[其他]中子水分儀

無效

• 申請號: 87102356
• 申請日: 1987-03-30
• 公開（公告）號: CN87102356A
• 公開（公告）日: 1988-11-02
• 發明（設計）人: 劉元襄;陳祥;潘殿福;秦培友
• 申請（專利權）人: 核工業部大連應用技術研究所
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00
• 代理公司: 核工業部專利法律事務所
• 代理人: 張英光,杜振聲

本發明屬于利用粒子輻射研究或分析材料的領域，具體涉及一種中子水分儀。

在各種水分分析技術中，中子測水法以其測量精度高及干擾因素少而得到廣泛應用。目前中子測水主要采用電離室技術和閃爍技術兩種。如美國開端公司生產的中子水分儀多數就采用電離室技術，該儀器的主要特點是將中子探頭放在待測物料的器壁上，密度補償系統采用一套γ密度計，該計亦安裝在現場。聯邦德國柏特毫得公司生產的中子水分儀則采用閃爍技術，探頭可做成插入式和表面式兩種，主機亦加一套γ密度補償系統，附有微機數據處理系統。日本專利JP5763439公開的中子水分儀也采用了閃爍技術，亦附加了一套γ密度補償系統。以上所述的這些中子水分儀都存在以下不足之處：

（1）密度補償系統比較復雜，雖然補償后精度很高，但在測量要求不很高的情況下，可以設法采用簡單的方法來實施。

（2）在中子法測水的理論和實踐中都認為稀土含量超過10^-7就對中子測水有不可忽略的影響，目前已有的這些中子水分儀都不能測定硼砂、含稀土元素的鐵精礦、燒結礦和稀土礦粉中的水分。

本發明的目的是提供一種密度補償較為簡單，擴大測量中子能域使其適用于測量稀土元素物料的水分的中子水分儀。

中子水分儀由探頭和主機兩部分組成，中間用屏蔽電纜相連接，作供電和傳送信號用。探頭中裝有中子源和γ射線源。距中子源一定的間隔裝有閃爍體，閃爍體采用對低能中子，尤其是熱中子很靈敏，對γ射線也很靈敏的鋰玻璃。緊挨著閃爍體裝有光電倍增管，光電倍增管和前置放大器相連接。主機中有供給電子學線路工作的低壓電源和供給探測器工作的高壓電源。主放大器的輸入端通過屏蔽電纜與探頭中的前置放大器的輸出端相連接，甄別器的輸入端與主放大器的輸出端相連接，甄別器的輸出端與脈沖成形器的輸入端相連接，脈沖成形器的輸出端與率表和微處理機的輸入端相連接，率表的輸出端與記錄顯示單元相連接。微處理機的輸出端與打印顯示單元相連接。

本發明有以下附圖：

圖1.中子水分儀電氣原理圖;

圖2.探頭結構示意圖;

圖3.鋰玻璃閃爍體對中子的能量響應曲線;

圖4.不同厚度鋰玻璃的探測效率;

圖5.探測器與射線源不同距離處水分與計數率的關系;

圖6.鐵精礦粉中水分與積分計數率的關系曲線。

下面通過附圖和實施例對本發明作進一步的詳細描述。

在待測物料中放入一個源強一定的快中子源，它連續不斷地放出一定能量的快中子。這些快中子在物料中運動，與原子核碰撞被減速為慢中子，最終慢化為熱中子，在物料中擴散直到被吸收。根據中子減速理論，中子與不同質量的原子核進行彈性碰撞時，其能量損失是隨核質量的增加而迅速減小。氫核最輕，碰撞時它使中子損失能量最多，此外，氫核遠比其它原子核對中子的散射截面大，尤其是對低能中子的散射截面更大。在待測物料中所含水分愈大，氫核就愈多，快中子減速為熱中子的數目也越多。根據減速擴散理論，可以得出熱中子的密度分布是以中子源為中心的熱中子云球。水分含量越大，熱中子密度分布峰越窄而高，如果在靠近快中子源附近放入一個熱中子探測器就可以通過接收的熱中子數目來確定物料的水分。這就是中子法測水的基本原理。