Определение интенсивности источника нейтронов

Б. Определение интенсивности источника нейтронов [c.565]

Точность определения содержания бора и чувствительность метода зависят от интенсивности источника нейтронов. Для источника, испускающего 10 частица сек, чувствительность определения составляет 1%. [c.572]

Использование этого метода требует наличия интенсивного источника нейтронов, и анализ занимает довольно много времени. Так, например, для определения самария P ] применялось 48-часовое облучение пробы, и радиометрические измерения проводились через 3 суток после окончания облучения, когда уже можно пренебречь излучением изотопов, и.меющих малый период полураспада. [c.472]

Активационный анализ с помощью изотопных источников. Определение марганца активационным методом можно проводить, используя изотопные источники нейтронов небольшой интенсивности. Значения потока нейтронов различных источников приведены в табл. 17. Ро—Ве-источник применяют для определения Мп в ферросилиции [518], гранитных породах [3], скарнах [2], рудах [391, 425, 517], почвах [375, 376], горных породах [376, 392]. Этим способом марганец можно определять в интервале концентраций 0,028—0,3% [392]. Точность метода составляет 5—7% [2]. [c.101]

Количественная сторона активационного анализа характеризуется процессами накопления и процессами распада радиоактивных ядер. Зная основные параметры (сечение активации исходного изотопа нейтронами а, интенсивность потока нейтронов п, период полураспада образующегося радиоизотопа и коэффициент счета детектирующего прибора а), можно рассчитать количество радиоизотопа для любого момента времени как в ходе активации, так и после нее, а по количеству радиоизотопа определить весовое количество анализируемого элемента. С необходимыми для этого расчетными уравнениями и методами регистрации излучений можно познакомиться по соответствующим учебникам и руководствам по радиометрии и радиохимии [46, 72, 94, 271]. Однако на практике для упрощения работы, а также во избежание погрешностей, допущенных в определении а, а и, особенно, п, пользуются относительным методом сравнения со стандартом определяемого элемента, облученного вместе с анализируемым образцом. Лишь в частном случае использования лабораторных источников нейтронов, обладающих большой стабильностью по потоку нейтронов, удобнее пользоваться абсолютным методом вычисления или методом градуировочных графиков, полученных для стандартных смесей. [c.211]

Схема установки для нейтронно-абсорбционного анализа приведена на рис. 44. Анализируемый образец 4 помещается между источником медленных нейтронов 2 и детектором 6. Если известна интенсивность потоков нейтронов, падающих на образец и прошедших через него, а также сечение поглощения нейтронов веществом, то из уравнения (91) можно найти значение Мх, а следовательно, и содержание определяемого элемента в исследуемом образце. Определение содержания элемента производится сравнением интенсивностей потоков нейтронов до и после прохождения их через анализируемый об- разец и эталонный препарат. Можно также предварительно по-строить калибровочную кривую, выражающую зависимость степени ослабления потока нейтронов [c.153]

В целом из-за малой интенсивности потока нейтронов облучение с помощью ампульных источников имеет низкую чувствительность и позволяет определять элементы с высоким сечением активации только при достаточно высоком содержании. Кусака и др. [35] экспериментально оценили чувствительность определения элементов, которую можно достигнуть с помощью КаВе-источника, содержащего 49,3 мг Ка [/= 4,5-10 нейтрон см сек)]. Для измерения наведенной активности использовали сцинтилля-ционный счетчик с кристаллом Ка1(Т1) размером 4,5 х 5,1 см и гнездом диаметром 1,9 см и глубиной 3,8 см. Если в качестве минимальной скорости счета принять 100 отсчетов за 10 мин, то при навеске 10 г чувствительность определения отдельных элементов (1п, Ей, Оу) достигает 10 %. [c.39]

Для устранения указанных источников ошибок требуется хорошая воспроизводимость геометрических условий при облучениях и надежные методы контроля за интенсивностью нейтронного потока. Для контроля интенсивности потока нейтронов можно использовать стандарт и монитор. При определении кислорода вследствие короткого периода полураспада образующегося радиоактивного изотопа чаще используют монитор. [c.158]

