[發(fā)明專利]一種檢測(cè)面粉中滑石粉含量的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810076449.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108344757A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許旭;陸景彬;張迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué);吉林省隆迪科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N23/222
• 分類號(hào): G01N23/222
• 代理公司: 長(zhǎng)春市恒譽(yù)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發(fā)明公開(kāi)了屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的一種檢測(cè)面粉中滑石粉含量的裝置。本發(fā)明利用中子活化原理使用能量為14MeV的中子輻照面粉，中子與滑石粉(Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂)中的主要元素²⁸Si和²⁴Mg反應(yīng)生成的短壽命放射性核素²⁸Al和²⁴Na，通過(guò)測(cè)量²⁸Al和²⁴Na釋放的緩發(fā)特征γ射線，確定面粉中是否含有滑石粉并計(jì)算出具體滑石粉含量情況。這種方法能夠穿透被測(cè)面粉表面測(cè)量?jī)?nèi)部滑石粉含量情況，相對(duì)化學(xué)檢測(cè)速度快、不需取樣，可直接安裝在運(yùn)輸皮帶上，適用于實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，且檢測(cè)精度高，探測(cè)下限低，長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，是利用中子活化原理的一種檢測(cè)面粉中滑石粉含量的裝置。

技術(shù)背景

中子活化元素分析技術(shù)，是利用中子輻照待測(cè)樣品，中子與樣品內(nèi)原子核會(huì)發(fā)生相互作用，如非彈性散射、彈性散射、中子俘獲等，原子核被活化為帶有放射性的核素，釋放出特定能量的γ射線，根據(jù)特征γ射線的能量和強(qiáng)度，可以計(jì)算出樣品中的元素種類和對(duì)應(yīng)的元素含量。

傳統(tǒng)的中子活化元素在線檢測(cè)技術(shù)是基于收集待測(cè)樣品中子活化后產(chǎn)生的瞬發(fā)特征γ射線來(lái)進(jìn)行元素含量分析的，瞬發(fā)特征γ射線主要由中子與原子核的非彈性散射(n,n’γ)和中子俘獲(n,γ)產(chǎn)生，瞬發(fā)特征γ射線的產(chǎn)生集中在中子與原子核反應(yīng)后1微秒以內(nèi)，其特點(diǎn)是強(qiáng)度大、數(shù)量多、能量高(大多分布在2MeV～10MeV)，但是由于中子與周圍環(huán)境特別是輻射防護(hù)材料反應(yīng)產(chǎn)生大量干擾射線，不同元素的特征γ射線有很多能量相近，而γ射線探測(cè)器能量分辨率不足，大量γ射線特征峰重疊在一起，對(duì)解譜非常不利，具體的，由于中子與面粉的主要元素C、H、O、N等發(fā)生非彈性散射產(chǎn)生大量強(qiáng)γ射線，其中C的特征射線3.68MeV和4.95MeV與滑石粉的主要元素Si的特征射線3.54MeV和4.93MeV能量接近，探測(cè)器無(wú)法分辨，而滑石粉的另一主要元素Mg因?yàn)樗舶l(fā)特征γ射線強(qiáng)度太弱，湮沒(méi)在了干擾射線里。此外大量中子輻照探測(cè)器后會(huì)造成探測(cè)器輻射損傷性能下降。

在面粉生產(chǎn)過(guò)程中有的廠家生產(chǎn)工藝落后，會(huì)在面粉中添加2％-3％的滑石粉作為分散劑防止面粉粘結(jié)，市場(chǎng)上更有些不法生產(chǎn)廠家為了增加面粉重量在面粉中摻入高達(dá)20％的滑石粉牟取利益，長(zhǎng)期大劑量服用會(huì)發(fā)生腎硅酸鹽結(jié)石，對(duì)于腎功能不全患者服用可出現(xiàn)眩暈、昏厥、心律失常或精神癥狀以及異常疲乏無(wú)力等現(xiàn)象。在生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)對(duì)面粉中是否含有滑石粉進(jìn)行檢驗(yàn)具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于削弱干擾射線，獲取不發(fā)生特征峰重疊的γ射線能譜，便于解譜計(jì)算，并減少中子對(duì)探測(cè)器的輻照，延長(zhǎng)探測(cè)器使用時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)本發(fā)明改用測(cè)量中子活化緩發(fā)特征γ射線進(jìn)行面粉中滑石粉的檢測(cè)。具體的，滑石粉的主要化學(xué)成分為Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂，面粉的化學(xué)成分主要是淀粉、蛋白質(zhì)、水、脂肪，幾乎不含Si和Mg元素，利用Si和Mg的特征γ射線可以表征滑石粉含量情況。利用中子源出射中子與²⁸Si和²⁴Mg的(n,p)反應(yīng)產(chǎn)生短壽命放射性核素，反應(yīng)如下：

n+²⁸Si→²⁸Al+p

n+²⁴Mg→²⁴Na+p