SE456193B

SE456193B - LITHIUM RADIUM AND IRRIGATOR FOR IRRIGATION OF PIECE ORE TO DETECT THE EXISTENCE OF A SELECTED SUBJECT

Info

Publication number: SE456193B
Application number: SE8405987A
Authority: SE
Inventors: C G Clayton
Original assignee: Gen Mining Union Corp
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1988-09-12
Also published as: GB2150737B; JPH0460320B2; AU567377B2; GB8429285D0; FI844688L; GB2150737A; SE8405987D0; GB8331912D0; FI844688A0; AU3593184A; SE8405987L; DE3443575A1; FR2555798B1; FR2555798A1; CA1239231A; DE3443575C2; BR8406076A; JPS60246600A; ZA849135B

Description

456 193' 10 15 20 25 30 35 Företrädesvis är bärplattan av niobium. önskvärda kanaler för kylfluid är anordnade i termisk kontakt med den andra sidan av bärplattan. Preferably, the support plate is of niobium. desirable channels for cooling fluid are arranged in thermal contact with the other side of the support plate.

Strålmâlet enligt uppfinningen åstadkommer således en högener- gineutronkälla. vilken kan förväntas lida mindre skada än kän- da strålmål och vilket åstadkommer neutroner inom ett relativt väldefinierat energiomrâde, eftersom litiumtjockleken är vål- definierad på grund av att inga legeringsskíkt av signifikant tjocklek bildas.The radiation target according to the invention thus provides a high energy neutron source. which can be expected to suffer less damage than known radiation targets and which produces neutrons within a relatively well-defined energy range, since the lithium thickness is well-defined due to the fact that no alloy layers of significant thickness are formed.

Uppfinningen åstadkommer också en bestrålare för bestrålning av styckemalm för att detektera förekomsten av ett utvalt ämne i styckemalmen. varvid bestrâlaren såsom neutronkälla innefat- tar det ovan definierade strålmålet.The invention also provides an irradiator for irradiating piece ore to detect the presence of a selected substance in the piece ore. wherein the radiator as a neutron source comprises the radiation target defined above.

Uppfinningen är ytterligare beskriven. enbart som utförings- exempel. med hänvisning till bifogade ritningar. av vilka: fig. 1 är ett flödesschema över en guldmalmssorteringsanlägg- ning, som innefattar ett litiumstrålmâl i enlighet med uppfin- ningen. och fig. 2 är ett tvärsnitt av litíumstrålmâlet i fig. 1. ' Hed hänvisning till fig. 1 innefattar en guldmalmssorterings- anläggning en malmkross och sorterare 2 till vilken bruten malm tillförs, i vilken malmen krossas i stycken och från vil- ken en ström av stycken, som motsvarar en maskstorlek på om- kring 75 mm. kommer fram medan stycken som är mindre än en maskstorlek på omkring 35 mm ratas. styckeströmmen går igenom en bestrålningskammare 4. som ligger intill ett litiunstrålmål 5 som kommer att beskrivas mer i detalj senare. och sedan pas- serar alla styckena en gammastrålningsdetektoruppsättning 6. som är anordnad att detektera gammastrålar som har en energti 197“Au nukleider och på så sätt tillkännager förekomsten av guld i styckemal- på 279 keV, som hörrör från sönderfallet av men. Varje malmstycke undersöks individuellt av detektorupp- 10 15 20 25 30 35 456 193 sättningen 6 för att fastställa om dess guldinnehåll ligger över eller under någon förutbestämd koncentration. Den kritis- ka koncentrationen ligger typiskt sett inom omrâdet 0,5 till 5 delar per miljon (ppm), och kan exempelvis sättas till 1 ppn. varje nalmstycke går sedan igenom en sorterare 8. son medelst en kabel 7 är anordnad att reagera på signaler från detektor- uppsättningen 6. och att sortera varje nalmstycke in i en av två utloppsströmmar i beroende av om guldkoncentrationen i stycket ligger ovanför eller under den förutbestämda koncent- rationen.The invention is further described. only as an embodiment. with reference to the accompanying drawings. of which: Fig. 1 is a flow chart of a gold ore sorting plant comprising a lithium jet mill in accordance with the invention. and Fig. 2 is a cross-sectional view of the lithium jet target of Fig. 1. Referring to Fig. 1, a gold ore sorting plant comprises an ore crusher and sorter 2 to which broken ore is fed, in which the ore is crushed into pieces and from which a stream of pieces, which correspond to a mesh size of about 75 mm. emerges while pieces smaller than a mesh size of about 35 mm are erased. the piece stream passes through an irradiation chamber 4. which is adjacent to a lithium beam target 5 which will be described in more detail later. and then all the pieces pass a gamma-ray detector set 6. which is arranged to detect gamma-rays having an energy value of 197 “Au nuclei and thus announce the presence of gold in piece-mills of 279 keV, which hear tubes from the decay of but. Each piece of ore is examined individually by the detector array 6 to determine if its gold content is above or below any predetermined concentration. The critical concentration is typically in the range 0.5 to 5 parts per million (ppm), and can for example be set to 1 ppn. each piece of ore then passes through a sorter 8. son by means of a cable 7 is arranged to respond to signals from the detector set 6. and to sort each piece of ore into one of two outlet streams depending on whether the gold concentration in the piece is above or below the predetermined concentration.

