SU1349478A1 - Нейтронный способ определени содержани легких дер - Google Patents

Abstract

Изобретенне относитс  к способам изучени  свойств материала с по- помошью нейтронного излучени .Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  легких  дер в образце . От известных решений изобретение отличаетс  тем, что образец облучают нейтронами со спектром, ограниченным снизу по энергии, с помощью пропускани  через фильтр, а регистрируют нейтроны, рассе нные на  драх определ емого элемента, в энергетическом диапазоне, определ емом массой элемента и лежащем ниже энергии первичного спектра. В качестве детектора используют резонансные детекторы, чувствительные к активации в соответствующем определ емому  дру диапазоне , например родий, лютеций и др, Бе- та-акти1шость резонансного детектора пропорциональна содержанию искомого элемента, в случае водорода этим определ етс  влажность. Способ применим дл  определени  содержани  до трех различаюихихс  по атомному весу элементов с помощью трех типов резонансных детекторов. В качестве фильтра, формирующего исходный спектр, используют кадмий, индий и т.п. I э.п. ф-лы, 1 ил. S (Л :о со 4 00

Description

iiTnript Tf HIU nTtlOCMTCH к М(-ТОДЯМ

излучени  cHoiifTp м,-1Т(с)иалоп с помо- тью ис -йтрг,ипо1 о излучени  и, в частности , метод м определнни  содержани  легких  дер,, например, подорода л со- стапе материала,

Ц1шью H3of5pfiTt H fH  вл етс  повьппе- ние точности определени  содержани  Легких  дер, и однопременное опреде- ление содержани  трех элементен.

Сущность изобретени  по сн етс  чepтeжo f и примером реализации способа . На чертеже показан вариант уст ройства дл  реализации способа.

Нейтрош., облучающие образец исследуемого материала, пропускают через кадмиевый фильтр 1, а затем через нейтронный фильтр 2, который обладает свойством поглощать нейтроны с знер- гией ниже определенного порога, В качестве такого фильтра можно использовать например, индиевую фольгу, котора  при толщине 2,5 мм ослабл ет по- тбк нейтронов ниже порога Е 1|98эВ не менее, чем в 20 раз. Прошедшие фильтр 2 нейтроны имеют спектр с резкой нижней границей -и облучают образец 3, В. процессе рассе ни  нейтрон может Передать  дру энергию Е #ьЕ,„р1.

;А

1 где Ь - пурвнчна  энерi A ,

ги  нейтроич., А - атомный вес элемента , на  дре КО произошло рас се }. ие. Толщина обоаэца подбираетс  ТАК, чтобы она не превышала длину про Ьега нейтронов, с тем, чтобы основна  часть нейтронов претерпела однократное рассеЯ1ги«, Рассе нные нейтроны регис/рир -тот активационнь м резонанс- ным детектором, например, радиевой фолыч-й 4, Родий имрс- резонанс при энергии 1,26 эВ с У1НРИНОЙ резонанса Г 0,i6 эВ. Если следующий пО  есу эпчмент углерод с А , 12, то расселн ный однократно на углероде нейтрон

f OjT

может noTepjfTb только Е с ,56 эВ

и не будет поглощен детектором.

Тлким образом, детектор активиру- «тел преимущисJвенгю нейтронами, рас- ;е нчы и на водороде,

В устрг.йстве, р-гализующем способ, кадмиевый фильтр, предохран ющий родиевый детектор от активации тепловы- гти нрЛтрона, целе-сообразно выполнит в вид  гг слочхи. Индиевый фильтр, изг отовлгн:1ый в виде пологе хнлиндра с дно  и крышкой, вклaдlfлвгJOT

п Kn,aMift jiyro оболочку, а н качест е pf.v i.Henoro Детектора используют родиевую фольгу толщиной 20 мкм, рас- полож гнную по внутренней поверхности индиевого щшиидра. В такой многослойный контейнер вкладывают анализи русгчый образец и подвергают облучени замедленными нейтронами на любом доступном источнике нейтронов. После облучени  извлекают родиевую фольгу и измер ют ее бета-активность.

