Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков



Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков
Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков
Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков
Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков
Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков
Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков

 


Владельцы патента RU 2444003:

Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) (RU)

Использование: для идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотиков. Сущность: заключается в том, что осуществляют облучение исследуемого вещества, содержащего азот и/или углерод, импульсом гамма-излучения, регистрацию вторичного излучения от продуктов распада, образованных изотопами азота-12 и бора-12, регистрацию временного спектра сигналов вторичного излучения, определение по результатам анализа временного спектра относительного содержания азота и углерода, идентификацию исследуемого вещества по его углеродному и азотному составу путем сравнения с эталонными значениями базы данных, при этом временной спектр вторичного излучения регистрируют в ограниченном по длительности временном интервале, начинающемся после окончания импульса облучения с временной задержкой, обработку спектра проводят путем преобразования измеренного дифференциального временного спектра в интегральный, определение относительного содержания в образце азота и/или углерода проводят для нескольких временных интервалов измеренного спектра, достоверность обнаружения веществ, содержащих азот или углерод, определяют путем сравнения значений относительных количеств азота и углерода в образце, рассчитанных для разных временных интервалов. Технический результат: повышение точности и достоверности работы фотоядерного детектора обнаружения взрывчатых веществ и наркотических средств при одновременном увеличении его производительности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области обнаружения скрытых взрывчатых веществ (ВВ) и наркотических средств (НС) методом фотоядерного детектирования и может быть использовано в стационарных и подвижных установках, например, при досмотре багажа авиапассажиров, таможенном досмотре или разминировании территорий в рамках гуманитарных акций.

Известный метод фотоядерного детектирования скрытых ВВ и НС был предложен в [1] и развит в [2-4]. Этот метод относится к эффективным и быстродействующим методам прямого обнаружения ВВ и НС и заключается в регистрации продуктов распада короткоживущих изотопов 12В (бор-12) и 12N (азот-12), имеющих периоды полураспада Т1/2≅20,2 и 11,0 мс соответственно. Эти изотопы образуются на ядрах 14N (содержание изотопа в естественной смеси η≅99,63%) и 13С (η≅1,107%), чьи химические элементы азот и углерод составляют основу всех современных ВВ и природных НС при их облучении падающими гамма-квантами с энергией Еγ, большей пороговых значений Еγ п, в результате следующих фотоядерных реакций:

Выбор этих реакций в качестве маркирующих обеспечивает высокую селективность обнаружения веществ, содержащих азот и/или углерод, т.к. при облучении любых других химических элементов гамма-пучком с Еγ<~55 МэВ практически не образуются никакие другие изотопы с T1/2≈(1÷100) мс. Изотопы 12В и 12N являются β-активными и в процессе распада испускают электроны и позитроны с максимальной энергией ~13 МэВ и ~17 МэВ соответственно, которые, тормозясь в веществе, в свою очередь испускают вторичные гамма-кванты. Все вторичные гамма-кванты как только что указанные тормозные, так и от девозбуждения образуемых в распадах ядер 12С, а также от аннигиляции испускаемых при распадах 12N позитронов, вместе с электронами и позитронами составляют вторичные продукты распадов и могут быть зарегистрированы детектором. Следовательно, если облучить обследуемый объект импульсом длительностью порядка нескольких микросекунд достаточно энергичного гамма-излучения, то в последующем за ним временном интервале до ~100 мс он откликнется при наличии в нем достаточной концентрации азота и/или углерода потоком вторичных частиц от распада изотопов 12В и 12N. В противном случае этого потока в измеряемый промежуток времени не будет.

Таким образом, ввиду уникальности и малости периодов полураспада радионуклидов, образующихся при указанном облучении азота и/или углерода, и с учетом того, что как инициирующее облучение, так и полезный сигнал формируются потоками гамма-излучения, обладающего большой проникающей способностью, детектор ВВ и НС, использующий фотоядерный метод обнаружения, должен обладать высокими эксплуатационными характеристиками: большой чувствительностью по глубине обнаружения в скрывающем веществе и быстродействием, что подтверждается результатами компьютерного моделирования его работы [5].

