Способ определения концентрации элементов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 469379 (61) Дополнительное к авт. свид-B) (22) Заявлено 21.06.73.(21) 1933387/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.77Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания20.04.77 (51) М. Кл.о.
& 01 Ч 5/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (53) УДК550.83 (088.8) (72) Авторы изобретения
A. А. Брем и F. И. !<рапивскпй (71) Заявитель
Всесоюзный научно-исследовательский институт разведен},.::: геофизики (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ тОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕМ БИТОВ з Е)Рд ь=4111-e ) —. 3!2
Изобретение относится к способу определения концентраций элементов, обладающих свойством резонансного поглощения надтепловых нейтронов и может быть использовано при поисках, разведке и разработке Мес Tîðîæ}}åíèé полезных ископаемых.
Известен способ определения концентра— ,ций элементов, обладающих свойством резонансного поглощения надтепловых нейтро— нов, который состоит в том, что измере — 1p ние проводят с детектором подкадмиевых нейтронов, окруженным экраном из резонансного поглотителя, количество резонансных нейтронов фиксируют по разности в скорости счета с резонансным поглотителем и !5 без него
Недостатком известного способа является его низкая чувствительность к изменению концентрации резонансного поглоти- 2О теля в горной породе. Объясняется это тем, что экран из резонансного вещества поглощает нейтроны и за пределами резонанса.
Цель изобретения — повышение чувствительности определения.
Для этого помимо измерения плотности потока медленных нейтронов с sêå!.-liQ1 выше зада:-}пой г1.анич :.О i с экраном из резонанснсго поглот1:тели 1! бе.- .!c}го д1}11олнительно измеря 1от .}пот!1 4ст! !1. i,Àа .:1О}— ленных нейтронов с TB4I же экрана:,1 и без него при друго." граничной э},1-.1 и: .. например, выше первоначальной и па совскуп}}ым данным искпюча}от в.;11}я}1ие внерезона}}сн;-; го поглощения нейтронов на результаты измерений.
Действительно, поскольку энергетический спектр нейтоопов в надтепловой облас— ти подчиняется закону Т/Е, а эффективность детектора закону 1, то часть зарегист— рированной разности, Обусловленная внерезонансным поглоще1п1ем нейтронов в экране, будет выражена в виде
469379 ъ, Гии и Ла Ь г
Отсюда (4 полк i РОЗ ф «Ь, g X РИЗ
Е (Е ) Е
Л = Д-, 15 (Il ((2) полн полн ь,= (к) то () (г)
Il0AH ПОЛН л -ь"
РРЭ полн
Последовательность операций в предложенном методе следующая.
1. Измеряют плотность потока медленных нейтронов с граничной энергией Ь без резонансного поглотителя на детекторе.
2. Измеряют плотность потока мецленных нейтронов с граничной энергией 5, с экра— ном из резонансного поглотителя на цетек— торе.
3. Вычисляют разность результатов цвух предыдущих измерений.
4. Измеряют плотность потока мецленных нейтронов при граничной энергии 0 с тем же экраном из резонансного поглотителя, чтоивп. 2.
5. Вычисляют разность результатов цвух
2. предыдущих измерений дп „„
6. По формуле вычисляют резонансную разность, Проверка предложенного способа осуществлялась на моделях, прецставляющих собой смесь аркозового песка, чугунной дроби, поллуцитового "цезиевого концентрата и воцы.
Влажность модельной среды 1%, плотность
2,6 г/см . Источником нейтронов служил
3 калифорний — 252. Детектором — детектор тепловых нейтронов. Экран из резонансного поглотителя — засыпной из химически чис3 того вещества С$ (. 1 .) плотностью 2 г/см
3 и толщиной 5 мм.
При измерении л цетектор цополнительI полн но окружался экраном из металлического кацмия толщиной 1 мм, который поглощал все нейтроны с энергией ниже 0,5 эв (Ь = 0,5 ) . При измерении Л„ „н детектор г тогда цля большина то е Ь
35 а
1 — — +—
1(Ь 2 Ь и тогда;
Таким образом, часть зарегистрированной разности, обусловленная внерезонансным поглощением нейтронов в экране обратно пропорциональна граничной энергии.
Произведем цве серии измерений разнос— ти плотности потока медленных нейтронов с резонансным поглотителем и без него.
Вначале замерим разностьл, при некополн 50 торой граничной энергии О, а затем разг 1 ностьЪ „ при граничной энергии Ь, тогца: ь() =
Полн (РЕЗ > (2) полн 2 Рез 55
А А
Ь = 1
А
60 гце g (E) — макроскопическое сечение по/ глошения нейтронов в мате2. риале экрана, см /г;
Я вЂ” плотность экрана, г/см о — толщина экрана, см;
E — энергия нейтрона, эв;
Ъ вЂ” некоторая граничная энергия нейтронов, лежащая ниже главного резонанса, эв; — постоянный коэффициент.
Поскольку поглощение в экране подчиняется закону 1/FE, гце P — энергия тепловых нейтронов; т
20 ()- макроскопическое сечени чение захвата тепловых нейтронов в экране, см.о /г
Обозначим -З(ET)Pd> Eт =a .- ="
Л
CI ,к = г к (q < - e > coax = к к - — — и - г и)
-0IX Г 4 - !(Зо (Ь
Если — ((1, ч то справедливо а
Гь ства резонансных поглотителей, 4/ а а2 о й= 2k — — — ((-.(+ — — — ) = k —, 40 (Ь гце: g — поглощение за счет резонанса;
РН
A — не зависит от граничной энер(1) (2) (1 д г
469379
4 (2) i (45 ез 3 полн 3 полн в среде почти в два раза.
0,58
0,76
0,5
Составитель
Редактор Т. Шарганова Техред О. Луговая Корректор A. Власенко
Заказ 803/1 1 1 Тираж 722 Подписное
БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 окружался экраном из металлического кадмия толщиной 1 мм и металлического индия толщиной 1 мм, который поглощал все нейтроны с энергией ниже 2 эв (Q = 2).
2.
Тогда по формуле
Формула изобретения
Способ определения концентрации эле— ментов, обладающих свойством резонансного поглощения медленных нейтронов, основан30 ный на облучении горной породы быстрыми нейтронами и измерении плотности потока медленных нейтронов с энергией выше заданной граничной с фильтром из резонансного
Чувствительность к изменению концентра— .ции цезия в среде по данным модельных измерений можно оценить по следующий таб— липе.
Таким образом, применение предложенного способа позволяет увеличить чувствительность к изменению концентрации цезия поглотителя и без него, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности определения, дополнительно измеряют плотность потока медленных нейтронов с тем же фильтром и без него при другой граничной энергии и по совокупным данным опредечяют концентрацию элемента.