Отмеченные особенности нейтронных потоков имеющихся источников указывают на некоторые затруднения в проведении избирательной активации и на потенциальные источники погрешностей и поэтому должны тщательным образом учитываться при выполнении анализов нейтронным активационным методом. В отдельных случаях с помощью сравнительно простых средств удается улучшить характеристики нейтронного потока (сформировать поток нейтронов с требуемым энергетическим спектром, подавить нежелательную компоненту и т.д.). Это определенным образом расширяет возможности метода, но не дает радикального решения, которое состоит в необходимости иметь интенсивный источник моноэнергетических нейтронов с переменной энергией. [c.77]

Описан метод определения лития по ослаблению потока нейтронов Ро—Ве источника [548]. Регистрация интенсивности потока нейтронов на установке Нейтрон производится сцинтилляционным счетчиком с детектором в виде стекла, содержащего литий, обогащенный "Ы. При навеске пробы 100 г и продолжительности измерений 6—10 мин. чувствительность 0,02—0,03% [c.127]

Разновидность метода облучения была предложена для определения бора в силикатах и проч. Она основана на измерении поглощения нейтронов определенным слоем образца. Нейтроны из Ra -f Be-источника в парафиновом блоке пронизывают слой анализируемого силиката и, после Выхода из него, облучают пластинку индия или радия, вызывая в ней активность. Эти элементы и, еще лучше, окись диспрозия особенно пригодны в качестве детекторов нейтронов, так как они имеют для последних очень высокое эффективное сечение и дают удобные для измерений полупериоды. Для количественного определения сравнивают интенсивность излучения детектора после прохождения нейтронов через ана.лизируемый образец и эталоны с определенным содержанием бора. Последнее может быть найдено с абсолютной точностью до 0,02%. [c.299]

Активационный анализ. Измеряя активность радиоактивного изотопа, образовавшегося после определенного времени облучения источником известной интенсивности, и зная сечение захвата нейтрона или захвата частицей и течение самой ядерной реакции, а также эффективность счетной установки, можно вычислить содержание интересующего нас элемента. Этот метод находит широкое применение для определения рассеяных элементов. [c.336]

Активационный анализ на резонансных нейтронах пока не получил широкого развития ввиду сложности методики. Облучение преимущественно применяют для повышения избирательности определения элементов, проявляющих наиболее интенсивное взаимодействие с резонансными нейтронами. Это сокращает круг определяемых элементов, сопровождается повышением предела обнаружения элементов по сравнению с активационным анализом на тепловых нейтронах того же источника и усложняет методику облучений 1 —облучение с нерезонансным фильтром, 2 — облучение с резонансным фильтром, 3 — анализ по времени замедления нейтронов. [c.81]

По определенной таким образом абсолютной активности образца рассчитывают интенсивность нейтронного источника. [c.566]

Нейтронно-активационный анализ помогает геологам при поисках месторождений золота и серебра. В Советском Союзе в Ташкентском институте ядерной физики разработаны методы гамма-спектроскопического определения содержания золота в скальных породах при помощи бурового зонда, снабженного С1-источником. Благородные металлы, заключенные в руде или в горных породах, активируются нейтронами. При этом образуются радиоактивные изотопы серебра или золота, которые можно легко различить, зная их период полураспада, а также расположение линий их гамма-спектров. Интенсивность полос дает сведения о содержании металла в природных породах можно таким путем определить 10 % золота и серебра. Не остается незамеченной даже малейшая пылинка золота. [c.199]

Измерения интенсивности -у-источников известной энергии пр Именяют для определения радиоактивных изотопов и элементов, которые могут возникнуть при изготовлении изотопов. Методы измерения в этом случае соответствуют методам рентгеновской спектроскопии. Некоторые принципиальные различия связаны с тем, что в этом случае не электронные оболочки, а ядра являются источниками излучения. Широко используется амплитудный анализ (гл. 2) со сцинтилляционными счетчиками. Анализатор часто имеет много каналов. Сцинтилляционные счетчики являются отличными детекторам , так как применение массивного кристалла практически приводит к наиболее полному поглощению гамма-лучей высокой энергии. Идентификация и исследование свойств радиоактивных изотопов такими методами является существенной частью программы исследований по атомной энергии. Сцинтилляционная регистрация может быть использована и для воздушной разведки радиоактивных минералов [282]. Она позволяет также упростить д улучшить надежность активационного анализа с иопользованием нейтронных источников [283]. [c.308]

