CS218990B1

CS218990B1 - A method for determining carbon and / or hydrogen content

Info

Publication number: CS218990B1
Application number: CS136381A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Janout; Stanislav Pospisil; Miloslav Vobecky; Petr Votava; Josef Kubant; Tomas Soukup
Original assignee: Zdenek Janout; Stanislav Pospisil; Miloslav Vobecky; Petr Votava; Josef Kubant; Tomas Soukup
Priority date: 1981-02-26
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Způsob stanovení obsahu uhlíku a/nebo vodíku v palivu, na bázi radiometrického stanovení. Účelem vynálezu je zpřesnění sta novení výhřevnosti. Totoho účelu je do saženo tím, že změřené hodnoty četností gama kvant ,z interakcí neutronů s jádry vodíku a/nebo uhlíku, ,z nichž se vychází při stanovení obsahu těchto prvků v palivu, se korigují na příspěvky způsobené gama zářením, vzniklým při interakci neutronů s jádry ostatních prvků obsažených v pa livu.Method for determining the carbon and/or hydrogen content in fuel, based on radiometric determination. The purpose of the invention is to improve the determination of the calorific value. This purpose is achieved by correcting the measured values of the gamma quanta frequencies from the interactions of neutrons with hydrogen and/or carbon nuclei, which are used to determine the content of these elements in the fuel, for contributions caused by gamma radiation arising from the interaction of neutrons with the nuclei of other elements contained in the fuel.

Description

Vynález se týká způsobu stanovení obsahu uhlíku -a/nebo vodíku v materiálech, například v tuhých palivech pro- určení výhřevnosti, neutronovou metodou, při které se k měřenému materiálu vpraví zdroj neutronů, načež se měří četnosti fotonů záření gama -o energiích odpovídajících energiím záření gama doprovázejícího interakce neutronů s jádry uhlíku a/nebo vodíku obsaženými v materiálu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for determining the content of carbon and / or hydrogen in materials such as solid fuels to determine the calorific value by a neutron method by introducing a neutron source to the material to be measured. gamma accompanying neutron interactions with the carbon and / or hydrogen nuclei contained in the material.

Dosud známé metody kvantitativního' stanovení obsahu uhlíku nebo vodíku ve velkých objemech materiálu, které dávají rychlé výsledky, jsou založeny na jejich radiometrickém stanovení. Často používané způsoby radiometrického stanovení -obsahu uhlíku nebo· vodíku jsou především zaměřeny na stanovení hodnoty tzv. středního protonového čísla měřeného materiálu. Toto stanovení vychází z té skutečnosti, že v případě řady materiálů je protonové číslo< uhlíku nebo- vodíku značně odlišné od hodnoty středního protonového čísla ostatních složek materiálu. V souvislosti s touto skutečností se pak předpokládá, že hodnota této veličiny je za daných podmínek závislá na poměru obsahu uhlíku nebo vodíku k ostatním složkám materiálu. Z hlediska provozní praxe je tento základní předpoklad značně narušován řadou proměnných faktorů. Mezi tyto hlavní rušivé vlivy patří především proměnnost chemického složení sledovaného typu materiálu, zejména pak proměnnost obsahu těžších prv-ků, například železa, Při stanovování obsahu uhlíku pak jsou rovněž velmi závažným problémem z změny obsahu vodíku, z praktického hlediska způsobované především změnou vlhkosti měřeného materiálu. Známé způsoby kompenzace naměřených hodnot středního protonového čís-la při proměnném chemickém složení sledovaného materiálu jsou založeny na stanovení obsahu toho rušivého prvku, který hodnotu středního protonového čísla nejvíce systematicky ovlivňuje, a to zpravidla za použití jiné nezávislé metody. Tyto způsoby kompenzace představují však zpravidla pouze částečnou kompenzaci vlivu jednoho rušivého prvku, zatímcokompenzace na změny obsahu ostatních rušivých prvků řešena není. Z hlediska vlastního provedení a realizace je značnou praktickou nevýhodou tohoto způsobu kompenzace ta skutečnost, že na základě rozdílných metod použitých při způsobu stanovení středního protonového čísla a způsobu stanovení obsahu rušivých prvků dochází se vzrůstající nehomogenitou materiálu ke vzniku disproporcí mezi těmito měřenými veličinami, čímž pak je význam takovéto kompenzace značně snížen.The known methods of quantitative determination of carbon or hydrogen content in large volumes of material that give rapid results are based on their radiometric determination. Frequently used methods of radiometric determination of carbon or hydrogen content are mainly aimed at determining the so-called mean proton number of the measured material. This determination is based on the fact that, for a number of materials, the proton number <carbon or hydrogen is significantly different from the mean proton number of the other constituents of the material. In relation to this fact, it is assumed that the value of this quantity is dependent on the ratio of carbon or hydrogen content to other constituents of the material under given conditions. In terms of operational practice, this underlying assumption is greatly undermined by a number of variable factors. These major disturbances include mainly the variability of the chemical composition of the material of interest, especially the variability of the content of heavier elements such as iron. When determining the carbon content, they are also a very serious problem due to the change in hydrogen content. . Known methods for compensating the mean proton number values for varying chemical compositions of the material of interest are based on determining the content of the interfering element that most systematically affects the mean proton number, using generally another independent method. However, these methods of compensation usually only partially compensate the influence of one interfering element, while compensation for changes in the content of other interfering elements is not addressed. In terms of design and implementation, a significant practical disadvantage of this method of compensation is that due to the different methods used in the method of determining the mean proton number and the method of determining the content of interfering elements with increasing inhomogeneity of material leads to disproportions between these measured quantities. the importance of such compensation is greatly reduced.