Успех реализации любого метода обнаружения ВВ и НС во многом определяется его селективностью. При использовании фотоядерной методики наряду с «полезными» сигналами от ВВ и НС возможно появление «ложных» сигналов от веществ, не являющихся ВВ или НС, но содержащих азот или углерод. Особое значение подавление ложных срабатываний имеет в установках для досмотра багажа авиапассажиров, когда источниками ложных сигналов могут быть различные объекты, содержащие прежде всего углерод (полимерные материалы, натуральные ткани или пищевые продукты). При работе фотоядерного детектора в акциях по гуманитарному разминированию источниками ложных сигналов могут стать различные биологические объекты в почве и азотосодержащие удобрения.

В работе [4] предложен способ идентификации скрытых ВВ и НС, выбранный в качестве прототипа, основанный на анализе временного распределения сигналов вторичного излучения при использовании фотоядерного метода обнаружения.

Суть этого способа заключается в следующем. При однократном облучении исследуемого вещества, содержащего азот и/или углерод, пучком гамма-квантов с энергией более 31 МэВ в нем в результате реакций (1)-(3) образуются ядра короткоживущих изотопов 12В и 12N. Относительная концентрация этих изотопов однозначно связана с относительной концентрацией азота и углерода в облучаемом веществе и определяет уникальный «портрет» исследуемого вещества. Распадаясь, изотопы 12В и 12N формируют поток вторичного излучения, форма временной зависимости которого определяется периодами полураспада изотопов и их начальной относительной концентрацией. Как известно, закон изменения числа радиоактивных ядер одного элемента со временем есть:

где N(t) - число нераспавшихся ядер к моменту времени t; N0 - исходное число образованных ядер (при t=0); λ - константа распада (λ=ln(2)/T1/2).

Для распада интересуемых изотопов двух элементов получаем:

при t=0:

где λ(N-12) и λ(B-12) - константы распада для 12N и 12В, соответственно;

N0(N-12) и N0(B-12) - числа образовавшихся ядер 12N и 12В, соответственно;

N - суммарное число образовавшихся ядер радиоактивных изотопов 12В и 12N.

Анализируя после окончания импульса облучения форму и ход временной зависимости потока вторичного излучения от распадов 12В и 12N, можно определить начальную относительную концентрацию изотопов 12В и 12N и идентифицировать исследуемое вещество.

Результаты анализа временного спектра продуктов распада изотопов 12В и 12N представляются в виде значений параметра k, определенного как:

где kB-12=N0(B-12)/N0∑, kN-12=N0(N-12)/N0∑.

Знание значения k позволяет определить принадлежность облученного вещества к ВВ и НС, а путем сравнения результатов, полученных при работе детектора с результатами, полученными при облучении эталонных образцов, идентифицировать ВВ и НС.

Однако в реальных условиях работы заявленным в [4] устройством регистрируется дифференциальный временной спектр, где в каждом измеряемом временном интервале (bin) регистрируется количество распадов этих изотопов, т.е. n{t}=(dN/dt)×Δt, так что измеряемое в процессе работы установки временное распределение регистрируемых детектором событий от распадов изотопов 12N и 12В описывается выражением:

где Δt - ширина канала измеряемого временного распределения.

Определенная сложность обработки получаемых сигналов обусловлена тем, что накопление сигналов для построения временного распределения в реальном детекторе ВВ и НС можно проводить лишь в течение некоторого ограниченного временного интервала. В первые несколько миллисекунд после окончания облучения в гамма-детектор поступают многочисленные гамма-кванты, связанные прежде всего с реакциями (n,γ), вызываемыми фотонейтронами, которые способны сильно исказить результаты измерений. Поэтому анализ временного спектра можно начинать только после окончания импульса облучения с некоторой задержкой. С другой стороны, продолжительность накопления также ограничена требованиями обеспечения заданного быстродействия детектора. Последнее особенно актуально при режиме сканирования обследуемого образца, когда для получения полной картины необходимо провести многократное облучение различных зон. Таким образом, из-за ограничений, накладываемых на временной интервал накопления распадной кривой, оказывается невозможным непосредственное измерение величины N и прямое вычисление значения k, что снижает производительность установки, а также точность и достоверность полученных результатов.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение точности и достоверности работы фотоядерного детектора обнаружения ВВ и НС при одновременном увеличении его производительности.

