Способ регистрации фазовых переходов
Изобретение относится к области исследования физических свойств твердых и жидких материалов с использованием проникающих излучений. Цель изобретения - повышение точности и чувствительности метода исследования структуры вещества. Способ заключается в измерении интенсивности гамма-излучения, прошедшего через образец при монотонном изменении параметра внешнего воздействия (температуры, давления и т.п.). Новым в способе является то, что через образец пропускают широкий пучок излучения в направлении, в котором не ограничивается изменение объема вещества при внешнем воздействии (тем самым обеспечивается постоянство поверхностной плотности вещества), и регистрируют только тот участок спектра ослабления излучения, который соответствует многократно рассеянным гамма-квантам в веществе. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (gi) 4 G 01 N 23/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315775/31-25 (22) 12,10,87 (46) 30.10.89, Бюл. Н 40 (71) Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности (72) А.П.Дворниченко, О.А.Сергеев и В.Ф.Столяров (53) 621.386 (088.8) (56) Арцыбашев В.А. Гамма-метод измерения плотности. М.: Атомиздат, 1965, с ° 203.
Авторское свидетельство СССР
N 1133985, кл. G О1 N 23/06, 1986, (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ФАЗОВЫХ
ПЕРЕХОДОВ (57) Изобретение относится к области исследования физических свойств твердых и жидких материалов с использованием проникающих излучений. Цель изобИзобретение относится к исследованию физических свойств материалов с применением проникающих излучений и может быть использовано для изучения фазовых, полиморфных превращений веществ.
Целью изобретения является повышение точности определения точки фазового перехода и чувствительности метода.
На фиг. 1 изображена схема измерения; на фиг. 2 — график зависимости интенсивности 1 ослабления гамма-излучения при фазовом переходе, „„SU„„151 743 А 1 ретения - повышение точности и чувствительности метода исследования структуры вещества. Способ заключается в измерении интенсивности гамма-излучения, прошедшего через образец при монотонном изменении параметра внешнего воздействия (температуры, дав" ления и т.n,), Новым в способе является то, что через образец пропускают широкий пучок излучения в направлении, в котором не ограничивается изменение обьема вещества при внешнем воздействии (тем самым обеспечивается постоянство поверхностной плотности вещества), и регистрируют только тот участок спектра ослабления излучения, а который соответствует многократно рассеянным гамма-квантам в веществе.
2 ил.
Схема измерения (фиг.1) включает источник 1 излучения, камеру 2 с анализирчгмым веществом, детектор 3.
Зависимости интенсивности ослабления гамма-излучения (Фиг.2) получены. известным а методом (измеряется средняя плотность вещества), предлагаемым методом Ъ (фиксируется изменение внутренней структуры вещества).
Способ осуществляют следующим образом.
Энергия источника выбирается такой, чтобы обеспечить ослабление потока излучения в веществе в 1,5
15!8743
1О раз. Широкий пучок излучения ра-, диоизотопного источника 1 проходит через камеру 2 с анализируемым веществом и фиксируется сцинтилляци5 онным детектором 3. При этом происходит ослабление излучения по экспоненциальному закону
I, В ехр (- f g 1), 1О где I - интенсивность излучения, падающего на образец;
В - фактор накопления; — массовый коэффициент ослабления излучения; плотность вещества;
1 - толщина образца.
Массовый коэффициент ослабления для энергии гамма-кванта, намного 20 большей уровня тепловой энергии, не зависит ни от молекулярного состава, ни от температуры, ни от агрега-,ного состояния вещества. При тепловом расширении образца увеличивается его 25 размер 1 и одновременно уменьшается
М плотность p = ---, Из схемы на Фиг.1
V легко заметить, что масса М образца постоянна в изменяющемся объеме, вырезаемом пучком излучения площадь сечения которого S, а объем V .==- В 1 изменяется только за счет изменения
1, отсюда получаем р Р 1 = const
Таким образом, интенсивность регистрируемого излучения не зависит от средней плотности вещества, а будет являться Функцией фактора накопления, т.е. многократного рассеяния, который зависит от структуры 40 вещества. При фазовом переходе, когда внешнее воздействие начинает превышать точку термодинамического равновесия фаз, на различных неоднородностях возникает множество зародышей новой фазы.
При этом структура вещества резко изменяется, что приводит к скачку интенсивности излучения, прошедшего через образец, особенно в той части спектра ослабления, которая соответствует многократному рассеянию. Энергия однократно рассеянного гаммакванта определяется по Формуле Комптона.
Пример. Для исследования Фазовых переходов в процессе нагрева образца жира используется источник с линией 22,6 кэВ (кадмий 109). Источник заключен в контейнер с коллиматором диаметром 5 мм. Излучение проходит в вертикальном направлении через камеру с анализируемым веществом толщиной 50 мм и регистрируется сцинтилляционным детектором, расположенным на расстоянии 150 мм. Наибольший угол однократного рассеяния составляет 3 = 15 . Монотонный нагрев образца осуществляется в тонкостенной цилиндрической алюминиевой камере, помещенной в ультратермостат UT-2/77, Режим нагрева 0,5 С/мин.
Запись интенсивности регистрируемого излучения осуществлялась с помощью многоканального анализатора 1.Р 4900 со скоростью 80 с в канале. Как показывает график b (фиг.2) способ позволяет уверенно регистрировать фазовые превращения в твердом и жидком состоянии °
Формула изобретения
Способ регистрации Фазовых переходов, заключающийся в том, что через исследуемый объект пропускают поток гамма- или рентгеновского излучения и при монотонном изменении внешнего воздействия на объект регистрируют интенсивность прошедшего объект излучения, Фиксируют значение воздействия в момент появления скачка интенсивности регистрируемого излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения точки фазового перехода и чувствительности метода, через образец пропускают широкий пучок излучения в направлении, при котором обеспечивается постоянство поверхностной плотности вещества, и регистрируют кванты, испытавшие более, чем однократное рассеяние.
1518743
I. юнас
8500
Составитель В.Воронов
Редактор Ю.Середа Техрел Л.Сердюкова Корректор Л.Патай
Заказ 6601/49
Тираж 789
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035 Москва, 1-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101
