JP2013532817A5

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Publication number: JP2013532817A5
Application number: JP2013519961A
Authority: JP
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2031-07-19

Claims

大容量の試料の非破壊式元素分析方法であって、
試料に速い中性子をパルス形態で照射し、
試料から放出されるガンマ線を測定し、
試料内に含まれる一つの元素の量を、背景放射信号を除去した後の、その元素が計数率対エネルギーのグラフに生じさせる光電ピークの面積から求める、
方法において、
試料の場所に関する中性子フラックスを計測するために、組成が既知である、試料の部分領域から放出されるガンマ線を求め、その部分領域として、試料の金属製の被覆部を選定し、試料を軸の周りに回転させて、その回転角に応じたガンマ線を測定することを特徴とする方法。
当該の回転角に対するガンマ線の依存度から、試料内の元素の回転軸に対して相対的な半径方向の分布を求めることを特徴とする請求項１に記載の方法。
当該の元素の有効光電ピークを計測するために、その元素から構成される遮蔽された点光源として試料を近似することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
当該の試料の近似のために、試料内の元素の回転軸に対して相対的な半径方向の予め決定された分布を用いることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
試料内に含まれるガンマ線を遮蔽する構造を仮定して、当該の光電ピーク面積を計算し、その仮定の有効性の尺度として、前記の面積と測定結果から得られた面積との比較結果を求めることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
当該の計算した光電ピーク面積と測定結果から得られた光電ピーク面積との間の偏差のχ二乗テストによって、当該の仮定の有効性を求めることを特徴とする請求項５に記載の方法。
試料内に含まれるガンマ線を遮蔽する構造の作用に関するパラメータ設定式に基づき、当該の光電ピーク面積を計算し、そのパラメータを変化させることによって、特に、χ二乗法に基づき、前記の面積と測定結果から得られた面積との偏差を最小化することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
当該のガンマ線を遮蔽する構造のパラメータの限定又は決定のために、事前に実施した定性的な元素分析からの知見を用いることを特徴とする請求項７に記載の方法。
当該の仮定又はパラメータ設定式において、試料内の調査すべき元素の異なるガンマ線によって生じる、光電ピーク面積の期待される比率を考慮することを特徴とする請求項５から８までのいずれか一つに記載の方法。
試料を回転させて、試料内に局所的に集まっている元素の位置に関する仮定に基づき、試料から放出されるガンマ線の角度依存度を計算することと、
前記の仮定の有効性の尺度として、前記の角度依存度と測定結果から得られた角度依存度との比較結果を求めることと、
を特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
計算した角度依存度と測定結果から得られた角度依存度との間の偏差のχ二乗テストによって、当該の仮定の有効性を求めることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
試料内の局所的に集まっている元素の位置に関するパラメータ設定式に基づき、当該の試料から放出されるガンマ線の角度依存度を計算して、そのパラメータを変化させることによって、特に、χ二乗法に基づき、前記の角度依存度と測定結果から得られた角度依存度との偏差を最小化することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
元素から成る球体が試料内の元素が局所的に集まっている位置に収容されており、その放出されるガンマ線の測定した角度依存度を表すと仮定した場合の球体の直径を計算して、
その球体の直径と、質量が既知である、元素から成る基準球体の直径との比較結果から、試料内の局所的に集まっている元素の総質量ｍを求める、
ことを特徴とする請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の方法。
当該の基準球体として、その球体が試料内の元素が局所的に集まっている位置に収容されており、その測定したガンマ線の角度依存度がそこに存在する所定の幾何学的形状の元素から成る円柱と同じ角度依存度を示すと仮定した球体を選定することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
中性子パルスから、そのパルスの中性子の少なくとも５０％が１００ｅＶ〜１ＫｅＶのエネルギーに減衰する時間間隔後に、当該のガンマ線を測定することと、
中性子パルスから、そのパルスの中性子の少なくとも５０％が１ｅＶのエネルギーに減衰する時間間隔後に、当該のガンマ線を測定することと、
の中の一つ以上を特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の方法。
１０ＭｅＶ以上のエネルギーの中性子を試料に照射することと、
試料を通過する中性子の少なくとも一部を試料内で反射させることと、
の中の一つ以上を特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の方法。
請求項１から１６までのいずれか一つに記載の方法を実施するための装置であって、
調査すべき試料を収容する試料空間と、試料に照射するためのパルス式中性子源と、試料から放出されるガンマ線の検出器とを備えた装置において、
この試料空間が、中性子を反射する材料によって取り囲まれており、その材料が、試料によって吸収されなかった中性子を試料空間内に反射でき、パルス形態の中性子源が、中性子を反射する材料内に配置されていることと、
本装置が試料のための回転テーブルを備えていることと、
検出器から見て高々０．６ステラジアンの立体角内に試料が入るように、当該の検出器が試料空間に対して相対的に配置されていることと、
を特徴とする装置。
当該の中性子を反射する材料がグラファイトであることと、
当該の検出器が、 ^６Ｌｉから成る中性子遮蔽体を備えていることと、
当該の検出器が、試料から放出されるガンマ線のための主検出器と、主検出器を少なくとも部分的に取り囲む副検出器と、主検出器と副検出器の競合防止回路手段とを備えていることと、
の中の一つ以上を特徴とする請求項１７に記載の装置。