Поставленная задача решается заявляемым способом, суть которого заключается в следующем. После окончания облучения обследуемого объекта импульсом первичного гамма-излучения регистрация временного спектра вторичного излучения начинается с временной задержкой длительностью в несколько миллисекунд и длится на протяжении времени, сравнимом с периодами полураспада изотопов 12В и 12N. После этого зарегистрированный временной спектр сигналов преобразуется из дифференциальной в интегральную форму. Затем путем анализа нескольких участков интегрального временного спектра вычисляются соответствующие этим временным интервалам значения k. Далее, анализируя совокупность вычисленных значений k, определяется принадлежность облученного вещества к азот- или углеродсодержащим веществам.

Предлагаемый способ позволяет определять значение k, исходя из двух измеренных значений n(t), соответствующих разным моментам времени t. В этом случае получим систему из двух уравнений, линейных по отношению к искомым N0(N-12) и N0(B-12):

Решение системы (9) даст значения N0(N-12), N0(B-12) и k=N0(N-12)/(N0(N-12)+N0(B-12)). Применяя описанную процедуру к совокупности значений i и j=i+1, можно получить последовательность значений ki, относящихся к каждому интервалу Δt временного спектра.

Чтобы уменьшить статистическую погрешность при определении величин N0(N-12), N0(B-12) и соответственно k, вызванную относительно небольшой статистикой, накопленной в каждом отдельном канале временного распределения, можно перейти от дифференциальной формы описания процесса распада изотопов к его интегральному описанию и работать с суммарным числом событий, накопленных в нескольких каналах, соответствующих, скажем, временному промежутку (t2-t1). В этом случае разница между количеством нераспавшихся ядер к моментам времени t1 и t2 равна:

где - сумма событий, зарегистрированных в каналах, соответствующих интервалу (t2-t1). А если взять два временных промежутка (t2-t1) и (t4-t3), то из соответствующих уравнений типа (10) получим систему, аналогичную системе (9):

где и - суммы сигналов, накопленные в каналах, соответствующих временным интервалам (t2-t1) и (t4-t3). Решение системы (11) относительно значений N0(N-12) и N0(B-12) позволяет найти и значения k.

При соответствующем выборе t1, t2, t3 и t4 интегральное описание позволяет получать значения N0(N-12), N0(B-12) и k (назовем их здесь «оптимальными»), связанные с полным числом событий, накопленных во всех каналах измеренного временного спектра, и заданные с наилучшей доступной в проведенном измерении статистической точностью (или близкой к ней).

В то же время интегральное описание позволяет получать также со сравнительно высокой статистической точностью значения N0(N-12), N0(B-12), которые можно приписать тем или иным способом временным интервалам измеренного спектра. Одним из таких способов, который предлагается здесь, является следующий: для измеренного временного спектра в интервале от начального момента времени t1 до конечного tкон находятся определенные выше «оптимальные» интегральные значения N0(N-12) и N0(B-12), а также N(t1)=N0(N-12)×exp(-λ(N-12)×t1)+N0(B-12)×exp(-λ(B-12)×t1) (в согласии с уравнением (5)), далее путем последовательного поканального вычитания находятся:

и т.д. В итоге из экспериментальных данных по измерению дифференциального спектра строится интегральное распределение N(t) для ограниченного временного интервала. Это распределение имеет значительно большую статистическую обеспеченность и позволяет со значительно лучшей точностью определить параметр k (используя (5)-(7)) как функцию k(t) во всем анализируемом временном интервале.

Получение такой последовательности значений k(t) в каждой измеренной точке дает информацию о достоверности результата идентификации вещества на наличие азота и/или углерода или об их отсутствии. В идеальном случае при наличии азота и/или углерода функция k(t) описывается прямой с углом наклона к временной оси, равным нулю. В противном случае аппроксимирующая функцию k(t) прямая имеет угол наклона к временной оси, сильно отличающийся от нуля. Это описание может служить дополнительным критерием достоверности результата. Кроме того, указанное выше «оптимальное» значение k дает значение «фотоядерного портрета вещества», т.е. характеризует наличие в веществе азота и/или углерода и их относительные концентрации.

