÖntgenfluoreszenzanalysator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, das der Impulshöhenanalysator (2) über einen Schwundregelkanal (23) verfügt, der dem Analysier-Rechenkanal (21) parallel angeschlossen ist und mindestens einen Diffe ■ renzdiskriminator (.36) enthält, der den Strahlungsspek tralbereich der Radioisotopenquelle (8) abtrennt, in dem die durchschnittliche Impulszählgeschwindigkeit als Yer st'arkungsstabilit'atskriterium dient.

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