Halmkrossen och sorteraren 2 och sorteraren 8 kan vara av väl kända typer medan detektoruppsättningen 6 kan vara av en typ, vilken är fullständigare beskriven i förutnämnda ansökningar, eftersom malmkrossen och sorteraren 2, sorteraren 8 och detek- toruppsättningen 6 inte är föremål för föreliggande uppfinning.The straw crusher and the sorter 2 and the sorter 8 may be of well known types while the detector set 6 may be of a type which is more fully described in the aforementioned applications, since the ore crusher and the sorter 2, the sorter 8 and the detector set 6 are not the subject of the present invention.

Med hänvisning till fig. 2 bildar litiumstrålmålet 5 ena ändan av ett evakuerat strålrör 10, längs vilket en 1 mA stråle av protoner med energin 4,5 Mev föres vid drift av anläggningen enligt fig. 1. Strålmålet 5 innefattar ett 0,3 mm tjockt litiumskikt 12. som är överdraget på ena sidan av en cirkulär niobiumplatta 14. varvid litiumskiktet 12 är beläget på den sida som protonströmmen träffar. Ett flertal kanaler 16 är an- ordnade i plattan l4 nära dess andra sida. vid drift av anläggningen i fig. l accelereras protonstrâlen ner för strålröret 10 till strålmålet 5 och en kylvätska såsom vatten förs genom kanalerna 16 för att bortföra värme från plattan 14. Temperaturen hos strålmålet 5 övervakas för att säkerställa att det förblir under 186°C. smältpunkten för litium. och strålen flyttas över skiktets 12 yta för att und- vika lokal överhettning.Referring to Fig. 2, the lithium beam target 5 forms one end of an evacuated beam tube 10, along which a 1 mA beam of protons with the energy 4.5 Mev is passed during operation of the plant of Fig. 1. The beam target 5 comprises a 0.3 mm thick lithium layer 12. which is coated on one side of a circular niobium plate 14. the lithium layer 12 being located on the side which the proton current strikes. A plurality of channels 16 are provided in the plate 14 near its other side. during operation of the plant of Fig. 1, the proton beam is accelerated down the jet tube 10 to the jet target 5 and a coolant such as water is passed through the channels 16 to remove heat from the plate 14. The temperature of the jet target 5 is monitored to ensure that it remains below 186 ° C. melting point of lithium. and the jet is moved over the surface of the layer 12 to avoid local overheating.

Som resultat av reaktionen ;Li (P. n) Ä Be. uppstår ett inten- sivt flöde av snabba neutroner med energier på mellan 0,6 Mev och 2,8 Mev från strålmålet S för att bestråla styckemalmen som går igenom den intilliggande bestrålningskammaren 4 (se 4s6 193 ' 10 15 20 25 30 35 fig. 1). Energiomrâdet för neutronerna bestämmes av energin på de infallande protonerna och tjockleken hos litiumskiktet 12.As a result of the reaction; Li (P. n) Ä Be. an intense flow of fast neutrons occurs with energies of between 0.6 Mev and 2.8 Mev from the beam target S to irradiate the piece ore passing through the adjacent irradiation chamber 4 (see 4s6 193 '10 15 20 25 30 35 fig. 1 ). The energy range of the neutrons is determined by the energy of the incident protons and the thickness of the lithium layer 12.

Tvârsnittet för att aktivera guldkârnor. 197Au. har ett maximum för neutroner med energi på omkring 2,5 Hev och neutroner med energier mellan 0.6 Hav och 2.8 Hev kan åstad- komma denna aktivering men har otillräcklig energi för att åstadkomma aktivering genom (n, p)-reaktioner för andra ele- ment. som sannolikt förekommer i malmen, såsom aluminium och kisel. Neutroner med energi under omkring 0,6 Hev har låg san- nolikhet för att aktivera guldkärnor men kan åstadkomma akti- vering genom (n,¶y)-reaktioner för exempelvis aluminium.The cross section to activate gold cores. 197Au. has a maximum for neutrons with energy of about 2.5 Hev and neutrons with energies between 0.6 Ocean and 2.8 Hev can achieve this activation but have insufficient energy to achieve activation by (n, p) reactions for other elements . which are likely to occur in the ore, such as aluminum and silicon. Neutrons with energy below about 0.6 Hev have a low probability of activating gold nuclei but can achieve activation through (n, ¶y) reactions for aluminum, for example.

Tjockleken är väldefinierad eftersom ingen signifikant grad av legering sker vid gränsytan mellan niobiumplattan 14 och ' litiumskiktet 12. och tjockleken är så vald att neutroner med energi mindre än 0.6 Mev har liten sannolikhet att genereras.The thickness is well defined because no significant degree of alloying occurs at the interface between the niobium plate 14 and the lithium layer 12. and the thickness is so chosen that neutrons with energy less than 0.6 MeV are unlikely to be generated.

De protoner som inte undergâr ovan nämnda reaktion med litium- atomer kommer från litiumskiktet 12 in i niobiumplattan 14 med en energi på omkring 3,3 Mev och denna energi upplöses sedan i värme genom kollitioner med niobiumgittret. Väteatomer genere- ras sålunda i niobiumplattan (dvs- protoner som har saktats ner). och dessa diffunderar genom plattan 14 för att komma ut ur den från den infallande protonstrålen avlägsna sidan. Så- lunda finns det ingen tendens för att väte skall ackumuleras i gränsskiktet mellan niobiumplattan 14 och litiumskiktet 12.The protons which do not undergo the above-mentioned reaction with lithium atoms come from the lithium layer 12 into the niobium plate 14 with an energy of about 3.3 Mev and this energy is then dissolved in heat by collisions with the niobium lattice. Hydrogen atoms are thus generated in the niobium plate (ie protons that have been slowed down). and these diffuse through the plate 14 to exit the side remote from the incident proton beam. Thus, there is no tendency for hydrogen to accumulate in the boundary layer between the niobium plate 14 and the lithium layer 12.

Den beskrivna kylningen av strälmâlet 5 består i att låta en kylvätska gå igenom kanaler 16 som är utformade i plattan 14.The described cooling of the jet target 5 consists in letting a coolant pass through channels 16 which are formed in the plate 14.

Det inses att i stället kan icke visade spår utformas i den från litiumskiktet 12 avlägsna sidan av plattan. varvid dessa spår täcks av en icke visad koppartäckplatta för att avgränsa kanaler för kylfluid. Dessutom kan icke visade kopparräfflor lödas till denna sida av plattan 14 och täckas med en icke vi- sad koppartäckplatta för att avgränsa kanaler för kylfluid.It will be appreciated that instead, grooves not shown may be formed in the side of the plate remote from the lithium layer 12. wherein these grooves are covered by a copper cover plate (not shown) for delimiting channels for cooling fluid. In addition, copper grooves (not shown) can be soldered to this side of the plate 14 and covered with a copper cover plate (not shown) to define channels for cooling fluid.

Det inses också att även om niobium föredras som material för plattan 14 kan ett alternativt material. såsom koppar. använ- das sâ länge som detta inte bildar ett legeringsskikt i gräns- - 456 193 ytan, och så länge som väte díffunderar tillräckligt snabbt genom detta vid drifttemperatur så att väte inte ackunuleras i gränsytan och bildar bubblor.It will also be appreciated that although niobium is preferred as the material for the plate 14, an alternative material may be present. such as copper. is used as long as it does not form an alloy layer in the interface, and as long as hydrogen diffuses through it quickly enough at operating temperature so that hydrogen does not accumulate in the interface and form bubbles.

Claims

456 19s'i 10 15 20 Patent claim

1. Lithium beam target, characterized by a relatively thin lithium layer (12). which is coated on a support plate (14) of a metal which does not form an alloy layer at the interface and through which hydrogen diffuses at such a rate that bubbles do not form at the interface.

Radiation target according to Claim 1, characterized in that the support plate (14) is made of niobium.

Beam target according to Claim 1 or 2, characterized by means (16) for cooling the support plate (14).

Radiation target according to claim 3, characterized in that the cooling means (16) comprise channels (16) for cooling fluid in thermal contact with the carrier plate 14.

Irradiator for irradiation of piece ore to detect the presence of a selected substance in the piece ore, characterized in that the radiator as a neutron source comprises a radiation target according to any one of claims 1 to 4.: ll p