Облучение резонансными нейтронами преимущественно применяют для повышения избирательности определения элементов, проявляющих наиболее интенсивное взаимодействие с резонансными нейтронами. Это, естественно, сокращает круг определяемых элементов и сопровождается понижением чувствительности по сравнению с активационным анализом на тепловых нейтронах того же источника. Более сложна методика проведения некоторых стадий аналитических определений (главным образом облучений). [c.81]

Определенные особенности имеет анализ проб, облучение которых приводит к образованию чистых -излучателей. Поскольку детекторы гамма-спектрометров чувствительны к 3 -из-лучению, то оно должно быть отфильтровано. Для этого между детектором и источником помещают пластинку из алюминия или оргстекла, как правило, достаточна пластинка толщиной 1,5 см. Однако поглощение -излучения не решает проблему до конца, так как при этом возникает тормозное излучение достаточно высокой интенсивности, которое заметно мешает определениям. Величина помехи зависит от степени активации основы и максимальной энергии -излучения. При облучении тепловыми нейтронами достаточно долгоживущие чистые р -излу-чатели дают следующие элементы 51, Р, Т1, 5, Са. [c.197]

Таким образом, если имеется достаточно интенсивный источник нейтронов с небольшим разбросом нейтронов по энергиям и переменной средней энергией, то можно проводить избирательную активацию элементов резонансными нейтронами. В результате для многих элементов появляется возможность разработки весьма специфичных методов определения. К сожалению, отсутствуют подходящие источники монохроматических нейтронов с регулируемой энергией, и для активационного анализа доступны только резонансные нейтроны, получающиеся главным образом в процессе замедления быстрых нейтронов. Наибольшую интенсивность потоки резонансных нейтронов имеют в атомных реакторах, в которых число нейтронов резонан-" сной энергии изменяется по закону 1/ н- [c.71]

При определении натрия в геологических образцах и минеральных водах можно использовать изотопные источники нейтронов небольшой интенсивности. Так с помощью Ро—Ве-источника определяли натрий в вулканических породах погрешность определения составляла 15% [650]. Калифорниевый источник (0,4 мг f) применяли для оценки содержания натрия в пробах минеральных вод. Предел обнаружения натрия составлял 10 % [316, 581]. Описано использование магнитного р-сепаратора для активационного определения натрия в различных образцах. Для повышения чувствительности определения разделяют суммарную активность образца на Р- и -состав-ляющие, й также сортируют заряженные компоненты излучения по энергиям. Предел обнаружения натрия в воде составил 1-10 г/л, а в горной породе — 1-10 % [276]. [c.149]

Нентроннь е влагомеры. Их действие основано на замедлении ядрами водорода потока быстрых нейтронов. При этом последние теряют энергию и превращ в медленные нейтроны. Если главный водородсодержащий компонент в в-ве-вода, а замедление нейтронов, вызванное присутствием др. элементов, достаточно мало, можно оценить содержание влаги, измеряя плотность потока медленных нейтронов. Для получения быстрых нейтронов применяют, как правило, радиоактивные источники, содержащие Ве в смеси с одним из радиоактивных элементов,-Ra, Ро или Ри (интенсивность 10 -10 нейтронов в 1 с). Детекторы-борные или сцинтилляционные счетчики или комбинация нз кадмиевой фольги и галогеиного счетчика. Измерения проводят при размещении источника и счетчика как в толще материала, так и на его пов-сти. Диапазон определения от О до 100%. Погрешность-от 0,5 до 2,0%-обусловлена наличием в анализируемом в-ве иных, помимо воды, водородсодержащих соед., а также элементов с большим сечением захвата нейтронов (С1. В, Li и др.). Сильное влияние оказывают также изменения плотности в-ва. Поэтому для снижения погрешности вводят соответствующие поправки. Нейтронные В. применяют для тех же целей, что и ЯМР-влагомеры. [c.390]