Таким образом, заявляемое изобретение в отличие от прототипа [4] предлагает способ анализа измеренных фотоядерным детектором данных, полученных в реальных условиях, и вводит новый критерий, определяющий достоверность обнаружения веществ, содержащих азот или углерод, а именно:

1. Предложен способ перехода к описанию измеренных дифференциальных спектров к интегральной форме, что существенно повышает статистическую точность измерений.

2. Предложен способ анализа временных спектров в ограниченном временном интервале. Ограничение со стороны малых времен позволяет ослабить влияние на временной спектр фоновых процессов, обусловленных прежде всего фотонейтронами, образующимися при взаимодействии электронного пучка с отдельными частями установки. Ограничение со стороны больших времен увеличивает общее быстродействие детектора.

3. Предложен критерий достоверности результата, основанный на анализе зависимости от времени значений k, вычисленных для различных временных интервалов.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Для подтверждения эффективности заявляемого способа было проведено моделирование его применения к задаче поиска и идентификации скрытых взрывчатых веществ в условиях, имитирующих инспекцию багажа, в установках контроля в аэропортах, таможенных терминалах и т.п.

С помощью компьютерного моделирования, учитывающего процессы, происходящие в облучаемом образце, выход вторичного излучения и его регистрацию детектором вторичного излучения, моделировалась процедура обнаружения и идентификации ВВ. Определялось значение параметра kист, равное отношению образовавшихся в образце ядер изотопа 12N(N0(N-12)) к общему числу образованных ядер радионуклидов N0∑, и строился временной спектр событий, зарегистрированных детектором. Далее этот спектр обрабатывался с помощью вышеописанной процедуры, и определялись значения kизм, соответствующие выбранным временным интервалам.

Приведенные ниже результаты компьютерного моделирования были получены при следующих начальных условиях: образец облучался в течение 6 мкс пучком гамма-квантов, генерируемым в вольфрамовой тормозной мишени толщиной 0,35 мм при падении на нее электронов с энергией 55 МэВ и током 30 мА в импульсе длительностью 6 мкс. Детектор вторичного излучения площадью 1 м2 находился от образца на расстоянии 60 см, и эффективность детектора составляла 100%. Для моделирования использовались в качестве мишеней тротил, массой 100 г, графит, массой 100 г и генерировался фоновый спектр, адекватный загрузке детектора фоном от ядерных реакций типа (n,γ), вызываемых фотонейтронами. Ниже приведены результаты, полученные при моделировании облучения мишени одним импульсом ускорителя.

На фиг.1 показан дифференциальный временной спектр вторичного излучения, регистрируемый детектором, полученный при моделировании облучения образца, содержащего тротил (кривая 1), и типичный спектр, вызываемый фоновыми процессами (кривая 2). При этом предполагалось, что детектор вторичного излучения включался через 5 мс после окончания импульса облучения, регистрация событий происходила в течение 15 мс, а ширина канала временного анализатора составляла 1 мс.

На фиг.2 показан интегральный временной спектр N(t) вторичного излучения для тротила, полученный из дифференциального временного спектра (кривая 1 на фиг.1) с использованием процедуры (12). Физический смысл представленного на фиг.2 спектра - это кривая, описывающая число нераспавшихся ядер 12N и 12B в облученном веществе к каждому моменту времени ti. Из сравнения соответствующих кривых на фиг.1 и 2 видно, что по сравнению с дифференциальным спектром интегральный спектр отличается значительно большей однородностью вычисленных значений, что в итоге приводит к большей точности определения параметра k.

С помощью заявляемого способа можно не только идентифицировать вещества, имеющие близкий элементный состав, но и отделять образцы, элементный состав которых отличается от заранее предполагаемого. Если в ходе облучения образуются радионуклиды с периодами полураспада, отличными от ожидаемых, то уравнение (11) для данного случая перестает правильно описывать протекающие распадные процессы, что выразится в том, что значения k, рассчитанные для разных временных интервалов, перестанут быть постоянными, что может служить важнейшим квалификационным признаком.