Vhodnější způsob kvantitativního stanovení obsahu uhlíku a/nebo vodíku využívá neutronové metody, při které se do měřeného materiálu či do- jeho bezprostřední blízkosti vpraví zdroj rychlých neutronů, načež jsou měřeny četnosti fotonů záření gama o energiích odpovídajících energiím záření gama doprovázejícího interakce neutronů s atomovými jádry uhlíku a/nebo vodíku obsaženými v materiálu. Pro účely stanovení obsahu uhlíku se využívá skutečnosti, že množství fotonů záření gama -o energii 4,438 MeV, vzniklých v daném okamžiku v měřeném materiálu v důsledku nepružného rozptylu neutronů jádry uhlíku, je úměrné celkovému obsahu uhlíku ve sledovaném materiálu. Při stanovování obsahu uhlíku touto metodou představují z hlediska interpretace naměřených hodnot praktický problém změny obsahu vodíku, způsobované zpravidla změnami obsahu vlhkosti v proměřovaném materiálu. Pro- stanovení obsahu vodíku v měřeném materiálu je využíváno té skutečnosti, že množství fotonů záření gama o energii 2,224 MeV, vzniklých v daném okamžiku v měřeném materiálu v důsledku radiačního záchytu neutronů jádry vodíku, je úměrné celkovému obsahu vodíku v proměřovaném materiálu.A more suitable method for quantitatively determining carbon and / or hydrogen content utilizes a neutron method by introducing a source of fast neutrons into or close to the material to be measured, then measuring gamma photon frequencies with energies corresponding to gamma radiation energies accompanying neutron interactions with atomic nuclei. carbon and / or hydrogen contained in the material. For the purpose of determining the carbon content, the fact that the amount of gamma--photons of 4,438 MeV energy generated at a given moment in the measured material due to the inelastic neutron scattering of the carbon nucleus is proportional to the total carbon content of the material under investigation. When determining the carbon content by this method, changes in the hydrogen content caused by changes in the moisture content of the measured material present a practical problem in terms of the interpretation of the measured values. The determination of the hydrogen content of the measured material is utilized by the fact that the amount of 2.224 MeV gamma photons generated at the time in the measured material due to the radiation capture of neutrons by the hydrogen nucleus is proportional to the total hydrogen content of the measured material.