Конструкция и применение нейтронных измерителей влажности описаны в материалах симпозиума по ядерным методам определения плотности и влажности почв, проведенного ASTM [2]. Невилль и ван-Зельст [2, с. 3], а также Карет [2, с. 27] описали устройства для определения влажности, в которых используется радиево-бериллиевый источник быстрых нейтронов и детектор с BF3, выполненные в виде зондов или расположенные над поверхностью анализируемых материалов. Берн [2, с. 14] предложил зонд с актиниево-бериллиевым источником нейтронов и сцинтилляционным детектором с кристаллом Lil, активированным европием. В приборе для определения влажности почвы, содержащем сцинтилляционный кристалл Lil, применяется также плутониево-бериллиевый источник нейтронов с интенсивностью радиации 2,5- 10 нейтрон/с. [c.528]

Чувствительность анализа посредством нейтронной активации зависит от интенсивности активирующего источника, от способности определяемого элемента к захвату нейтронов (называемому сечением захвата нейтронов) и от периода, полураспада, образовавшихся изотопов. Если для активации можно применить котел, в котором осуществляется цепная реакция, то в благоприятных случаях можно обнаружить такое малое количество элемента, как 10 ° г. При употреблении менее мощных источников нейтронов метод ограничивается только теми элементами, которые имеют благоприятные ядерные свойства. Например, источник нейтронов, состоящий из смеси 25 мг радия и 250 мг бериллия [17], имеющий интенсивность излучения около 100 нейтр на 1 см в 1 сек, способен активировать только КЬ, А , 1п, 1г и Ву, однако ои может служить удобным и точным методом определени-я этих элементов даже в следовых количествах. [c.222]

В работах [48, 49, 380] была обоснована теоретически и экспериментально возможность активационного определения без разрушения образца ряда элементов в пробах горных пород и некоторых руд. Для облучения использовали РоВе-источник интенсивностью 10 нейтрон сеПосле облучения измеряли у-спектры образцов через определенные промежутки времени. Идентификацию проводили по энергии излучения и периоду полураспада. С помош,ью этой методики определяли, Мп и Ма в скарнах Ингичского месторождения и Си и Мп в некоторых породах. Точность анализов составила 8—10%. [c.273]

Единственным удобным источником нейтронов с достаточной интенсивностью является ядерный реактор (рис. 5.16). Луч медленных нейтронов, исходящий из реактора, обладает некоторым интервалом скоростей этот луч делают монохроматическим, дифрагируя его больщим кристаллом и собирая в узкий луч под определенным углом. Монохроматический луч затем дифрагируется образцом, который может быть монокристаллом или по-рощком. Дифракционную картину индицируют путем расчета интенсивности нейтронов в зависимости от угла дифракции. [c.189]

За исключением этих различий, методы дифракции нейтронов и рентгеновских лучей похожи друг на друга, и нет необходимости вновь излагать общие принципы, которые уже обсуждались в главах, посвященных дифракции рентгеновских лучей. Поэтому можно сразу рассмотреть несколько примеров использования дифракции нейтронов для рещения структурных задач. Следует учесть, что вследствие малой распространенности источников нейтронов дифракцией нейтронов занимается сравнительно немного исследователей по сравнению с очень больщим числом специалистов по рентгеноструктурному анализу. Поэтому исследуемые проблемы следует выбирать очень тщательно. Никто не станет использовать дифракцию нейтронов для определения, например, структуры нитрата калия, так как это можно сделать гораздо проще и не менее точно с помощью дифракции рентгеновских лучей. Только в том случае, когда структура имеет какие-то аспекты, которые трудно изучить с помощью дифракции рентгеновских лучей, целесообразно заняться нелегкой работой по измерению интенсивности рассеянных нейтронов. Поэтому больщин-ство исследований методом дифракции нейтронов связано с определением положений атомов водорода. [c.201]

Недостатко.м рассмотренной системы для облучения является большой градиент потока нейтронов в каналах. Поэтому для точных определений необходимы эталоны, имеющие те же состав и объем, что и анализируемые пробы. С помощью нескольких радиоизотопных источников, располагаемых определенным образом вокруг центрального канала, можно получить систему с более однородным потоком нейтронов. Плотность потока тепловых нейтронов в целом довольно низка и в некоторой степени зависит от устройства системы для облучений. Ориентировочно можно указать, что получающаяся плотность обычно на 2—3 порядка меньше интенсивности источника. Прн облуче- [c.65]

