ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нейтронные датчики из "Применение радиоактивных изотопов для контроля химических процессов" Методы измерения основаны на различных процессах замедлении быстрых нейтронов, ослаблении потока медленных нейтронов или измерении числа актов ядерных реакций, возбуждаемых в анализируемом веществе потоком медленных нейтронов известной интенсивности. Замедление нейтронов используют при измерениях влажности и содержания водорода, так как наиболее эффективным замедлителем является водород (точнее, его ядра—протоны) ослабление потока медленных нейтронов применяют при анализе на элементы, обладающие большим поперечным сечением захвата медленных нейтронов (бор, кадмий, гадолиний и др.), причем датчики, работающие по этому принципу, действуют-аналогично рассмотренным выше датчикам с переменным ослаблением излучения. [c.145] Для анализа состава веществ можно использовать ядерные реакций двумя принципиально отличающимися способами. [c.145] По первому способу применяются ядерные реакции типа (л, т). приводящие к образованию радиоактивных изотопов. После облучения анализируемого вещества стандартной дозой медленных нейтронов анализируют наведенную радиоактивность (интенсивность, вид и энергию излучения), по которой судят о составе вещества. Этот способ, называемый активационным анализом можно эффективно использовать для выборочного определения содержания микропримесей элементов, обладающих большим поперечным сечением активации (кобальт, золото, марганец, редкоземельные элементы и др.). Для непрерывного автоматического контроля состава вещества данный способ мало пригоден так как для получения наведенной активности продуктов реакции (/г, у), достаточной для надежного измерения, необходимы интенсивные нейтронные потоки (10 нейтр/см -сек и выше), а сам анализируемый технологический продукт становится более или менее радиоактивным. [c.145] Нейтронные влагомеры. Измерители влажности с нейтронными датчиками, действие которых основано на замедлении нейтронов, обладают рядом преимуществ по сравнению с кондуктометри-ческими, емкостными и тому подобными влагомерами независимость показаний прибора от химического и гранулометрического состава вещества, бесконтактность и более высокая точность измерений. [c.146] При измерениях влажности по интенсивности медленных нейтронов достигается большая точность и требуются значительно меньшие по активности источники нейтронов, чем при измерениях по интенсивности быстрых нейтронов. На рис. 65 приведены схемы датчиков влажности с детектированием нейтронов. Схема, показанная на рис. 65, а, отличается от принципиальной схемы (рис. 64) наличием слоя железа 2 (сдвигающего спектр нейтронов, испускаемых источником 1, в сторону более низких энергий) и слоя кадмия 3 (поглощающего тепловой хвост спектра нейтронов, прошедших через слой железа). Детектор 5 представляет собой обычно группу газовых пропорциональных счетчиков, заполненных трехфтористым бором и включенных параллельно. [c.146] Расчеты показывают, что для обеспечения достаточной точности показаний объект измерения должен иметь довольно значительные размеры, определяемые плотностью вещества и диапазоном измеряемых значений влажности. [c.147] Следует отметить, что показания влагомера зависят от плотности вещества (объекта измерения) поэтому измерения влажности среды, плотность которой меняется в процессе измерения, должны сопровождаться и измерениями плотности (или взвешиванием образца стандартных размеров). [c.148] Метод измерений на медленных нейтронах становится совершенно непригодным, когда вещество содержит даже очень небольшие примеси (0,01 %) элементов, сильно поглощающих медленные нейтроны (бора, кадмия, гадолиния, индия и др.). В этом случае пользуются методом измерений на быстрых нейтронах. Схема этого метода показана на рис. 65, б. В отличие от схемы, приведенной на рис. 65, а, здесь имеется слой замедлителя нейтронов 6 (парафина), окружающего детектор медленных нейтронов 5, и слой кадмия, окружающего замедлитель 6. Комбинация кадмиевого поглотителя, парафина и детектора медленных нейтронов образует детектор быстрых нейтронов. [c.148] При измерениях на быстрых нейтронах существенное влияние на результаты измерений оказывает точность соблюдения геометрических размеров образца (в основном его толщины). Так, например, при тех же условиях, что и в рассмотренном выше примере, аналогичной относительной точности измерений можно достигнуть только при постоянстве толщины образца в пределах 1,5 мм и при использовании источника нейтронов активностью 15—20 кюри. [c.148] В настоящее время разрабатываются более эффективные детекторы нейтронов больших и промежуточных энергий использование таких детекторов позволит сделать метод измерения влажности на быстрых нейтронах более доступным для широкого практического применения. [c.148] Вернуться к основной статье