Примером неоднозначного определения параметра k с помощью заявляемого способа могут служить данные, представленные на фиг.3, где показаны зависимости k(t) для тротила (3), графита (4) и фонового процесса (5). Видно, что для фонового процесса наблюдается значительная нестабильность значений k, что позволяет надежно отделить ложный объект от искомых ВВ и НС.

В таблице представлены суммарные данные по моделированию процессов регистрации, где для разных детектируемых веществ указаны «истинные» значения kист, которые вычислены из известного количества образовавшихся ядер радионуклидов, измеренные значения kизм, полученные в ходе обработки временных спектров по заявляемому способу, и тангенсы угла наклона прямых, аппроксимирующих k(t)-зависимость.

Bещество kист kизм Тангенс угла наклона k(t)
Тротил 0,72 0,696±0,062 0,003643
Графит 0,0 -0,04±0,07 0,004143
Фон - 2,962±0,062 -0,173105

Таким образом, приведенный пример указывает на работоспособность заявляемого способа, который основан, в отличие от прототипа [4], на:

1. Способе перехода от измеренных дифференциальных спектров к интегральной форме представления убыли со временем числа ядер радионуклидов, что существенно повышает статистическую точность измерений.

2. Способе анализа временных спектров в ограниченном временном интервале. Ограничение со стороны малых времен позволяет исключить влияние на временной спектр фоновых процессов. Ограничение со стороны больших времен увеличивает общее быстродействие детектора.

3. Предложении критерия достоверности результата обнаружения азот- и/или углеродсодержащих веществ, который связан с анализом k-зависимости и повышении точности определения значения k.

Источники информации

1. Патент США №4756866, 376/157.

2. Е.А.Knapp, A.W.Saunders, and W.P.Trower. Direct Imaging of Explosives. Proceedings Euroconference on: Sensor systems and signal processing techniques applied to the detection of mines and unexploded ordnance, MINE'99, October 1-3, 1999. Villa Agape, Firenze, Italy Laboratorio Ultrasuoni e Controlli Non Distruttivi Università di Firenze, Italy. http.

3.Устройство для обнаружения скрытых взрывчатых веществ. Патент РФ №2185614.БИ №20, 2002 г.

4. Способ и устройство для обнаружения и идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотических средств. Патент РФ №2226686. (Бюл. №10)/14, 2004 г.

5. A.I.Karev, V.G.Raevsky, J.A.Konyaev, A.S.Rumyantsev, R.R.Iliutschenko. The High Efficiency Complex for Detection of Landmines. In Proceeding of NATO Advanced Research Workshop #977941 «Detection of Explosives and Land Mines: Methods and Field Experience», St.-Petersburg, 11th-14th of September 2001, Russia, NATO-Series book, Kluwer Academic Publisher, Netherlands.

1. Способ идентификации скрытых взрывчатых веществ и наркотических средств, включающий облучение исследуемого вещества, содержащего азот и/или углерод, импульсом гамма-излучения, регистрацию вторичного излучения от продуктов распада, образованных изотопами азота-12 и бора-12, регистрацию временного спектра сигналов вторичного излучения, определение по результатам анализа временного спектра относительного содержания азота и углерода, идентификацию исследуемого вещества по его углеродному и азотному составу путем сравнения с эталонными значениями базы данных, отличающийся тем, что временной спектр вторичного излучения регистрируют в ограниченном по длительности временном интервале, начинающемся после окончания импульса облучения с временной задержкой; обработку спектра проводят путем преобразования измеренного дифференциального временного спектра в интегральный; определение относительного содержания в образце азота и/или углерода проводят для нескольких временных интервалов измеренного спектра; достоверность обнаружения веществ, содержащих азот или углерод, определяют путем сравнения значений относительных количеств азота и углерода в образце, рассчитанных для разных временных интервалов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что временная задержка регистрации временного спектра вторичного излучения составляет несколько миллисекунд.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность временного интервала, в котором регистрируют временной спектр вторичного излучения, сравнима с периодами полураспада изотопов азот-12 и бор-12.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обнаружения скрытых взрывчатых веществ (ВВ) и наркотических средств (НС) методом фотоядерного детектирования и может быть использовано в стационарных и подвижных установках при, например, досмотре багажа авиапассажиров, таможенном досмотре или разминировании территорий в рамках гуманитарных акций.

