RU2077712C1 - Способ определения тяжелых элементов - Google Patents
Способ определения тяжелых элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2077712C1 RU2077712C1 RU94009632A RU94009632A RU2077712C1 RU 2077712 C1 RU2077712 C1 RU 2077712C1 RU 94009632 A RU94009632 A RU 94009632A RU 94009632 A RU94009632 A RU 94009632A RU 2077712 C1 RU2077712 C1 RU 2077712C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- irradiation
- radiograms
- elements
- radiogram
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 230000004992 fission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxosilane oxo(oxoalumanyloxy)alumane oxygen(2-) Chemical compound [O--].[K+].[K+].O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052627 muscovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: определение низких субфоновых содержаний тяжелых и благородных металлов в минералах, горных породах, рудах при поиске, разведке и отработке рудных месторождений. Сущность изобретения: способ состоит в измерении и сравнении f- и α-радиограмм, полученных при облучении исследуемых образцов в пучке быстрых ионов 6C12 ускорителя. f-радиограммы получают путем помещения исследуемого образца и детектора из тонкой слюды в пучок ионов ускорителя. Изображение на f-радиограмме формируют в процессе облучения треками мгновенных осколков деления элементов детектора из фторфлогопита. Экспозиция образца и детектора находится в пределах 1012-1017 ионов/см2. После облучения производится термическая обработка детектора в интервале температур 450-600oС в течение 4-6 часов. После этого получают радиограмму, экспонируя детектор из полимерного материала в течение 1-1000 часов. Повторное облучение в потоке ядер 7N14 позволяет выделить элемент - платину и определить его концентрацию в исследуемом образце.
Description
Изобретение относится к методам анализа материалов радиационными способами и может быть использовано для определения тяжелых элементов, в том числе и благородных металлов, при низких субфоновых их содержаниях в горных породах, рудах и минералах при поиске, разведке и отработке рудных месторождений.
Известен способ определения золота путем использования нейтронно-активационной радиографии.
Однако этот способ неприменим для указанных условий в связи с тем, что фон наведенной активности составляет 80% а пространственное разрешение хуже 100 мкм. Что касается платиноидов, то их нейтронная радиография неизвестна.
Известен способ определения тяжелых элементов, включающий получение на детекторах последовательно f-радиограммы мгновенных осколков деления путем облучения шлифа пород в потоке ионов, затем α-радиограммы наведенной a-активности путем экспонирования детектора от ранее облученного шлифа с использованием в качестве детекторов соответственно слюды, термически обработанной после облучения, а затем полимерного материала с последующим сопоставительным анализом распределений и концентраций, полученных на детекторах, содержащих f- и a-радиографические отображения группы тяжелых элементов, по результатам которого судят о распределении и суммарной концентрации группы исследуемых элементов в шлифе.
Недостатками аналога и прототипа являются невозможность идентификации в рудах и породах группы платиновых элементов и селективное выделение каждого из них.
Технический результат, получаемый от реализации предлагаемого изобретения, определение характера распределения и суммарной концентрации всех элементов платиновой группы с низкими кларками распространения в земной коре с дальнейшим селективным выделением элемента платины и определения его концентрации в исследуемом материале.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения тяжелых элементов, включающем получение на детекторах последовательно f-радиограммы мгновенных осколков деления путем облучения шлифа пород в потоке ионов, затем a-радиограммы наведенной a-активности путем экспонирования детектора от ранее облученного шлифа с использованием в качестве детекторов соответственно слюды, термически обработанной после облучения, а затем полимерного материала с последующим сопоставительным анализом распределений и концентраций, полученных на детекторах, содержащих f- и a-радиографические отображения группы тяжелых элементов, по результатам которого судят о распределении и суммарной концентрации группы исследуемых элементов в шлифе, в качестве детектора для f-радиограммы используют искусственную слюду фторфлогопит, шлиф облучают потоком ионов 6C12 с интенсивностью 1012-1017 см-2, а термическую обработку снятого после облучения детектора проводят при температуре 450-600oС в течение 4-6 часов, экспонирование наведенным a-излучением проводят в течение 1-100 часов, из сопоставительного анализа f- и a-радиограмм судят о наличии элементов платиновой группы и более тяжелых элементов, распределении и их суммарной концентрации, далее проводят повторное облучение шлифа потоком ионов 7N14 и повторяют всю последовательность вышеописанных операций и по результатам второго сопоставительного анализа выделяют элемент платину и определяют его концентрацию в шлифе.
