Патент ссср 393706

 

Г- п тл „< и-, д;

--.. УФЗ ФФе»кя ф»- ., ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (»), 393706 (61).Зависимое от авт. свидетельства(22) Заявлено 04.03.71 (21) 1629281/26-25 с присоединением заявки №(51) М. Кл. Q 01 fl/36

Государственный намнтет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (32)Приорнтет»

Опубликовано 25.11.74 Бюллетень № 43 (53) УДК539.1.074 (088.8) Дата опубликования описания 30.07.75 (72) Автор изобретения

В. И. Уткин (71) Заявитель Ордена Трудовр ;о Kyacноrо Знамени институт гесн5изики Уральского филиала AH СССР (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СЦИНТИЛЛЯЦИОННОГО

КТ РОМ ЕТРА

ГАММА-C П Е

1

Предлагается способ стабилизации гам- ма-спектрометров, регистрирующих рассеянное и наведенное гамма-излучение, например, при исследовании горных пород радио:активными методами (ГГК, ГК, НГК, АК).

Изобретение может использоваться на предприятиях угольной и нефтедобывающей промышленности, а также в геологии и цветной металлургии.

Известны системы автостабилизации сцинтилляционных спектрометров с помощью реперных сигналов. В качестве ре, перных сигналов используются либо световые вспышки тиратронов, импульсных ламп и световых диодов либо источники альфа-, )5 и гамма-излучения. Высокая стабильность, спектрометра может быть достигнута толь ко при использовании гамма-реперов, имеющих одинаковую природу с исследуемым излучением. 20

Однако в системах, использующих гам ма-реперы, происходит наложение спектров, исследуемого и реперного излучений, а также наблюдается влияние на точность системы стабилизацйи: изменений интенсивно- 26 сти и формы исследуемого спектра в процессе измерений.

С целью частичного исключения влияния реперного сигнала на исследуемый используют периодический режим стабилизации: в момент измерения исследуемого спектра реперный источник экранируется. Однако такой способ стабилизации пригоден только для простой формы аппаратурного спектра.

По предлагаемому способу в качестве опорной величины (реперного сигнала) используют .отношение двух спектральных; интенсивностей, выбранных на крутопадающем участке регистрируемого спектра рассеянного гамма-излучения и в такой области энергий гамма-квантов, где форма регистрируемого спектра сохраняется постоянной независимо от изменения свойств исследуемой среды и энергий источников первичного гамма-излучения.

Для надежной автостабилизации гаммаУспектрометра необходимо выбирать в качестве репера параметр, наиболее чувстви тельный к изменению . масштаба шкалы энергий. Поэтому при стабилизации изве393706 стнылш способами сигнал репериой вспышки имеет большую величину, чем сигнал, возбуждаемый гамма-квантами наибольшей измеряемой энергии (при ГГК эта энергия равна 400-500 кэв, при ГК около 3,0

Мэв, при НГК 10 М эв) . Поскольку подобрать подходящий источник реперных гамма-квантов не всегда представляется возможным, предлагается использовать в качестве репера другой параметр. 10

При исследовании горных пород любым из методов радиоактивного каротажа возникает поток многократно рассеянного гамма-излучения с энергией ниже 0,4-0,5 Мэв.

Форма спектра гамма-квантов многократно И го рассеияиия определяется в основном эффективным атомным номером исследуемых горных пород. Если же детектор окружен фильтром из материала, имеющего бо . лее высокий атомный номер (30-50), то щ форма спектра рассеянного гамма-излуче- иия остается неизменной практически для всех горных пород, имеющих эффективный атомный номер от 6 (беззольиый уголь) до 23 (магнетит), и для любых первичных 95 исто ишков гамма-излучения.

В описанных условиях измерения форма спектра может. изменяться только при незакономерных изменениях масштаба шкалы энергий. OG этих измеие1шях можно су- 30 дить по величине отношения спектральных интенсивностей, измеренных в двух спектральных каналах. QJIB достижения большой чувствительности спектральных отношений к изменениям масштаба энергетической 35 шкалы сш ктрольиые каналы необходимо устанавливать иа крутоладающем участке измеряемого спектра.

Выбрать онтил альиые условия для уста» иовки каналов л.ожио следующим образом. 40

Относительное изменение спектральной интенсивности в канале связано с относительным изменением масштаба энергетической шкалы соотношением:

Е

AN = и (i+ Š— ) 6E

0 где И вЂ” спектральная интенсивность, Е - цоложение середины измерительного канала на шкале энергий, F - точка пео ресечения со шкалой энергии (ось абсцисс) касательной, проведенной к графику спектра гамма-излучения в точке Е. Нестабильность величины отношений, выражается в относительных единицах, равна сумме нестабильностей интенсивностей каждого из спектральных каналов, используемых для получения спектральных отношений

hg-6 1" hhl2 .

Предположим, что спектральные отношения на порядок более чувствительны к изменению энергетической шкалы, т. е. при изменении масштаба шкалы энергий на 1% величина спектральных отношений изменяется на 10% и при этом Я

1 ю

Следовательно, коэффициент

<+ — =+ 5 е

Плюс в том случае, если канал расположен на восходящей ветви спектра, и минус - если канал расположен на ниспадающей ветви спектра, Для этих двух случаев — - = 3/4 (для плюса) и

Е о

Е E

6,5 (для минуса). Следовательно, если в регистрируемом, спектре рассеянного гамма-излучения имеются участки, обладающие указанной крутизной (касательная, проведенная к графику в точке Е, отсекает на шкале энергий величину Е или.И Е), 4 6 то величина спектральных отношений интенсивностей каналов, установле п ых в этих участках спектра, изменяется в десять раз быстрее, чем масштаб энергетической шкалы, изменение которого вызывает отклонение спектральных отношений от некоторой первоначальной величины.

Установив, определенную величину спект/ ральных отношений в качестве репера, можно осуществлять автостабилизацию масштаба шкалы энергий и при благоприятных условиях (неизменной форме регистрируемого спектра) достижима точность автостабилизации О, 1%.

Предмет изобретения

Способ стабилизации сцинтилляциоиного гамма-спектрометра, регистрирующего рассеянное гамма-излучение, о т л и ч а« ю ш и и с я тем, что, с целью исключе- ния дополнительного реперного источника, в качестве опорной величины используют отношение двух спектральных интенсивностей, выбранных на крутопадающем участке регистрируемого спектра, рассеянного гамма-излучения и в такой области, где форма регистрируемого спектра сохраняется постоянной незавиеимо от изменения свойств рассеивающей среды и энергии источников первичного гамма-излучения.