186667. lajstromszámú szabadalom • Geofizikai nukleáris analitikai berendezés, különösen eltérő felezési idejű radioizotópokkal rendelkező ásványi anyagok analízisére
1 186 667 2 A találmány tárgya geofizikai nukleáris analitikai berendezés különösen eltérő felezési idejű radioizotópokkal rendelkező ásványi anyagok, továbbá üveg és szilikátipari alapanyagok, illetve, alapanyagkeverékek analízisére, különösen az üveg és szilikátipari nyersanyagkitermelés és gyártási alapanyagelőállítás területén. Ásványi nyersanyagok összetevőinek porított mintákból történő meghatározására többféle nukleáris analitikai berendezés vált ismertté, melyek közül jelen szabadalom szerinti megoldáshoz legközelebb állnak a 154 359 magyar lajstromszámú, és az 1865/81 magyar alapszámú leírásokban foglalt megoldások. A fenti ismert berendezésekre közösen jellemző, hogy neutronaktivációs analízis végrehajtására alkalmasak, gyors és lassú neutronbesugárzás (neutronaktiválás) alkalmazásával, és ezzel szinkronban röntgenradiometriai (a továbbiakban XRF) analízist is végeznek, alacsonyenergiás sugárforrás felhasználásával. Az ismert megoldások tehát a különböző energiájú besugárzással végrehajtott analitikai vizsgálatok egyidejű, időszinkron kivitelezésére orientáltak, amikoris a megoldandó probléma az alkalmazott nukleáris sugárzások eltérő voltából adódik. A fenti ismert megoldások eleve feltételezik a vizsgált izotópok hozzávetőlegesen azonos felezési idejét. Közös hiányosságuk ebből a szükségszerű feltételezésből adódóan, hogy csak közelálló felezési idejű izotópok vizsgálatára alkalmasak, és nem alkalmazhatók olyan esetben, amikor az egyidejűleg vizsgálandó izotópok felezési ideje egymástól lényegesen eltérő. Jelen találmány célja a fenti hiányosság megszüntetése. Jelen találmány olyan neutronaktivációs analitikai berendezés, mely amellett, hogy az előzményként említett mindkét megoldást is magában foglalja, lehetővé teszi a különböző felezési idejű izotópokat tartalmazó anyagok összetevőinek egyidejű neutronaktivációs analízisét, az alkalmazott gerjesztő (aktiváló) sugárzástól függetlenül, gyors vagy lassú neutronaktivációnál egyaránt. Az egyidejű meghatározás lehetősége különösen alkalmassá teszi a berendezést termelés, célszerűen technológia irányításhoz, az ásványi alapanyagok, anyagkeverákek automatizált előállításához, minden olyan esetben, amikor a különböző összetevők arányainak ismeretére egyidejűleg van szükség. A találmány két felismerés kombinatív hatásán alapszik. E szerint a különböző felezési időkből adódó idődiszkrepanciát, egyrészről több különböző minta egyidejű folyamatos, egy-egy mintára vonatkoztatva hosszú idejű aktiválásával, másrészről egy minta rövid idejű aktiválását követő mérésből álló ciklus többszöri ismétlé- 1 sével, vagy osztott minta tagjainak egymás utáni aktiválásával és mérésével vagy ezek kombinációjával oldjuk fel, mimellett nemcsak az eltérő felezési idejű izotópok időszinkron meghatározása, hanem az időszinkron XRF meghatározás is biztosított. Jelen találmányi leírás keretében a hosszú felezési idő megjelölés a mintegy 500 sec-nál hosszabb felezési időkre, a közepes felezési idő megjelölés hozzávetőlegesen a 40-600 sec közötti felezési időkre, míg a rövid felezési idő megjelölés a mintegy 60 sec-nál rövidebb felezési időkre vonatkozik. Az osztott minta megjelölés olyan mintára vonatkozik, melynél a vizsgálandó