183568. lajstromszámú szabadalom • Készülék neutronkibocsátó szondák hitelesítésére
I 183 568 A találmány tárgya készülék neutronkibocsátó mérőszondák hitelesítésére, amelynek lassítórendszert befogadó törzse, a lassítórendszert beállító mozgatóvezetéke, a törzs tengelye mentén elhelyezett és a mérőszondát teljes egészében befogadó csöve van. A találmány szerinti készülék az anyagok kémiai és fizikai jellemzőinek vizsgálatára alkalmas neutronkibocsátó mérőszondák hitelesítésére szolgál és így az anyagvizsgálatban lehet különösen előnyösen alkalmazni. A találmány szerinti készülék alkalmazási köre felöleli a geofizikát, a geológiát, az építőipart, a fémkohászatot, és például alkalmas a különböző anyagok nedvességtartalmának és sűrűségének mérésére szolgáló neutronkibocsátó mérőszondák hitelesítési vizsgálatainak elvégzésére. A 314 180 számú, 1970-ben közzétett szovjet szerzői tanúsítványból olyan ellenőrző-hitelesítő készülék ismerhető meg, amelynek szabályozható lassító képességű lassítórendszert befogadó törzse, a törzs tengelyében elhelyezett, a hitelesítendő mérőszondát befogadó csöve van, ahol a mérőszonda gyors neutronok forrásával és lassított neutronok detektorával van ellátva. A lassítórendszert hidrogéntartalmú anyagból állítják elő és a cső körvonala mentén egyenletes távolságra elhelyezett rudak alakjában kiképzett mozgatható elemekkel látják el. A mozgatható elemekhez felemelésüket és süllyesztésüket biztosító vezeték csatlakozik. A rúd alakú és hidrogén tartalmú anyagból készült mozgó elemek felemelésekor és leengedésekor a forrásból származó gyors neutronok lassításával nyert lassú neutronok árama megfelelő módon növekszik vagy csökken. Ha viszont a rudat olyan anyagból készítik, ameiy a lassú neutronokat elnyeli, a lassú neutronok árama csökken vagy növekszik, amikor a hidrogént tartalmazó lassító közegben a rudakat felemelik vagy leengedik. A mérőszondában elhelyezett neutrondetektor a lassú neutronok áramát érzékeli és ez arányos a lassító közegben levő hidrogén mennyiségével, míg a mért adatok alapján például az anyag nedvességtartalmát lehet megállapítani. Ha ilyen készülékben neutronkibocsátó mérőszonda hitelesítését végezzük, a neutronáramok mérése során hiba keletkezik, mivel a rendszer lassító képessége ugrásszerűen változik és a lassító képesség szabályozási tartománya a mozgó elemektől függően korlátoz. Ezenkívül az a tény, hogy a lassítórendszer elemei állandóan a cső körül vannak, olyan jelentős nagyságú kezdő áramot biztosít lassú neutronokból, hogy a hitelesítendő mérőszondák érzékenysége csökken, és hitelesítésüket nem lehet elvégezni, ha nem áll rendelkezésre a lassú neutronok olyan árama, amely például az anyagban a nedvesség hiányakor keletkezik, vagy pedig akkor, ha a mérőszonda környezetében nincs mérendő anyag. Az ismert készülék segítségével nem lehet olyan mérőszondák folyamatos hitelesítését elvégezni, amelyek a gyors neutronok forrásához viszonyítva különböző oldalakon elhelyezett lassú neutrondetektorokat tartalmaznak, mivel a rudak felemelésekor vagy lesüllyesztésekor a detektorok különböző feltételek közé kerülnek. Az 1972-ben közzétett 348 955 lajstromszámú szovjet szerzői tanúsítványból olyan készülék ismerhető meg, amelynek szabályozható lassító képességű lassítórendszerrel ellátott törzse, a törzs tengelye mentén elhelyezett csöve van, ahol a csőbe kerül a hitelesítendő mérőszonda a gyors neutronokat szolgáltató neutronforrással és a lassú neutronokat érzékelő detektorokkal. A lassítórendszer a gyors neutronokat lassító folyékony halmazállapotú hidrogéntartalmú anyagot tartalmaz, amely körbeveszi a csövet. A lassítóközegben forgó eszközök vannak, amelyek a lassú neutronokat elnyelik. Ezeket ív alakú és csőszerű lemezekként képezik ki, amelyek forgást biztosító megvezetéssel és skálával vannak ellátva. A hitelesítés első pillanatában a lemezek körbeveszik a csövet, elfedik azt, és így nem engedik át a folyékony halmazállapotú lassítóközegben lelassított neutronokat a hitelesítendő mérőszonda detektoraihoz. A hitelesítés következő pillanatában a tengelyük körül forgó lemezek megnyitják a csövet, átengedik a lassított neutronokat a mérőszonda detektálási zónájába. Az elfordítás szögét meghatározva a lassított neutronokból meghatározott nagyságú áramot kaphatunk, amelyet a detektorok mérnek, és amely például olyan neutronáramnak felel meg, amely mért természetes anyagban meghatározott nedvességtartalom esetén keletkezik. Ha a leírt készülékkel olyan mérőszondákat kell hitelesíteni, amely a lassú neutronok érzékelésére több nagyobb kiterjedésű, a cső tengelyével koncentrikusan elhelyezett detektort tartalmaz, a hitelesítéskor hibák keletkeznek, mivel a lelassított neutronok árama egyenetlenné válik. A lemezek forgásakor létrejövő réshez közelebb fekvő detektorok nagy neutronáramot regisztrálnak és fordítva a réstől távolabbra elhelyezkedő detektorok kisebb neutronáramokat érzékelnek. Az ilyen készülékben az abszorbensek felépítése és forgatásuk megoldása bonyolult. A leírt felépítésű készülékben a hitelesítés egy további hibájának forrása az, hogy a folyékony lassítóközeg a hitelesítés kezdő pillanatában vékony réteget alkot a cső és a lemezek között, ami csökkenti az érzékenységet és nehezebbé teszi a mérőszonda hitelesítését olyan hitelesítési pontban, amely az anyagban nedvesség hiányának felel meg. A leírt készülék nem alkalmas olyan mérőszondák hitelesítésére sem, amelyek az energetikai spektrum két tartományába eső lassított neutronok áramát rögzítik és például egyetlen gyors neutronokat kibocsátó forrást valamint két detektor csoportot tartalmaznak, ahol az egyik csoport a kadmiummal kiszűrt neutronok alatti, a másik pedig az a feletti tartományt érzékeli. Ilyen mérőszonda esetében ugyanis nem lehetséges a neutronok két különböző energiájú áramának olyan szabályozása, amely mellett például meghatározott időtartamon keresztül egyidejűleg a két áram egymástól független változása megfigyelhető lenne, vagy pedig az egyik áram állandó lenne, amíg a másik változna. A találmányunk feladata olyan készülék létrehozása, amely a neutronkibocsátó mérőszondák hitelesítését oly módon biztosítaná, hogy a lassítórendszer konstrukciós felépítése révén lehetővé válik egyidejűleg két különböző energiatartományba eső neutronáramot regisztráló neutronkibocsátó mérőszondák hitelesítésére. Ez különösen akkor lényeges, ha egyidejűleg akarjuk a mért anyag nedvességtartalmát és sűrűségét megállapítani, s egyidejűleg szükséges a két 5 !0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 00 65 2
