Устройство для определения влажности борсодержащих горных пород

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.111.1964 (№ 887091/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.V1.1965. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 21.VII.1965

Кл. 21g, ЗОО1

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК H 05d

Ъ ДК 550.835(088.8) Авторы изобретения

Е. М. Филиппов, Б. С. Вахтин и В. Г. Русяев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

БОРСОДЕРЖАЩИХ ГОРНЫХ ПОРОД

Подписная группа № 97

При совместном нахождении в горных породах бора и влаги раздельное определение их нейтронными методами при существующей аппаратуре невозможно.

Для определения влажности борсодержащих горных пород предложено устройство, содержащее источник нейтронов, детектор и кадмиевый экран для защиты от воздействия на детектор тепловых и надтепловых нейтронов, чувствительных к содержанию в горных породах бора. С целью повышения точности и обеспечения однозначности определений влажности борсодержащих пород в устройстве имеется радиоактивный индикатор, активирующийся нечувствительными к бору медленными нейтронами, Бор захватывает медленные нейтроны, начиная с энергии примерно 300 эв и ниже. С уменьшением энергии нейтронов сечение захвата их бором растет. Так, для надтепловых нейтронов (1 эв) оно достигает 100 барн, а для тепловых (0,025 эв) — 755 барн. По регистрации нейтронов этих энергий и ведется определение содержания бора в породах. Поэтому при совместном нахождении в породах бора и влаги ее содержание следует определять по регистрации нейтронов с энергией примерно 300 эв и выше. Нечувствительные к захвату бором нейтроны регистрируют с помощью различных радиоактивных индикаторов (например, марганца). Марганец захватывает главным образом нейтроны в области энергий 0,3 — 10 кэв и имеет в ней ряд резонансных максимумов. Главные из них — с сечением 690 барн для энергии нейтронов 346 эв и сечением 310 барн для энергии пейтропов

2500 эв.

Чтобы исключить активацию марганца (сечение захвата равно 12,7 баря) тепловыми нейтронами, марганец необходимо заключать в кадмиевый экран — кассету, интенсивно поглощающий медленные нейтроны с энергией примерно от 1 эв и ниже.

При облучении марганца под действием

15 нейтронов будет возникать радиоактивный изотоп марганца — марганец-56 с периодом полураспада 2,58 час, излучающий бета-частицы с энергией 0,7 (20%), 1,05 (30%) и 2,86 мэв (50%) и гамма-кванты с энергией 0,84

20 (99 7% ), 1 8 (24,9% ) п 2,1 .кэв (14 3% ) Таким образом, об активации марганца можно судить по измерению как бета-излучения, так и гамма-излучения.

25 Возможно осуществление двух вариантов устройства (скважинного и полевого — для замеров с поверхности) для определения влажности борсодержащпх пород.

Схематическое изображение устройства для

ЗО исследования скважин показано на чертеже.

171937

В

Составитель И. Б. Трофимова

Редактор Л. М Жаворонкова Текрсд Ю. В. Баранов Корректор В. H. Маркова

Заказ 1545/13 Тираж 1575 Формат бум. 60 +90 /8 Объем 0,21 изд. л, Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство содержит: источник нейтронов 1; экран 2 из смеси буры и парафина для защиты детектора от нейтронов прямого действия; свинцовую защиту 8, предохраняющую детектор от естественной и наведенной активности пород; кадмиевую кассету (экран) 4; радиоактивный индикатор 5; сцинтиллятор 6; гамма-спектрометр 7; корпус 8 прибора.

В случае использования пластмассового сцинтиллятора, чувствительного к бета-частицам, возникающим при распаде марганца-56, влияние мешающих излучений будет минимальным, так как корпус глубинного прибора и кассета, в которой заключен марганец, будут полностью поглощать внешнее бета-излучение, но активная масса марганца будет меньше, так как при больших толщинах марганца наступит самопоглощение бета-излучения.

Полевое устройство для определения влажности борсодержащих пород в принципе не отличается от рассмотренного скважинного устройства. При этом генератор нейтронов и детектор излучения устанавливают на прицепе автомобиля так же, как обычные импульсные источники при определении бора в породах.

Однако при использовании генератора нейтронов прицеп необходимо оборудовать специальной биологической защитой.

Переносное устройство для определения влажности борсодержащих пород состоит из плоской кадмиевой кассеты с порошкообразным марганцем. Для измерения влажности кассеты устанавливают па измеряемый участок породы, а сверху на нее с помощью удлиненного захвата помещают источник нейтронов. Переносят источник в специальном парафиновом контейнере. Время активации марганца в этом случае зависит от мощности источника и эффективности регистрирующего устройства.

После облучения источник убирается, активированный марганец пересыпается в цилиндрическую кассету, изготовленную так, чтобы кристалл йодистого натрия был равномерно окружен активированным марганцем. Измерение наведенной активности ведется с помощью обычного радиометра по измерению гамма- или бета-излучения.

20 Предмет изобретения

Устройство для определения влажности борсодержащих горных пород, содержащее источник нейтронов, детектор и кадмиевый экран для защиты от воздействия на детектор тепловых и надтепловых нейтронов, чувствительных к содержани1о в горных породах бора, отличающееся тем, что оно, с целью повышения точности и обеспечения однозначности определений, содержит индикатор, активирующийся нечувствительными к бору медленными нсйтронами.