Высокое сечение захвата атомами тепловых нейтронов используется в нейтронно-абсорбционном методе определения лития. Для измерения степени ослабления интенсивности потока нейтронов находит применение наведенная активность в различных металлах. Так, для определения содержания лития в кремнии применяется диспрозиевый счетчик. Измерение содержания изотопа методом косвенной активации предложено в [1266]. Круглая пластинка из металлического индия, заключе1нная между двумя таблетками анализируемого соединения лития и двумя таблетками парафина, облучается при помощи Ро— Ве источника нейтронов (2,1-10 нейтрон1см -сек) в течение 4,5 час., через 1 мин. измеряют наведенную активность 1п (Г./, = 54 мин.). Содержание 111 в пробе обратно пропорционально активности " 1п. [c.127]

Нейтронные монохроматоры. Для выполнения экспериментов с нейтронами, обладаюш ими определенной энергией, был разработан целый ряд методов их селекции. Один из них основан на использовании кристаллического спектрометра, являющегося аналогом монохроматора с дифракционной решеткой в оптике. Тепловые нейтроны со скоростью 2,2- Ю см/сек (наиболее вероятная скорость при 20°) обладают длиной волны Я = himv = 1,8-10 см, что соответствует интервалу длин волн обычных рентгеновских лучей (1,54-10 см для линии -атома меди). Расстояния между атомными плоскостями в кристалле таковы, что они образуют подходящую дифракционную решетку для медленных нейтронов, равно как и для рентгеновских лучей. Дифракция нейтронов значительно больших энергий (обладающих, следовательно, меньшей длиной волны) может с успехом наблюдаться, если они падают на кристалл под скользящими углами. При наличии интенсивного источника медленных нейтронов (например, ядерного реактора) комбинация кристалла и щели может служить селектором нейтронов с хорошим разрешением — от - 0,02 до - 10 зв, — отбирающим их из непрерывного спектра. [c.378]

Нейтронографические эксперименты можно проводить, как и в случае дифракции рентгеновского излучения, с измерением углов, на которые рассеиваются монохроматизированные тем или иным способом нейтроны, однако эта методика требует высокой интенсивности падающего на образец нейтронного пучка. Относительно невысокая скорость тепловых нейтронов (437 — 4370 м/с для упомянутого диапазона энергий) позволяет использовать в экспериментах производимые источником нейтроны всех энергий с анализом их энергетического спектра после рассеяния образцом на определенный постоянный угол по временам пролета некоторого известного расстояния (пролетной базы). Такая методика проведения нейтронографических экспериментов называется времяпролетной и требует наличия импульсного пучка падающих нейтронов. Импульсность может достигаться как прерыванием пучка от источника непрерывного действия (такая методика применяется, например, на ряде установок ILL), так и импульсным режимом работы самого реактора (примером такой установки может быть, реактор ИБР-2, используемый в ЛНФ ОИЯИ). [c.260]

Среди других методов количественного определения микропримесей важное место занял активационный анализ. Метод основан на облучении исследуемых веществ Нейтронами или заряженными частицами и возникновении в результате ядерно-хнмических реакций радиоактивных изотопов искомого элемента. Активность образующегося радиактивноТо изотопа пропорциональна концентрации определяемого элемента в образце. Часто количественное определение элемента производят не расчетным методом, а сравнением активности изотопа с активностью эталона. Активационный анализ незаменим и широко применяется для одновременного определения нескольких примесей, присутствующих в анализируемом веществе. Чувствительность метода зависит от интенсивности потока бомбардирующих частиц и сечения активации определяемого элемента. Поэтому очень высокая чувствительность достигается при бомбардировке нейтронами, получаемыми в ядерных реакторах с высокими плотностями потока. Обычные Ка-Ве-источники с малой плотностью нейтронного излучения снижают чувствительность и могут применяться для определения элементов, обладающих большим сечением захвата нейтронов, например, некоторых редкоземельных элементов, платиновых металлов и др. [c.89]