anyagból vett egyetlen minta több rész mintára van felosztva, 2 majd a neutronaktivációs analízis a rész mintákon különkülön történik. A találmányt olyan geofizikai nukleáris analitikai berendezés valósítja meg, melynek aktiváló egységét és 5 mérőhely egységét mintaszállító egység köti össze, az aktiváló egységben pedig neutronforrás, rövid felezési idejű izotópokat aktiváló mintaaktiváló állomás, és hosszú felezési idejű izotópokat aktiváló mintasoraktiváló állomás, valamint mintamozgató egység van. A mérő- 1Q hely egységében pedig különböző ideig és/vagy energiával aktivált különböző mintákat mérő legalább két neutronaktivációs mérőhely van elrendezve, mimellett az aktiváló egység, a mintaszállító egység, valamint a mintatároló egység és a mérőhely egység vezérlő bemeneteire ^ mintamozgatás és szállítás vezérlő egység csatlakozik. Nagyobb neutronfluxus elérésére célszerű, ha az aktiváló egységben elhelyezett neutron forrás geometriai kialakítása olyan, hogy azon a mintaaktiváló állomás befogadására alkalmas lyuk, ill. mélyedés van, illetve, 2Q ha a neutronforrás gyűrű vagy koaxiális lyukkal rendelkező körhenger alakú. Egymástól erősen eltérő felezési idejű izotópok meghatározására célszerű, ha a mérőhelyegységben kis, közepes és nagy felezési idejű mérőhelyek vannak gyors és 2g lassú neutronokkal aktivált minták mérésére, továbbá röntgenradiometriás mérőhely van a kisenergiás mérésekre. A mérések vezérlésére és a mérési adatok korrekciójára, valamint kiértékelésére célszerű ha a mérőhely egység kimenetére mérésvezérlő és kiértékelő egység van 30 kötve, amikor is a mérésvezérlő és kiértékelő egység eg>' számítógépet is magában foglalhat. Több berendezés közös üzemeltetésénél kialakuló rendszer esetében célszerű egyetlen aktiváló egységet és/vagy egyetlen mérésvezérlő és kiértékelő egységet 35 használni, amikor is az aktiváló egységben több mintaaktiváló állomásra kiterjedő, és homogénebb, neutronfluxus biztosítására, célszerűen több neutronforrás van. Ugyancsak a minták homogénebb aktiválása érdekében célszerű a mintamozgató egység olyan kialakítása, mely 40 a mintákat az aktiváló térben forgatja. A több egyedi mintából álló mlntasorok hosszú idejű aktiválása érdekében pedig a mintamozgató egység olyan kialakítása is célszerű, amely a mintasor egyes tagjait az aktiváló egységben, a mintaszállító egység be és kimenete között 45 mozgatja, amikor is a be és kimenet közötti haladás ideje célszerűen az aktiválási idő. A találmány szerinti fenti berendezés a kitűzött célt megvalósítja, lehetővé teszi eltérő felezési idejű izotópokkal rendelkező minták egyidejű neutronaktivációs 50 analízisét gyors és lassú neutronaktiválás mellett és emellett a szinkron XRF vizsgálatokat is. A találmánynak nem várt előnyös hatása, hogy a különböző felezési idejű izotópok elkülönített egyidejű meghatározása alapján, lehetővé válik az egyes össze- 55 tevőkre kapott eredmények egymással való korrekciója is, így nem csak az ismert berendezésekhez képest új összetevők egyidejű meghatározása válik lehetővé, hanem a meghatározás pontossága is nem várt mértékben javul. 60 A találmány szerinti berendezés közelebbről egy lehetséges kiviteli példán keresztül, ábra alapján kerül ismertetésre, ahol is az 1. ábra a berendezés tömbvázlata. Amint az az 1. ábrán látható a berendezés 1 aktiváló 55 egységéhez célszerűen pneumatikus 3 mintaszálíító egy-
