Разработано при поддержке Фонда содействия инновациям
RU EN ES 中文
+7 495 183-64-32

Метод меченых нейтронов

Метод меченых нейтронов дает возможность выполнять неразрушающий элементный анализ вещества на расстоянии.

  1. 01ММН состоит в облучении объекта анализа пучками быстрых нейтронов с энергией 14.1 МэВ, которые образуются в реакции столкновения дейтерия d с тритием 3Hd + ³H → ⁴He + n
  2. 02Такая процедура называется мечением нейтронов. В этой реакции нейтрон и α-частица (ядро 4He) разлетаются практически в противоположные стороны. Поэтому регистрируя α-частицу, сопутствующую нейтрону, можно определить направление вылета нейтрона.
  3. 03Меченые нейтроны, попадая в объект исследования, индуцируют реакции неупругого рассеянияn + A → n′ + A*, A* → γ + A
  4. 04В результате этих реакций, возбуждение ядра снимается испусканием гамма-квантов с энергетическим спектром, характерным для каждого химического элемента.
Схема метода меченых нейтронов генератор α-детектор α n 14 МэВ материал на ленте конвейера γ-детекторы γ d + t → α + n
Рис. 1Нейтрон и α-частица разлетаются под 180°. Зная направление α-частицы, анализатор знает, куда ушёл нейтрон.
Схема метода меченых нейтронов
Рис. 2Устройство измерительного модуля
Пучки нейтронов под лентой конвейера
Рис. 3Пучки нейтронов под лентой конвейера
Спектр гамма-квантов образца апатит-нефелиновой руды
Рис. 4Спектр гамма-квантов образца апатит-нефелиновой руды. По соотношениям между линиями можно определить концентрацию различных элементов.
Пробы в измерительном лотке установки
Рис. 5Пробы в измерительном лотке установки
Пробы в измерительном лотке установки
Рис. 6Пробы в измерительном лотке установки

24 элемента за одно измерение

Метод видит лёгкие элементы — углерод, кислород, натрий, фтор, — которые плохо даются рентгеновским методам.

Рис. 2Выделены: Na, Mg, C, N, O, F, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Pb, Sn, Bi.

Преимущества ММН

01

Анализ проб большой крупности (до
300 мм) и большой массы (до 10 кг)

Большая проникающая способность быстрых нейтронов в сочетании с испусканием из образцов жестких гамма-квантов с энергией 1-8 МэВ позволяет эффективно усреднить элементный состав по всему объему пробы. Большая глубинность ММН выгодно отличает его от метода рентгенофлюоресцентного анализа (РФА), который может анализировать только поверхностный слой пробы, толщиной не более нескольких мм, в одной ее точке.

02

Отсутствие какой-либо пробоподготовки

Проба помещается в приемный лоток установки в том виде, в котором была взята из карьера. Влажность пробы не влияет на точность анализа.

03

Резкое подавление фона от окружающей среды

Благодаря использованию α-γ совпадений, анализ спектра гамма-квантов осуществляется только для области пробы, что позволяет более чем в 200 раз улучшить отношение сигнал/шум. Появляется возможность корректного учета фона от активации образца.

04

Полный элементный состав за одно измерение

Концентрации всех основных элементов пробы определяются по данным, набранным за одно измерение. Для апатит-нефелиновой руды за одно измерение определяются концентрации 10 окислов.

05

Возможность определения элементного
состава легких элементов – С, О, Na, K, F

ММН использует реакции неупругого рассеяния быстрых нейтронов, поэтому имеет уникальную возможность определения элементного состава легких элементов. Это его важное преимущество перед РФА, рентгенорадио метрическими методами, нейтронным активационным анализом. ММН может осуществлять анализ угля по прямому определению содержанию углерода.

06

В настоящее время анализаторы ММН могут
определять концентрации 24 элементов:

Na, Mg, C, N, O, F, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Zr, Pb, Sn, Bi

Возможности метода

Элементный анализ сырья на конвейере
01

Элементный анализ сырья на конвейере

Получение данных элементного состава вещества на конвейере в режиме реального времени

02

Анализ руды без пробоподготовки

Анализ проб без предварительной пробоподготовки. Результат анализа не зависит от влажности пробы

03

Полный элементный состав за одно измерение

Анализатор предоставляет данные об элементном составе шихты каждые 40–60 сек

04

3D Элементный анализ

Позволяет определять все три координаты области, в которой производится элементный анализ. Можно найти алмаз внутри кимбрелитовой породы без ее дробления

05

Без радиоактивного источника

Нейтроны даёт электрический генератор. Его можно выключить на время работ у конвейера.

Метод за пять минут

Анимация: как анализатор работает на конвейере.

5:30 · MP4

Проверьте оборудование на своих пробах

Пришлите несколько килограммов материала. Измерим на нашем стенде и покажем точность до поставки.

Телефон
+7 495 183-64-32
Telegram
@vitalykir