Определенный практический интерес представляет полимеризация с помощью ионизирующей радиации, так как получаемые таким способом полимеры не загрязнены инициаторами и катализаторами. В качестве источника излучения используют у- и рентгеновские лучи, быстрые электроны, нейтроны и т. д. [391, 1571—1575]. Дриго и Де-Марко [1575] наблюдали интересное явление образцы, подвергнутые воздействию у-лучей (Со интенсивностью 1000—1500 рентген/час) до глубины превращения 50%, полимеризуются далее без облучения, причем быстрее не только совсем не облучавшихся образцов, но и образцов, полимеризация которых проводилась все время при облучении. [c.271]

Сущность метода активационного анализа заключается в облучении порции анализируемого материала нейтронами или заряженными частицами, которые переводят стабильный изотоп определяемого элемента в радиоактивный. Измеряя активность радиоактивного и.зотопа, образовавщегося после определенного времени облучения источником известной интенсивности, и зная сечение ядерной реакции, а также эффективность счетной установки, можно вычислить содержание интересующего нас элемента. [c.359]

Намечаются широкие перспективы применения активационных методов в сфере материального производства. Здесь круг аналитических проблем, в решение которых они могут внести существенный вклад, весьма обширен и простирается от поиска полезных ископаемых до оперативного контроля за качеством готового продукта. При этом наибольшее значение имеют такие параметры метода, как возможность проведения инстру.ме.нталь-ных и экспрессных определений. Естественно, что аналитическое оборудование, предназначенное для работы в производственных условиях, должно быть достаточно простым и надежным [23, 24]. По этой причине основными источниками активирующего излучения являются относительно недорогие радиоизотопные источники и нейтронные генераторы. Из-за более слабой интенсивности этих источников область аналитических концентраци не опускается ниже 10 —Ю %. [c.13]

В результате облучения анализируемая проба становится радиоактивной, а следовательно, и источником ионизирующего излучения, которое представляет определенную радиационную опасность. Следует заметить, что при активационном анализе интенсивность полного излучения пробы не всегда одинакова и зависит от условий облучения. Так, мощность экспозиционной дозы у-излучения пробы сравнительно мала после облучения большинства материалов потоками тепловых нейтронов плотностью менее 10 нейтрон см -сек). В этом случае часто бывает достаточно применить простую защиту в виде экранов из свинца и некоторые несложные. метоцы работы. [c.54]

Заметное самоэкранирование потока нейтронов наблюдается при активации тепловыми нейтронами сравнительно больших образцов (1—10 г), содержаш,их значительные количества некоторых элементов с большими сечениями захвата нейтронов (особенно таких элементов, как Li, В, С1, Se, Мн, Со, Se, Rh, Ag, d, In, s, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Но, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Та, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg). В этом случае образцы, и особенно их внутренние слои, облучаются меньшим потоком тепловых нейтронов по сравнению с ожидаемым. Если это обстоятельство не учесть и не принять меры для преодоления этой трудности или для внесения соответствуюш,ей поправки, получаются заниженные результаты. К счастью, большинство обычных образцов пе содержит большого количества этих элементов (12 из 33 являются редкоземельными элементами), чтобы это обстоятельство становилось серьезной проблемой. Если при анализе образцов встречается такая проблема, можно обычно уменьшить ошибку, вызванную самоэкрапированием, до уровня, удовлетворяющего требованиям точности анализа, путем использования очень малых образцов (0,01—0,1 г) или сравнением с эталонами, приготовленными на той же основе и содер-ягащими известное количество определяемого элемента. Использование очень небольших образцов не влияет на абсолютную чувствительность определения, но отрицательно сказывается на концентрационной чувствительности. Кроме того, часто трудно получить очень небольшие образцы, являющиеся достаточно представительной пробой анализируемого материала. При использовании эталонов, приготовленных на основе анализируемого материала, самоэкранирование не исключается, а просто учитывается, что позволяет несколько увеличить абсолютную чувствительность. Возможный эффект самоэкранирования в образцах с неизвестным составом основы можно с успехом проконтролировать простыми измерениями поглощения тепловых нейтронов при помощи нейтронных источников низкой интенсивности. При правильной калибровке такие измерения могут дать соответствующую поправку на эффект самоэкранирования, которую следует внести в результаты активационного анализа. Самоэкранирование не является значительной проблемой при активации быстрыми нейтронами, поскольку в этом случае сечения захвата много меньше. Метод изотопного разбавления, который будет описан ниже, можно также использовать для определения поправки па самоэкранирование. [c.258]