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El método de neutrones marcados

El método de neutrones marcados permite realizar análisis elementales de la materia a una distancia no destructiva.

  1. 01La MMN consiste en irradiar el objeto de análisis con haces de neutrones rápidos con una energía de 14,1 MeV, que se producen en la reacción de colisión del deuterio d con el tritio 3Hd + ³H → ⁴He + n
  2. 02Este procedimiento se denomina marcado de neutrones. En esta reacción, el neutrón y la partícula α (núcleo de 4He) vuelan en direcciones casi opuestas. Por tanto, al registrar la partícula α que acompaña al neutrón, se puede determinar la dirección de salida del neutrón.
  3. 03Los neutrones marcados que entran en el objeto de estudio inducen reacciones de dispersión inelástican + A → n′ + A*, A* → γ + A
  4. 04Como resultado de estas reacciones, la excitación del núcleo se alivia mediante la emisión de cuantos gamma con un espectro energético característico de cada elemento químico.
Esquema del método de neutrones etiquetados generador detector α α n 14 MeV material en la cinta detectores γ γ d + t → α + n
Fig. 1El neutrón y la partícula alfa se separan a 180°. Conociendo la dirección alfa, se conoce la del neutrón.
Esquema del método de neutrones etiquetados
Fig. 2Disposición del módulo de medición
Haces de neutrones bajo la cinta
Fig. 3Haces de neutrones bajo la cinta
Espectro de rayos gamma de una muestra de mineral de apatita-nefelina
Fig. 4Espectro de rayos gamma de una muestra de mineral de apatita-nefelina. A partir de las relaciones entre las líneas, se pueden determinar las concentraciones de los distintos elementos.
Muestras en la bandeja de medición de la planta
Fig. 5Muestras en la bandeja de medición de la planta
Muestras en la bandeja de medición de la planta
Fig. 6Muestras en la bandeja de medición de la planta

24 elementos en una medición

El método detecta elementos ligeros —carbono, oxígeno, sodio, flúor— que los métodos de rayos X miden mal.

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

Ventajas del MMN

01

Análisis de muestras de gran tamaño (hasta
300 mm) y masa (hasta 10 kg)

El alto poder de penetración de los neutrones rápidos, combinado con la emisión de cuantos gamma duros con energías de 1-8 MeV desde las muestras, permite promediar eficazmente la composición elemental en todo el volumen de la muestra. La gran profundidad del FNM lo distingue del análisis por fluorescencia de rayos X (XRF), que sólo puede analizar la capa superficial de la muestra, de no más de unos pocos mm de espesor, en un único punto.

02

No se require ninguna previa preparación de muestras

La muestra se coloca en la bandeja receptora de la planta tal como se extrajo de la cantera. El contenido de humedad en la muestra no afecta a la precisión del análisis.

03

Supresión nítida del fondo del entorno

Al utilizar la coincidencia α-γ, el espectro de rayos gamma se analiza sólo para la región de la muestra, lo que supone una mejora de más de 200 veces en la relación señal-ruido. Esto permite tener en cuenta correctamente el fondo procedente de la activación de la muestra.

04

Composición elemental total por medición

Las concentraciones de todos los elementos principales de la muestra se determinan a partir de los datos tomados en una única medición. Para el mineral de apatita-nefelina, las concentraciones de 10 óxidos se determinan por medición.

05

Posibilidad de determinar la composición elemental
de elementos ligeros - C, O, Na, K, F

El MMN utiliza reacciones inelásticas de dispersión de neutrones rápidos, por lo que tiene una posibilidad única de determinar la composición elemental de elementos ligeros. Esta es su principal ventaja sobre el XRF, los métodos radiométricos de rayos X y el análisis por activación neutrónica. El MMN puede analizar el carbón mediante la determinación directa del contenido de carbono.

06

Actualmente, los analizadores MMN pueden
determinar las concentraciones de 24 elementos:

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

Capacidades del método

Análisis elemental de materias primas en la cinta transportadora
01

Análisis elemental de materias primas en la cinta transportadora

Obtención de datos de la composición elemental de la sustancia en la cinta transportadora en tiempo real

02

Análisis de minerales sin preparación de muestras

Análisis de muestras sin preparación previa. El resultado del análisis es independiente del contenido de humedad de la muestra

03

Composición elemental completa en una sola toma

El analizador proporciona datos sobre la composición elemental de la carga cada 40-60 segundos

04

Análisis elemental 3D

Permite determinar las tres coordenadas de la zona donde se realiza el análisis elemental. Se puede encontrar un diamante dentro de una roca de kimberlita sin triturarla

05

Sin fuente radiactiva

Los neutrones proceden de un generador eléctrico que puede apagarse durante los trabajos junto a la cinta.

Pruebe el equipo con sus propias muestras

Envíe unos kilos de su material. Lo mediremos en nuestro banco de pruebas y le mostraremos la precisión antes de la entrega.

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