Авторами установлено, что на детекторе из искусственной слюды - фторфлогопита получается качественное f-отображение исследуемой группы платиновых элементов (в прототипе вообще определяются более тяжелые элементы, начиная со свинца: свинец, торий, уран), поэтому и материал детектора для f-радиографии и соответствующий ему температурный режим устанавливаются принципиально другими (ниже 450oС). При температуре выше 450oС детектор из мусковита (прототип) становится дефектным. Авторами впервые установлены тип ионов для повторного облучения с целью выделения отдельных элементов, энергия, термический режим, тип детектора для f-радиографии. Существенные отличительные признаки тесно связаны между собой и направлены на достижение вышеуказанного технического результата. Подчеркнем еще раз, что в предлагаемом способе проводят повторное облучение в потоке ядер от Не4 до Ar40 для повышения селективности и выделения из группы элементов определяемого элемента.
Пример реализации.
На геологический шлиф с видимыми включениями ферроплатины размером 0,1-1 мм помещался тонкий детектор из слюды фторфлогопита и облучался в потоке ускоренных ионов 6C12, энергия ионов составляла 110 МэВ, экспозиция 1014 ионов/см2. После экспонирования детектор отжигался при температуре 490oС в течение 5 часов и травился в плавиковой кислоте по стандартной методике.
Полученная в результате f-радиограмма сформировалась осколками всех элементов тяжелее редкометальной группы, содержащихся в видимых включениях (кларках).
Для получения a-радиограмм на поверхности шлифа после экспонирования в пучке ионов размещался полимерный детектор на основе нитрата целлюлозы CN-850 экспонитовался в течение 7 суток и протравливался стандартным способом.
При сравнении f- и a-радиограмм оказалось, что зарегистрированный на f-радиограмме элемент не производит a-активацию. При выбранных параметрах пучка ионов известно, что элементы тяжелее золота (включая золото) a-активируются, а граница регистрации осколков деления соответствует элементам платиновой группы. Таким образом, зарегистрированное на f-радиограмме изображение отвечает распределению элементов платиновой группы.
Аналогичная процедура, проведенная с повторным облучением в потоке бомбардирующих ионов 7N14, позволила выделить из платиновой группы элемент платину, а измеренная его концентрация соответствует концентрации платины в ферроплатине.
Обоснование способа в целом и его признаков.
Способ определения состоит в измерении и сравнении f- и a-радиограмм, получаемых при облучении исследуемых образцов в пучке быстрых ионов ускорителя.
Для получения f-радиограмм исследуемый образец и детектор из тонкой слюды помещают в пучок ионов ускорителя. Изображение на f-радиограмме формируется в процессе облучения треками мгновенных осколков деления тяжелых элементов, содержащихся в исследуемых кларках. Кроме того, детектор регистрирует треки ядер отдачи и составных ядер, образованных при прохождении пучка ионов через слюду. Экспозиция образца и детектора должна находиться в пределах 1012-1017 ионов/см2. Нижний предел определяется сечением деления составных ядер. Экспозиция 1012 ионов/см2 является предельной для идентификации кларков со 100% содержанием элемента. При меньших экспозициях чувствительность падает и ухудшается качество радиографического изображения. Верхний предел определяется радиационной стойкостью детектора. После облучения проводится термическая обработка в интервале температур 400-600oС в течение 4-6 часов. В процессе термической обработки при указанных параметрах происходит отжиг треков ядер отдачи и составных ядер, однако сохраняются треки осколков деления определяемых элементов. При термической обработке с температурой ниже 400oС в течение менее 4 часов не достигается отжиг треков ядер отдачи и составных ядер. При термической обработке с температурой выше 600oС в течение более 6 часов происходит отжиг треков осколков деления определяемых элементов. После термической обработки производят травление детектора в плавиковой кислоте по стандартной процедуре.
Полученная таким образом f-радиограмма образована треками осколков деления наиболее тяжелых элементов и благородных металлов, содержащихся в образце. Граница регистрации, т.е. наиболее легкий из элементов, способный дать вклад в радиограмму, зависит от типа (заряд и масса) ускоренных ионов, их энергии, а также параметров обработки детектора после облучения. Измеряя эти параметры, можно понижать границу регистрации тяжелых элементов от элементов Th-U группы до редкоземельной группы включительно.
Для установления конкретного элемента или группы близких элементов измеряется a-радиограмма наведенной в исследуемом образце активности. С этой целью на поверхность образца после экспонирования в пучке ионов помещают полимерный трековый детектор, способный регистрировать треки a-частиц, и экспонируют 1-100 часов. Пределы экспонирования определяются периодом полураспада a-активных изотопов наведенной активности. После экспонирования производится травление детектора по стандартной методике. Полученное a-радиографическое изображение сформировано треками a-частиц, образованных продуктами распада составных ядер наиболее тяжелых элементов, содержащихся в образце. Граница регистрации, т.е. наиболее легкий элемент, дающий вклад в a-радиограмму определяется типом (заряд, масса) бомбардирующего иона и его энергией. Подбирая эти параметры можно изменять границу регистрации и формировать a-радиограмму только определенной группой элементов.
Сопоставление f и a-радиограмм позволяет идентифицировать исследуемый элемент (или группу элементов) в образце, измерить его концентрацию и пространственное распределение.