Nevýhodou tohoto způsobu stanovení obsahu uhlíku a/nebo vodíku je, že při interakcích neutronů s atomovými jádry ostatních prvků obsaženými ve zkoumaném materiálu a v okolním prostředí, zejména s jádry hliníku, křemíku a železa dochází ke vzniku fotonů záření gama, jejichž energie jsou blízké k hodnotám energií fotonů záření gama vznikajících při výše uvedených interakcích neutronů s jádry uhlíku a/nebo vodíku. To< má z praktického hlediska za následek vzájemnou interferenci odpovídajících píků v měřeném energetickém spektru záření gama. Konkrétně pak v případě stanovování obsahu vodíku na základě detekce fotonů záření gama o energii 2,2i24 MeV jsou současně detekovány i fotony záření gama o energii 2,212 MeV vzniklé v důsledku interakcí neutronů s jádry hliníku. Tato interference je důsledkem tioho, že energetická rozlišovací schopnost těch druhů detektorů, které je možno pro tyto účely použít, tj. například scintilačního detektoru typu Nai (Ti), nebo* polovodičového detektoru typu Ge(Li), není zpravidla lepší než 5 keV. V případě stanovování obsahu uhlíku, zvláště pak, pokud js-ou k jeho stanovování využívány všechny tři píky v naměřeném energetickém spektru záření gama, odpovídající při detekci fotonů záření gama o energii 4,438 MeV postupně píku plného pohlcení, píku vznikajícímu při energii 3,927 MeV v důsledku výletu jednoho anihilačního fotonu z detektoru a píku vznikajícímu při energii 3,416 MeV v důsledku výletu obou anihilačních fotonů z detektoru, dochází zároveň i k detekci zejména záření gama o energiích 4,413 MeV, 3,955 MeV a 4,582 MeV vzniklých v důsledku interakcí neutronů s jádry hliníku, k detekci fotonů záření gama o energiích 3,602 MeV, 3,549 MeV, 3,449 MeV vzniklých v důsledku interakcí neutronů s jádry železa a k detekci fotonů záření gama o energii 3,539 MeV vzniklých v důsledku interakcí neutronů s jádry křemíku. Kromě toho může současně dojít i k interferenci s, některými významnými píky, například s píky při energiích 4,423 MeV a 3,912 MeV, souvisejícími s detekcí fotonů záření gama pocházejícího z interakcí neutronů s jádry křemíku o energii 4,934 MeV a odpovídajícími výletu jednoho nebo· obou anihilačních fotonů z detektoru. Případné změny obsahu hliníku, železa nebo křemíku v měřeném materiálu mají při daných podmínkách měření za následek ekvivalentní změny počtu detekovaných fotonů uvedených energií, což se v konečném hodnocení projeví v celkové změně registrovaných fotonů záření gama ve výše uvedených sledovaných energetických oblastech využívaných pro stanovení obsahu uhlíku a/nebio vodíku, a tedy v nepřesnosti tohoto stanovení. Nevýhody postupů, vycházejících při stanovování obsahu uhlíku a/ /nebo. vodíku z měření četností fotonů záření gama o energiích odpovídajících energiím záření gama doprovázejícího interakce neutronů s atomovými jádry uhlíku a/ /nebo vodíku, Jsou odstraněny způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že současně s měřením těchto četností se měří četnosti fotonů záření gama doprovázejícího interakce neutronů s atomovými ‘jádry ostatních prvků obsaženými ve zkoumaném materiálu a v okolním prostředí, zejména s jádry hliníku a/nebo křemíku a/ /nebo železa, načež se na základě těchto četností korigují četnosti fotonů záření gama 0' energiích odpovídajících energiím záření gama doprovázejícího interakce neutronů s jádry uhlíku a/nebo vodíku, čímž se stanoví četnosti fotonů záření gama doprovázejícího! interakce neutronů s jádry uhlíku a/nebo vodíku a z těchto pak obsah uhlíku a/nebo vodíku.A disadvantage of this method of determining the carbon and / or hydrogen content is that neutron interactions with the atomic nuclei of other elements contained in the material and in the environment, especially aluminum, silicon and iron cores, produce gamma photons whose energies are close to the energy values of the gamma photons resulting from the above-mentioned interactions of neutrons with carbon and / or hydrogen nuclei. In practice, this results in mutual interference of the corresponding peaks in the measured gamma spectrum. Specifically, when determining the hydrogen content by detecting 2.2224 MeV gamma photons, 2.212 MeV gamma photons resulting from neutron interactions with aluminum nuclei are simultaneously detected. This interference is due to the fact that the energy resolution of those types of detectors that can be used for this purpose, such as a Nai (Ti) scintillation detector, or a Ge (Li) type semiconductor detector, is generally not better than 5 keV. In the case of the determination of carbon content, in particular when all three peaks in the measured gamma-ray energy spectrum corresponding to 4,438 MeV gamma photons are sequentially fully absorbed, a peak generated at 3,927 MeV, trip of one annihilation photon from the detector and peak generated at 3,416 MeV due to trip of both annihilation photons from the detector, also detection of gamma rays with energies 4,413 MeV, 3,955 MeV and 4,582 MeV due to interactions of neutrons with aluminum cores is detected gamma radiation photons with energies of 3.602 MeV, 3.549 MeV, 3.449 MeV formed as a result of neutron interactions with iron nuclei and for detection of gamma photons with energy of 3.539 MeV formed as a result of neutron interactions with silicon nuclei. In addition, interference with some significant peaks, such as peaks at 4,423 MeV and 3,912 MeV, associated with the detection of gamma photons resulting from neutron interactions with silicon nuclei of 4,934 MeV and corresponding trip of one or both annihilation photons from the detector. Any changes in the content of aluminum, iron or silicon in the measured material result in equivalent changes in the number of detected photons of the given energies under the given measurement conditions, which will ultimately be reflected in the overall change of registered gamma photons in the above monitored energy areas and / or hydrogen, and thus inaccurate in this determination. Disadvantages of the carbon content determination procedures and / or. Hydrogen from the measurement of the gamma photon frequencies with energies corresponding to the gamma radiation energies accompanying neutron interactions with the atomic nuclei of carbon and / or hydrogen. They are removed by the method of the invention, which consists in measuring gamma photon frequencies simultaneously. accompanying the interaction of neutrons with the atomic nuclei of the other elements contained in the material and in the environment, in particular the cores of aluminum and / or silicon and / or iron, whereupon the frequencies of the gamma photon photons corresponding to gamma radiation energies accompanying neutron interactions with carbon and / or hydrogen nuclei, thereby determining the photon frequencies of the accompanying gamma radiation! the interaction of neutrons with carbon and / or hydrogen nuclei and therefrom the carbon and / or hydrogen content.

