Устройство для раздельного радиометрического определения концентраций радиоактивныхэлементов

 

goecor зн«

А%1 Внт пО 07 .: чзОнюй иб тбн. Ь

И 3 О Б а Е Т Е ц е,е © оеиамн 4" ëèñòèöec;ðù

Р пубпим

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. G 01ъ 5/ОО

Заявлено ОЗ.VII.1968 (№ 1252786/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 15.11.1974. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 26Л 1.1974

Государственный комитет

C0R8TR Министров СССР ао делам иаооретений

" и открытий

УДК 550,835(088.8) Авторы изобретения

С. Л. Якубович, В. H. Усенков и М. Е. Коцен

Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО РАДИОМЕТРИЧЕСКОГО

ОЛРЕДЕЛЕИИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАДИОАКТИВНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Устройство предназначено для анализа проб горных пород, руд и продуктов их переработки в условиях полевых и стационарных лабораторий по способу измерения а и Р активности проб и по способу измерения P — и запаздывающих совпадений.

Известны устройства для раздельного радиометрического определения концентраций радиоактивных элементов, например равновесных урана и тория, в исследуемых пробах, содержащие комбинированные детекторы и электронные блоки. B этих устройствах детекторы излучений расположены по обе стороны от плоского источника. Подобная геометрия измерений требует приготовления «тонкого» источника, толщина которого не должна влиять на самопоглощение излучения.

В существующих устройствах отсутствует светоблокировка детекторов в момент постановки проб, вызывающая снижение производительности определений на время высвечивания люминофоров. Регистрирующий блок не позволяет одновременно со счетом совпадений измерять интенсивность каждого вида излучений, участвующего в совпадениях, и вносить поправки на влияние различий в химическом и гранулометрическом составе проб и поправку на случайные совпадения. Приго;овление «тонких» источников является сложной аналитической операцией, а существующие устройства для измерения проб требуют больших затрат непроизводительного времени.

Предлагаемое устройство отличается тем, 5 что в нем детектор, прозрачный к внешнему излучению люминесценции, помещен в кожух с подвижной системой светоблокировки и выполнен из бета — люминофора — световода, на который нанесен слой альфа-люминофора.

10 Это позволяет обеспечить раздельную регистрацию импульсов от бета- и альфа- частиц в фиксированной последовательности P — сс совпадений, запаздывающих в пределах неперекрывающихся интервалов времени при изме15 ренин проб в слоях произвольной толщины.

На чертеже показан общий вид устройства.

В данном устройстве осуществлена такая геометрия системы детектор — проба, при ко20 торой толщина пробы не оказывает существенного влияния на результаты измерений по

P--ÿ запаздывающим .совпадениям.

Комбинированный детектор состоит из тонкого слоя активированного сернистого цинка, 25 люминесцирующего под действием сс-частиц, нанесенного на световод 1 из сцинтиллирующей пластмассы. Световод обеспечивает высокую эффективность регистрации электронов и низкий уровень чувствительности к гамма30 излучению.

3.07696

Поглощение р-частиц, испускаемых пробой с максимальной энергией до 3,17 Мэв, в тонком покровном слое сернистого цинка незначительно. Весь детектор обладает высокой прозрачностью к люминесцентному излучению, возникающему в зернах активированного сернистого цинка, примешиваемого в исследуемую пробу для повышения эффективности регистрации а-частиц.

Электронный прибор, подключенный к выходу фотоэлектронного умножителя 2, отбирает импульсы по амплитуде или временным особенностям. Амплитуда импульсов от сцинтилляций сернистого цинка в несколько раз превышает амплитуду импульсов от сцинтилляций пластмассового люминофора. Кроме того, импульсы от сцинтилляций, возникающих в сернистом цинке и пластмассовом люминофоре, резко (на два порядка) различаются по длительности и фронтам нарастания.

Разделенные в амплитудно-временном селекторе, импульсы с «а» и «Р» каналов поступают па вход электронного ключа отбора запаздывающих совпадений, Электронный ключ состоит из линии задержки и ждущего мультивибратора, открываемого импульсом из канала. Мультивибратор пропускает импульс из

«я» канала к регистрирующему блоку. Таким образом в электронном приборе происходит отбор пар импульсов, поступающих в определенной последовательности: сначала импульсов от р-частицы, затем от а-частицы. Время задержки в период релаксации ждущего мультивибратора устанавливают исходя из периода полураспада дочернего изотопа генетической радиоактивной пары.

Анализ на «урановые» и «ториевые» пары совпадений проводится с включением двух электронных ключей, настраиваемых в соответствующих временных режимах.

Применение открытого люминофора вызывает необходимость в постоянной светозащите детектора в процессе установки проб и измерений. Светозащита осуществляется благодаря взаимодействию механических узлов, связывающих подставку для проб с корпусом датчика 3. Вертикальным движением рычага

4 по фигурному вырезу 5 вниз опускают датчик и соединяют кольцевой световой замок с подставкой.

Последующее движение рычага в горизонтальной плоскости справа налево открывает детектор датчика путем вращения затвора, представляющего собой диск с круглыми по диаметру тарелочки б сквозными отверстиями. Вращение производится до установки отверстия затвора между детектором датчика и тарелочкой. Движением рычага из левого крайнего положения вниз досылают тарелочку с пробой к детектору датчика, Движение рычага в обратном направлении обеспечивает последовательное закрывание детектора да>чика затвором, разъем светового замка и подъем датчика над тарелочкой с пробой.

В регистрирующем блоке устройства уста новлены четыре регистратора количества импульсов: по «я» каналу и «С3» каналу «урановых» и «ториевых» пар совпадений. Четыре канала одновременно регистрируют количество импульсов, что позволяет определять в исследуемой пробе концентрации естественных радиоактивных элементов (урана, тория, калия) с учетом влияния изменения химического и грапулометрического состава проб и введения поправки на случайные совпадения.

Предмет изобретения

Устройство для раздельного радиометрического определения концентраций радиоактивных элементов, например равновесных урана и тория, в исследуемых пробах, содержащее комбинированный детектор и электронный блок, отличающееся тем, чт0, с целью обеспечения раздельной регистрации импульсов от бета- и альфа- частиц в фиксированной последовательности P — u совпадений, загаздывающих в пределах неперекрывающихся интервалов времени при измерении проб в слоях произвольной толщины; в нем детектор, прозрачный к внешнему излучению люминесцении, измещен в кожух с подвижной систе.: ой светоблокировки и выполнен из р-люми,офора — световода, на ко орый нанесен слой х-люминофора.

307696

Составитель Е. Алешин

Текред Т. Ускова

Редактор Б. Федотов

Корректор Н. Торкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1454, 1 Изд. М 1265 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5