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами с измерением вторичной эмиссии гамма-квантов с использованием нейтронов, в частности для неразрушающего дистанционного контроля различных скрытых веществ.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для элементного (и изотопного) анализа поверхности вещества, тонких пленок, наноструктур. .

Изобретение относится к радиографии, а именно к получению изображений с помощью нейтронного, рентгеновского и гамма-излучений, к детектированию ядерных излучений, к области неразрушающего контроля материалов и изделий радиационными методами, и может быть использовано для обнаружения опасных материалов на контрольно-пропускных пунктах, железнодорожных станциях, в аэропортах, таможенных службах, в неразрушающем контроле в атомной энергетике, машиностроении, строительстве и других отраслях радиографическими и томографическими методами.

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами с измерением вторичной эмиссии с использованием нейтронов, в частности, для неразрушающего дистанционного контроля различных скрытых веществ.

Изобретение относится к ядерным методам интроскопии, конкретно к технике обнаружения и идентификации скрытых опасных предметов в крупногабаритных средствах транспортировки (большегрузные контейнеры, автомобили и т.д.) с помощью нейтронных полей, генерируемых в ускорителях заряженных частиц.

Изобретение относится к области анализа материалов с использованием облучения их различными видами излучений, в частности рентгеновским, нейтронным и электромагнитным излучением, вызывающим ядерный квадрупольный резонанс, и преимущественно может быть использовано для обнаружения взрывчатых веществ в контролируемых предметах без вскрытия последних.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться при детектировании малого количества атомов щелочного металла (ЩМ), создании контролируемых источников паров (атомов) щелочных металлов, а также для контроля различных процессов в нанотехнологии.

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами с измерением вторичной эмиссии гамма-квантов с использованием нейтронов, в частности, для идентификации в полевых и стационарных условиях взрывчатых, наркотических или сильнодействующих ядовитых веществ, скрытых в различного типа объектах малого и среднего размеров (сумки, портфели, чемоданы, сейфы)

Изобретение относится к области экологии, а именно к оценке загрязнения атмосферного воздуха населенных территорий тяжелыми металлами и другими химическими элементами по степени их накопления в эпифитном мхе Pylaisia polyantha (Hedw.) B.S.G

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами с измерением вторичной эмиссии с использованием нейтронов, в частности для неразрушающего дистанционного контроля различных скрытых веществ

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами с измерением вторичной эмиссии гамма-квантов с использованием нейтронов, в частности, для идентификации в полевых и стационарных условиях взрывчатых, наркотических или сильнодействующих ядовитых веществ, скрытых в различного типа легковых автомобилях

Изобретение относится к области элементного анализа - качественного обнаружения и количественного определения содержания элементов и элементного состава веществ, материалов и различных объектов

Использование: для обнаружения и идентификации скрытых опасных веществ под водой. Сущность заключается в том, что устройство для обнаружения и идентификации скрытых опасных веществ под водой содержит герметичный корпус, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, детектор γ-излучения с защитой от потока меченых монохроматических нейтронов, при этом герметичный корпус контейнера снабжен соединенным с ним водонепроницаемьм вакуумированным или газонаполненным патрубком, ось которого совпадает с направлением центрального пучка меченых монохроматических нейтронов; при этом патрубок выполнен в виде сильфона с возможностью продольных деформаций, а размер его поперечного сечения выбран исходя из условия пропускания всего потока меченых монохроматических нейтронов. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения опасных веществ с большой вероятностью, а также обеспечение возможности исключения соприкосновения устройства с объектом досмотра. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для обнаружения и идентификации скрытых опасных веществ под водой. Сущность: заключается в том, что устройство для обнаружения и идентификации скрытых опасных веществ под водой содержит источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, детектор γ-излучения с защитой от потока меченых монохроматических нейтронов, при этом рабочий модуль размещен в герметичном полимерном контейнере для подводных работ, выполненном с возможностью вакуумирования, снабженном соответствующими водонепроницаемыми разъемами для подвода кабелей Ethernet и питания, к стенке герметичного корпуса контейнера по направлению потока меченых монохроматических нейтронов крепится с помощью фланца водонепроницаемый патрубок, ось которого совпадает с направлением центрального пучка меченых монохроматических нейтронов; при этом патрубок выполнен в виде сильфона с возможностью продольных деформаций, а размер его поперечного сечения выбран исходя из условия пропускания всего потока меченых монохроматических нейтронов; контейнер для подводных работ снабжен опорами, а также системой его затопления. Технический результат: обеспечение возможности обнаружения опасных веществ с большой вероятностью, а также обеспечение возможности исключения соприкосновения устройства с объектом досмотра. 2 ил.