Hlavní výhodou tohoto způsobu je odstranění systematických chyb při určování obsahu uhlíku a/nebo vodíku, závislých na složení měřeného materiálu, a to v případě určování uhlíku zejména na obsah vodíku, hliníku, železa a křemíku, a v případě určování obsahu uhlíku pomocí četnost· fotonů záření gama o energii 4,438 MeV z nepružného rozšíření detekovaných píků, je způsob korigování příspěvků interferujících píků nezbytný i v případě použití detektoru s rozlišovací schopností lepší než 5 keV.The main advantage of this method is the elimination of systematic errors in the determination of the carbon and / or hydrogen content, depending on the composition of the measured material, in the case of determining carbon in particular hydrogen, aluminum, iron and silicon content and Gamma radiation of 4,438 MeV from inelastic extension of detected peaks, a method of correcting interfering peaks is necessary even if a detector with a resolution of better than 5 keV is used.

V důsledku 'značné penetrační schopnosti neutronů a detekovaných fotonů záření gama o relativně vysokých energiích je zajištěna dostatečná reprezentativnost měření, s čímž bezprostředně z praktického hlediska souvisí i snížení negativního vlivu lokálních nehomogenit materiálu, a to jak stran chemického, tak i granulometrického složení. Podstatnou předností, zvláště oproti radiometrickým metodám založeným na použití zářičů beta nebo zářičů gama je selektivní charakter kvantitativního stanovení jednotlivých prvků, především pak vodíku, uhlíku, hliníku, křemíku, železa a kyslíku, které je možno realizovat paralelně při použití jediného detektoru včetně jediné měřicí aparatury. Přitom jsou zachovány všeehny výhody dosud známých radiometrických metod, jako je rychlost, nedestruktivnost, bezkontaktnqst a možnost kontinuálního. měření.Due to the high penetration capability of the neutrons and detected photons of relatively high energy gamma rays, a sufficient representativity of the measurements is ensured, which implies, in practical terms, a reduction in the negative impact of local material inhomogeneities, both in terms of chemical and granulometric composition. A significant advantage, especially over radiometric methods based on the use of beta or gamma emitters, is the selective character of quantitative determination of individual elements, especially hydrogen, carbon, aluminum, silicon, iron and oxygen, which can be realized in parallel using a single detector including a single measuring apparatus. . All the advantages of the prior art radiometric methods such as speed, non-destructivity, contactless and continuous operation are retained. measurement.

Způsob podle vynálezu může být nejvýhodněji proveden tak, že souběžně s vyhodnocováním četnosti fotonů záření gama o energiích odpovídajících energiím fotonů záření gama doprovázejícího interakce neutronů s atomovými jádry uhlíku a/nebo vodíku se vyhodnocují četnosti fotonů záření gama vznikajících při interakcích neutronů zejména s jádry hliníku, křemíku a železa. K tomu se použijí neinterferující píky, a to zejména píky příslušející energiím fotonů 1,014 MeV, 3,005 MeV a 7,724 MeV pro hliník, 4,934 MeV pro křemík a 0,847 MeV,Most preferably, the method of the invention can be performed by evaluating the gamma photon frequencies produced by neutron interactions, in particular with aluminum cores, in parallel with evaluating gamma photon frequencies at energies corresponding to gamma photon energies accompanying neutron interactions with the atomic nuclei of carbon and / or hydrogen. silicon and iron. For this purpose, non-interfering peaks shall be used, in particular those associated with photon energies of 1,014 MeV, 3,005 MeV and 7,724 MeV for aluminum, 4,934 MeV for silicon and 0,847 MeV,

7,629 MeV a 7,643 MeV pro železo.7.629 MeV and 7.643 MeV for iron.

Příklad 1Example 1

Při výrobě elektrické energie spalováním hnědého uhlí je z hlediska .racionálnosti této výroby potřebná okamžitá znalost výhřevnosti paliva dopravovaného do spalovacích kotlů. Výhřevnost paliva závisí na obsahu uhlíku v palivu. Požadavek stanovení obsahu uhlíku a vodíku je zajišťován způsobem podle vynálezu, při němž zdroj rychlých neutronů je umístěn v toku dopravovaného paliva. V těsné blízkosti měřeného paliva je pak umístěn detektor, který je ze strany neutronového zdroje stíněný olověným kuželem. Pomocí detektoru a elektronické aparatury jsou vyhodnocovány četnosti fotonů záření gama o energiích blízkých energiiIn the production of electricity by lignite combustion, an immediate knowledge of the calorific value of the fuel conveyed to the combustion boilers is necessary in terms of the rationality of this production. Fuel calorific value depends on the carbon content of the fuel. The requirement for determining the carbon and hydrogen content is provided by the method of the invention, wherein the source of fast neutrons is located in the flow of fuel being conveyed. A detector is placed in close proximity to the measured fuel and is shielded by a lead cone from the neutron source. Using a detector and electronic apparatus, the frequencies of gamma photons with near-energy energies are evaluated

2,224 MeV záření gama vznikajícího v důsledku radiačního záchytu neutronů jádry vodíku a četnosti fotonů záření gama o· energiích blízkých energii 4,438 MeV záření gama vznikajícího v důsledku nepružného rozptylu neutronů jádry uhlíku. Vzhledem k přítomnosti hliníku, křemíku a železa v popelové složce hnědého· uhlí jsou naměřené hodnoty četností v oblastech energií2,224 MeV gamma radiation due to radiation capture of neutrons by the hydrogen nucleus and photon frequency of gamma rays with energy close to energy 4,438 MeV gamma radiation due to inelastic neutron scattering by carbon nuclei. Due to the presence of aluminum, silicon and iron in the ash component of lignite · Frequency values are measured in the energy areas

2,224 MeV a 4,433 MeV ovlivněny v důsledku registrace fotonů záření gama vzniklých při interakcích neutronů s jádry uvedených prvků. Z důvodů kompenzace těchto rušivých vlivů jsou tedy paralelně vyhodnocovány četnosti fotonů 'záření gama. o energii 1,014 MeV, vznikajících při interakcích neutronů s jádry hliníku, fotonů záření gama o energii 4,934 MeV, vznikajících při interakcích neutronů s jádry křemíku a fotonů záření gama o energiích2,224 MeV and 4,433 MeV affected by the registration of gamma photons generated by neutron interactions with the nuclei of said elements. Thus, in order to compensate for these interferences, the gamma photon frequencies are evaluated in parallel. of 1.014 MeV energy produced by neutron-aluminum nuclei interactions, gamma photon gamma photons of 4.934 MeV generated by neutron interactions with silicon nuclei and energy gamma photons

7,629 MeV a 7,643 MeV vznikajících při interakcích neutronů s jádry železa. Dále mohou být vyhodnocovány, ža účelem zpřesnění kompenzace těchto rušivých vlivů, četnosti fotonů záření gama dalších energií, vznikajících při interakcích neutronů s jádry hliníku, křemíku, železa a ostatních prvků obnaženými v palivu, například fotonů O' energii 6,129 MeV doprovázejících interakce neutronů s jádry kyslíku. Na základě podílového zpracování naměřených četností pro· energie blízké energii 2,224 MeV a pro energii 1,014 MeV je pak získána hodnota četnosti fotonů o energii7.629 MeV and 7.643 MeV arising from neutron interactions with iron nuclei. Furthermore, it may be evaluated that, in order to more accurately compensate for these interferences, the frequency of gamma photons of other energies produced by neutron interactions with aluminum, silicon, iron and other fuel-exposed elements, such as 6,129 MeV energy photons accompanying neutron interactions of oxygen. Based on the proportionate processing of the measured frequencies for energy close to 2.224 MeV and for energy 1.014 MeV, the photon frequency value for energy is then obtained.

2,224 MeV úměrná obsahu vodíku v hnědém uhlí, která je nezávislá na obsahu hliníku. Obdobně na základě podílového zpracování naměřených četností pro energie blízké k energii 4,438 MeV a pro energie 1,014 MeV, 4,934 MeV, 7,629 MeV a 7,643 MeV, je pak získána hodnota četnosti fotonů o energii 4,438 MeV úměrná obsahu uhlíku v hnědém uhlí, která je nezávislá na obsahu hliníku, křemíku a železa. Z takto stanovených hodnot četniostí, úměrných obsahu vodíku a uhlíku v naměřeném hnědém uhlí, je na základě známé regresní závislosti výhřevnosti paliva na oibsahu vodíku a uhlíku určena výsledná výhřevnost měřeného paliva. Navíc pak vyhodnocované hodnoty četností fotonů záření gama doprovázejícího interakce neutronů s jádry hliníku, křemíku, železa a případně mohou být užity ke stanovení obsahu popelové složky měřeného uhlí.2,224 MeV proportional to the hydrogen content of the brown coal, which is independent of the aluminum content. Similarly, by processing the measured frequencies for energies close to 4.438 MeV and 1.014 MeV, 4.934 MeV, 7.629 MeV and 7.643 MeV, the photon frequency of 4.438 MeV is proportional to the carbon content of the brown coal, independent of content of aluminum, silicon and iron. From the determined values of frequencies, proportional to the hydrogen and carbon content of the measured brown coal, the resulting net calorific value of the measured fuel is determined based on the known regression dependence of the fuel calorific value on the hydrogen and carbon content. In addition, the evaluated gamma photon frequency values accompanying neutron interactions with aluminum, silicon, iron cores and optionally can be used to determine the ash content of the measured coal.

Příklad 2Example 2

Při průmyslově užívaném způsobu výroby vápna tepelnou dekarbonizací vápencových minerálů je pro posouzení jeho kvality jedním z rozhodujících ukazatelů dosažený stupeň dekarbonizace. Požadavek kontinuálního stanovení stupně dekarbonizace je zajišťován způsobem podle vynálezu, při němž zdroj rychlých neutronů je umístěn v toku vápna po výstupu z pece. V těsně blízkosti měřeného· materiálu je pak umístěn detektor, který je ze strany neutronového· zdroje stíněný olověným kuželem. Pomocí detektoru a elektronické aparatury jsou vyhodnocovány četnosti fotonů záření gama o· energiích blízkých energii 4,438 MeV záření gama vznikajícího v důsledku nepružného rozptylu neutronů jádry uhlíku. Vzhledem k přítomnosti hliníku, křemíku, železa a vápníku v materiálu jsou celkové naměřené hodnoty četností v oblasti 4,438 MeV ovlivněny v důsledku registrace fotonů záření gama vzniklých při interakcích neutronů s jádry uvedených prvků. Z důvodů kompenzace těchto rušivých vlivů jsou tedy paralelně vyhodnocovány četnosti fotonů záření gama o energii 1,014 MeV, vznikajících při interakcích neutronů s jádry hliníku, fotonů záření gama a energii 4,934 MeV, vznikajících při interakcích neutronů s- jádry křemíku, fotonů .záření gama o energiích 7,629 MeV a 7,643 MeV vznikajících při interakcích neutronů s jádry železa, fotonů záření gama o energiích 3,904 MeV a 3,737 MeV vznikajících při interakcích neutronů s jádry vápníku a fotonů záření gama O' energii 6,129 MeV vznikajících při interakcích neutronů s jádry kyslíku. Na základě podílového zpracování naměřených četností pro energie blízké k energii 4,438 MeV a pro energie 1,014 MeV, 4,934 MeV,In the industrially used method of lime production by thermal decarbonisation of limestone minerals, the degree of decarbonisation is one of the decisive indicators for assessing its quality. The requirement of continuously determining the degree of decarbonisation is provided by the method of the invention, wherein the source of fast neutrons is located in the lime flow upon exit from the furnace. A detector is placed in close proximity to the measured material and is shielded by a lead cone from the neutron source. Using a detector and an electronic apparatus, the frequencies of gamma photons with near energies of 4,438 MeV gamma rays generated by the inelastic neutron scattering of carbon nuclei are evaluated. Due to the presence of aluminum, silicon, iron and calcium in the material, the overall measured frequency values in the region of 4,438 MeV are affected due to the registration of gamma photons generated by neutron interactions with the nuclei of the elements. Thus, in order to compensate for these interferences, the frequencies of 1.014 MeV gamma photons generated by neutron interactions with aluminum cores, gamma photons and 4.934 MeV neutron interactions, and energy gamma photons are evaluated in parallel. 7.629 MeV and 7.643 MeV resulting from neutron-iron nuclei interactions, gamma photons of 3.904 MeV and 3.737 MeV generated from neutron interactions with calcium nuclei and gamma 0 'photons from 6.129 MeV generated from neutron interactions with oxygen nuclei. Based on the proportional processing of the measured frequencies for energies close to 4.438 MeV and for 1.014 MeV, 4.934 MeV,

7,629 MeV, 7,643 MeV, 3,904 MeV, 3,737 MeV a 6,129 MeV je pak získána hodnota četnosti fotonů o energii 4,438 MeV úměrná obsahu uhlíku ve vápně, která je nezávislá na obsahu hliníku, křemíku, železa a vápníku. Z takto· stanovené hodnoty četnosti, úměrné obsahu uhlíku, se určí obsah uhlíku ve vápně a odtud pak se stanoví stupeň dekarbonizace vyráběného vápna.7.629 MeV, 7.643 MeV, 3.904 MeV, 3.737 MeV and 6.129 MeV are then obtained a photon frequency value of 4.438 MeV proportional to the carbon content of the lime, which is independent of the aluminum, silicon, iron and calcium content. From the frequency value thus determined, proportional to the carbon content, the carbon content of the lime is determined and then the degree of decarbonisation of the lime produced is determined.

Vynálezu je možno použít proi kontinuální stanovení výhřevnosti při výrobě a využití paliv, například pri kvalitativním vyhodnocování na dolech a elektrárnách pro· řízení jakosti a operativní zásahy v provozech. Obdobně je možno vynálezu použít při kvalitativním vyhodnocování obsahu nediopalu za účelem řízení kvality výroby vápna pálením.The invention can be used to continuously determine the calorific value in the production and use of fuels, for example in qualitative evaluation at mines and power plants for quality control and operational intervention in operations. Similarly, the invention can be used in qualitative evaluation of nediopal content to control the quality of lime production by firing.

Claims

Method for determining the carbon and / or hydrogen content of materials, such as solid fuels for the determination of net calorific value, by the neutron method, by introducing a neutron source to the material to be measured, measuring gamma photon frequencies corresponding to gamma energies accompanying neutron interactions carbon and / or hydrogen contained in the material, characterized in that, at the same time as these frequencies are measured, the photon frequencies of the gamma radiation accompanying the interaction of neutrons with the atomic nuclei of other elements contained in the material and in the environment, in particular aluminum and / or of these silicon and / or iron, and based on these frequencies, the gamma photon frequencies are corrected with energies corresponding to the gamma radiation energies accompanying the interactions of the neutrons with the carbon and / or hydrogen nuclei, thereby determining the gamma photon frequencies d accompanying the interaction of neutrons with carbon and / or hydrogen nuclei, and therefrom the carbon and / or hydrogen content.