Повторение вышеуказанных измерений с другим типом бомбардирующих ионов в диапазоне от Не4 до Ar40 позволяет увеличить селективность и выделить из группы элементов отдельный элемент.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано в геологии, геохимии, минералогии при поисках, разведке и отработке рудных месторождений, а также для решения различных прикладных и научно-исследовательских задач. Способ позволяет обеспечить установление характера распределения и концентрации платиновых элементов и золота в образцах пород и руд, которые невозможно идентифицировать известными ранее способами.
Claims (1)
- Способ определения тяжелых элементов в породе, включающий получение f-радиограммы мгновенных осколков деления при облучении в потоке ионов шлифа породы с размещенным на его поверхности детектором из слюды с последующей его термообработкой после облучения, регистрацию α-радиограммы наведенной a-активности того же шлифа путем экспонирования детектора из полимерного материала и сопоставление полученных f- и a-радиограмм, по результату которого судят о распределении и суммарной концентрации группы исследуемых элементов, отличающийся тем, что для получения f-радиограммы используют детектор из искусственной слюды фторфлогопита, облучение проводят в потоке ионов 6C12 интенсивности 101 2 101 7 см- 2, а термическую обработку детектора при температуре 450 - 600oС в течение 4 6 ч, полимерный детектор экспонируют в течение 1 100 ч и по сопоставлению f- и α-радиограмм судят о наличии, распределении и суммарной концентрации элементов платиновой группы и более тяжелых, дополнительно проводят облучение того же шлифа потоком ионов 7N14 повторяют всю последовательность операций, проведенных после первого облучения, и по результатам второго сопоставительного анализа f- и α-радиограмм выделяют элемент платину и определяют его концентрацию в шлифе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94009632A RU2077712C1 (ru) | 1994-03-21 | 1994-03-21 | Способ определения тяжелых элементов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94009632A RU2077712C1 (ru) | 1994-03-21 | 1994-03-21 | Способ определения тяжелых элементов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94009632A RU94009632A (ru) | 1996-01-20 |
RU2077712C1 true RU2077712C1 (ru) | 1997-04-20 |
Family
ID=20153726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94009632A RU2077712C1 (ru) | 1994-03-21 | 1994-03-21 | Способ определения тяжелых элементов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2077712C1 (ru) |
-
1994
- 1994-03-21 RU RU94009632A patent/RU2077712C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ермолаев Н.П. и др. Геология рудных месторождений. Т.ХХV, N 2, 1983, с.86-91. Авторское свидетельство СССР N 1205686, кл. G 01V 5/00, 1984. Ермолаев А.Н. и др. Советская геология. - N 7, 1987, с.27-33. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mejdahl et al. | Procedures used for luminescence dating of sediments | |
DE3750901D1 (de) | Erzanalyse. | |
Coote et al. | A rapid method of obsidian characterisation by inelastic scattering of protons | |
Johansson et al. | Proton-induced X-ray emission spectroscopy in elemental trace analysis | |
Ichikawa | Dating of Ancient Ceramics by Thermoluminescence (Special Issue on Physical, Chemical and Biological Effects of Gamma Radiation, VI) | |
US2551449A (en) | Method for locating deposits | |
Keynes et al. | Determination of the ionic exchange during nervous activity by activation analysis | |
RU2077712C1 (ru) | Способ определения тяжелых элементов | |
Deicher et al. | Contributions of different defects to the recovery stage at 250 K in gold | |
Cox et al. | Spectroscopic tools applied to flerovium decay chains | |
US3008047A (en) | Induced gamma activity prospecting method | |
RU2105290C1 (ru) | Способ определения тяжелых элементов | |
US4267445A (en) | Uranium prospecting method | |
Nandy | Neutron Activation Analysis: Application in Geology | |
RU2084005C1 (ru) | Способ определения возраста горных пород | |
Gonsior et al. | Trace element analysis by particle and photon-induced X-ray emission spectroscopy | |
SU397081A1 (ru) | Способ количественного определени в горных породах | |
Dai et al. | Comparison of quantitative PIXE and EPMA microanalysis of mineral samples | |
RU2088958C1 (ru) | Способ определения принадлежности исследуемого образца к конкретной природной минеральной ассоциации и способ анализа вещественного состава природной минеральной ассоциации | |
Gihwala et al. | Analysis using prompt gamma-ray emission | |
Kolotov et al. | Development of digital gamma-activation autoradiography for the determination of platinum group element inclusions in geological samples | |
RU2585962C1 (ru) | Способ абсолютного датирования археологических материалов | |
Lyon | Practical applications of activation analysis and other nuclear techniques | |
RU2014589C1 (ru) | Способ определения содержания и пространственного распределения висмута | |
US4216380A (en) | Field method for detecting deposits containing uranium and thorium |