Использование: для определения золотоносности горных пород. Сущность: заключается в том, что осуществляют нейтронно-активационный анализ образца золотоносных сульфидов, формируют пробу в виде его зерна размером от 30-70 мкм, которую последовательно запаивают в полиэтиленовую пленку, упаковывают в фильтровальную бумагу и алюминиевую фольгу, подготовленную таким образом пробу подвергают облучению на реакторе в течение 15-17 час в потоке 1×1013 н/cм2×cек с последующим измерением в образце наведенной активности золота и его сателлитов на 7-12 день после облучения, параллельно с диапазоном измеряемой энергии 100-1800 кэВ и 50-160 кэВ по линии соответственно 1332 кэВ и 121.8 кэВ, после чего анализируют интенсивность ν - линии золота при 412 кэВ и путем сравнения с интенсивностью этой же линии в эталонных образцах рассчитывают количество золота в зернах. Технический результат: повышение достоверности оценки определения золотоносности горных пород. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Использование: для обнаружения присутствия химического элемента в объекте путем нейтронного облучения объекта. Сущность: заключается в том, что выполняют нейтронное облучение объекта, используя непрерывное испускание нейтронов из нейтронного генератора (G1) связанных частиц и испускание нейтронных импульсов, которые накладываются на указанное непрерывное испускание нейтронов, при этом нейтронные импульсы получают посредством импульсного генератора (G2) нейтронов, который генерирует нейтронные импульсы с длительностью импульса T2, при этом два последовательных нейтронных импульса разделены интервалом T4, при этом непрерывное и импульсное нейтронное облучение объекта вызывает захватное гамма-излучение и гамма-излучение неупругого взаимодействия. Технический результат: обеспечение возможности обнаружить с максимальной чувствительностью одновременно захватное излучение и излучение неупругого взаимодействия и, как следствие, удовлетворительно идентифицировать все выявляемые элементы. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами с измерением вторичной эмиссии характерного ядерного гамма-излучения, возникающего под действием быстрых нейтронов, в частности, для обнаружения алмазов в породе - кимберлите. Устройство для обнаружения алмазов в кимберлите содержит транспортер подачи кимберлита в область облучения его потоком быстрых нейтронов, под которым расположен ускоритель дейтронов в качестве источника быстрых нейтронов, детекторы излучения, расположенные над транспортером, систему питания, систему приема и анализа данных с детекторов излучения, систему управления устройством, при этом в качестве источника быстрых нейтронов используется портативный нейтронный генератор, в котором протекает бинарная реакция d+t→α(3,5 МэВ)+n(14,1 МэВ), при этом портативный нейтронный генератор снабжен встроенным многоэлементным кремниевым альфа-детектором, устройство снабжено системой детекторов гамма-излучения, расположенной над транспортером, альфа-детектор и система детекторов гамма-излучения соединены с электроникой приема и анализа данных, которая с помощью линий связи соединена с системой управления устройством; устройство снабжено защитой детекторов гамма-излучения от прямого попадания в них нейтронного излучения от портативного нейтронного генератора. В изобретении используется принципиально другой физический способ обнаружения алмазов, основанный на регистрации характеристического гамма-излучения, возникающего при неупругом рассеянии нейтронов на ядрах исследуемого вещества. Технический результат - обнаружение крупных алмазов (более 5 каратов) в кимберлите до стадии дробления кусков породы, предотвращение разрушения крупных алмазов, повышение производительности добычи крупных алмазов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх