170847. lajstromszámú szabadalom • Hordozható automatikus mérőberendezés tápanyagok fehérjetartalmának radiometrikus meghatározására
5 170847 6 PuBe típusú sugárforrása, neutron szűrője, szcintillációs detektora ólomhüvelyből és dúsított lítium izotóprétegből álló detektorvédő burkolata, továbbá a minta lépésenkénti továbbítására pneumatikus mozgató és mérőszerkezete van. 5 A találmány abban van, hogy a berendezésnek háromrészes moderátora van egy asztalon elrendezve, az asztal szélein mintatovábbító csatornával, a moderátor felső része a sugárforrást és bizmut neutron szűrőt vesz körül. A moderátor középső része az asztal széle és a 10 mérőhely között mozgathatóan kialakított és a mérendő minta befogadására furattal ellátott. A moderátor alsó része a védőburkolattal ellátott detektort veszi körül, továbbá a detektor védőburkolatának lítium izotóprétege kettősfalú alumínium sapkában van és a pneu- 15 matikus mozgató szerkezete érzékelő szervek útján követő vezérlésű. A találmány szerinti berendezés kiviteli alakját a rajz szemlélteti. Az 1. ábra a sugárforrást, a mintát és a detektort met- 20 szetben; a 2. ábra a bizmut csonkakúpot; a 3. ábra a mintatartót; a 4. ábra a mérőberendezést oldalnézetben és az 5. ábra a mérőberendezést felülnézetben mutatja. 25 Az 1. ábrán látható a. háromrészes — a felső 1, a középső 5 és az alsó 8 részekből álló — moderátor, melynek középvonalában helyezkedik el a 2 sugárforrás, a bizmut 3 neutronszűrő, a 4 minta a mintatartóval és a 9 detektor. A háromrészes moderátor hengeralakú és 30 méretei optimálisan 0 H = 1 — átmérő/magasság arány közel azonos — tehát 0 = H = 60 cm. Ezen belül a nem mozgatható moderátor részek magassága hj S 0,6 H és h2 —0,3 H. Az 1 moderátor felső rész a 2 sugárforrást és a bizmut 3 neutronszűrőt veszi körül. A 2 sugár- 35 forrás kis saját gamma hátterű (a, n) típusú PuBe anyagú, és legalább 5 Ci aktivitású. A 2 sugárforrást a bizmut csonkakúp alakú 3 neutronszűrő választja el a 4 mintától. A 14 moderátor 5 középső része a 7 asztal széle és a mérőhely között mozgathatóan kialakított és 40 a mérendő minta befogadására furattal ellátott. A 2. ábra a bizmut 3 neutronszűrő — csonkakúp — méreteit mutatja. A bizmut csonkakúp magassága h4 > 50 mm, felső átmérője 0 2 nagyobb a 2 sugárforrás átmérőjénél. Az <o kúpszög olyan, hogy ne tegye le- 45 hetővé a 2 sugárforrás és a 9 detektor közötti egyenes meghúzását, tehát 65° és 80° közötti értéket vehet fel. A 2. ábrán látható 03 értéke a fenti adatokból következik. A 3. ábrán látható 4. minta, 04 átmérővel és h 5 50 magassági méretekkel rendelkezik. Ha a 9 detektor szcintillációs kristályának átmérőjét 0d -vel jelöljük úgy érvényes a 0d ^0 4 ^20 d összefüggés. Vagyis a 4 minta optimális átmérője nagyobb a kristály átmérőjénél, de kisebb a kristály átmérőjének kétszeresénél. 55 A 4 minta a mintatartóba van befoglalva úgy, hogy a belső teret teljesen kitölti. A mintatartóban a 4 minta vastagsága h5 olyan, hogy 0,66 h 3 ^ h 5 ^ 30 3 . Mint az 1. ábrában látható a moderátor 8 alsó része a védőburkolattal ellátott 9 detektort veszi körül. A min- 60 tát h3 vastagságú paraffinréteg választja el a 9 detektortól, mely lehetőséget nyújt a minta körüli térben megfelelő neutronfelhő kialakításához. Ez adott forráshozam mellett a 4 mintában minden más megoldással szemben nagyobb termikus neutronfluxust biztosít. En- 65 nek eredménye az, hogy a 4 mintából nyerhető információ mennyisége jelentősen megnő. Annak, hogy a 4 minta alatt h3 vastagságú moderátor réteg helyezkedik el, van bizonyos hátránya, melynek kiküszöbölése nélkül a neutronfelhő kialakulása adta előnyöket nem lehetne kihasználni. Ez a hátrány — a már közöltek szerint — elsősorban abban jelentkezik, hogy a kialakuló neutron felhő 9 detektorban magas hátteret eredményezhet. A találmány szerinti elrendezéssel ez a hátrány úgy szüntethető meg, hogy a 9 detektor köré a gamma védelmet biztosító 7 ólom védelmen belül lítium védelmet helyezünk el. A lítium védelem a szcintillációs kristályra húzott kettős falú 6 alumínium sapkában helyezkedik el és zömében — legalább 88% dúsítású — 6 Li izotópból áll. A lítium 6 sapka a termikus fluxus növelése adta előnyöket megőrzi, annak hátrányait pedig kiküszöböli. A 9 detektor jeleit erősítőből, differenciál diszkriminátorból, és számlálóból álló 10 elektronikus mérőszerkezet dolgozza fel és a 11 kinyomtató jeleníti meg. A találmány szerinti berendezés egy lehetséges kiviteli alakját oldalnézetben és kitörésben a 4. ábra, felülnézetben és metszetben az 5. ábra mutatja. A berendezés háromrészes moderátora egy asztalon van elrendezve, melynek szélein 12 mintatovábbító csatorna van. A 14 moderátor középső része az asztal széle és a mérőhely között mozgathatóan kialakított és a mérendő minta befogadására közép 15 furattal van ellátva. Az 5. ábrán látható a, b, c, d, e mintatartók lépésenként mozognak előre a 12 mintatovábbító csatornában. A mintaváltás megkezdésekor a 13 első pneumatikus henger által mozgatott 14 moderátor középső része elmozdul az „a" jelű mintatartó irányába. Amikor a 14 moderátor középső része közép 15 furata a 12 mintatovábbító csatorna alatt „y" helyzetbe kerül, akkor ezt a körülményt egy pneumatikus érzékelő érzékeli. Ennek hatására a 16 második pneumatikus mozgató szerve felemelkedik az asztal szintjére. Ezután a 17 harmadik pneumatikus henger mozgató szerve a mintatartó sort egy lépéssel előbbre tolja, így az „a" mintatartó „x" helyzetbe kerül. A 16 második pneumatikus henger viszszahúzásával az „a" mintatartó becsúszik a 14 moderátor középső része 15 furatába és „y" helyzetbe kerül. A 13 első pneumatikus henger visszahúzásával a 15 furatban levő minta becsúszik az 1. ábrán látható a 2 sugárforrás és a 9 detektor közé azaz mérési helyzetbe jut. Ekkor egymás után a már említett követő vezérléstől működtetve üzembe lépnek a 20 negyedik, 19 ötödik, 18 hatodik pneumatikus hengerek és ezek mozgató szervei a 12 mintatovábbító csatornában az előttük elhelyezkedő mintákat a nyíl irányába egy hellyel előbbre léptetik. A mintaváltás tehát megvalósult. A 18 hatodik pneumatikus henger elmozdulásakor a 21 elektropneumatikus jelátalakító elektromos jelet ad ki az aktivitás mérés megkezdése céljából. Az elektromos jelre a számláló elindul és a mérés befejezése után az 1. ábrán látható a 10 elektronikus mérőszerkezet „kinyomtatás vége" jelet ad ki. Ez az elektromos jel ismét a 21 elektropneumatikus átalakítóba jut, mely azt most pneumatikus jellé alakítja át. Ez a pneumatikus jel indítja a 13 első pneumatikus hengert, mely a már megmért mintát „y" helyzetbe hozza. Az „y" helyzetből a 16 második pneumatikus henger mozgató szerve a mintát „x" helyzetbe emeli. Ezután a 17 harmadik pneumatikus henger mozgatható szerve a töltő oldali mintasort egy 3.