Расчеты показывают, что при изменении вла ности образца на 1% активность детектора измен етс  на 11,6%. Если использовать изотопьгый источник нейтронов с выходом 10 нейтр.сГ , то при э кЬективности регистрации бета-частиц Rh 20% и времени измерени  t мин. чувствительность.( порог определени  составит по расчету ,6 вес,/. Количество одновременно облучаемых образцов определ етс  наличием контейнеров.

Возможны и другие сочетани  фильтра и детектора, например, комбинаци  кадмий + лютеций или кадмий треко-  ый слюд ной детектор + слой Ри,

Способ позвол ет определ ть наличие: в образце двух-трех легких элементов , значительно отличающихс  по атомному Brtcy. Самый легкий элемент А определ етс , как указано выше, с помощью детектора Д, следующий эле-  ект А , с помощью детектора Д , об- л сть чувствительности которого подобрана дл  регистрации нейтронов, рассе нных на элементе А,, причем вклад рассе ни  от А учитываетс  с помощью измерени  детектором Д ,

Така  же процедура может быть при- менена при определении сод(ржани  элемента с еще большим атом(шм весом, но при этом ошибка определени  буд«т возрастать. Поэтому способ применим дл  о,1р--Делени  содержани  в иссле- дтемон непестве только двух-трек элементов , значительно отличаюгшхс  по атомтюму несу. Например, при опреде- ленш влахчости стройматериалов, руд, углей; при определении состава спла- РОБ; сгр|, ; алении. в углеводородах соот ло{ Т. С/Н; дл  определени  и отоп- ного соотнош- ни  в смес х Ли т , Че и Не и т,д,

Ф о,; мула изобретени 

. ейтроит:1й спосо) сг1;;еделени  содержг ни  легких ктлр, заключающийс 

,3

в том, что исследуемое пещестпо облучают нейтронами н измер ют число нто- ричных частиц, образованных на  драх определ емого элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определет1 , формируют спектр нейтронор, имеющий резкую ниж- нюи границу, путем пропускани  нейтронов через нейтронные фильтры и из- Мер ют однократно рассе нные на  драх определ емого элемента нейтроны с помощью резонансного детектора, чувствительного к нейтронам, имекщим энергии . Меньшую нижней границы сформиро- ванного спектра, и рассе нным только на  драх определ емого элемента, прн

Редактор Н,Кол да

Составитель В,Васильев

Техред Л. О л НИН ык Корректор В, Гирн к

Заказ 3389 Тираж 847Подписное

ВНИШШ Государственного кот1тета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. (/5

Производственно-полиграфическ9е предпри тие, г. Ужгород, ул, Проектна , 4

784

D1OM форму исглслуемого образца пмби- рают из услопи , чтобы средшчй путь нейтрона и образце был меньше длины свободного пробега.

2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что, с целью одновременного определени  содержани  трех элементов, рассе нные нейтроны измер ют с помопдэго трех резонанс1тых детекторов, первый из которых чувствителен к нейтронам, рассе нным на  драх.самого легкого элемента в веществе , второй - на  драх самого легкого и следующего по т жести, а третий - к нейтронам, расса н1шм на всех трех легчайших элементах.

Claims (2)

1. Формула и зоб

   ’. Нейтронный содержания легких кцег, определения з а ключ ающий с я

   СПО СОТ)

   3·

   I 344478 в том, что исследуемое вещество облучают нейтронами и измеряют число вторичных частиц, образованных на ядрах определяемого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, формируют спектр нейтронов, имеющий резкую нижнюю границу, путем пропускания нейтронов через нейтронные фильтры и измеряют однократно рассеянные на ядрах определяемого элемента нейтроны с помощью резонансного детектора, чувствительного к нейтронам, имеющим энергию, меньшую нижней границы сформированного спектра, и рассеянным только на ядрах определяемого элемента, при том форму исследуемого образца выбирают из условия, чтобы средой путь нейтрона в образце был меньше длины свободного пробега.
2. 2. Способ по π.I, отл и чаюет и й с я тем, что, с целью одновременного определения содержания трех элементов, рассеянные нейтроны 10 измеряют с помощью трех резонансных детекторов, первый из которых чувствителен к нейтронам, рассеянным на ядрах , самого легкого элемента в веществе, второй - на ядрах самого лег15 кого и следующего по тяжести, а третий - к нейтронам, рассеянным на всех трех легчайших элементах.