CS236817B1 - Automaticky riadený korelačný spektrometer s kyslíkovou komorou - Google Patents

Abstract

Vynález patří do odboru jadrovej techniky a rieši sposob automatického merania korelačných spektier metodou elektrón-pozitrónovej anihilácie v kyslíkovej alebo inertnej atmosféře v rozsahu tlakov 105 Pa 4- 3 . 105 pa. Vynález pozostáva z rámu (1), na ktorom je uchytené pevné rameno (2) a pohyblivé rameno (8) s pohybovým zariadením (9), zo scintilačnými detekčnými jednotkami (7, 14 J s tieniacimi krytmi (6, 15) a kolimačnými štrbinami (5, 6, 17), dalej z oloveného tieniaceho krytu uchýleného na ráme (1J spektrometra, v ktorom sa nachádza kyslíková komora (18), ktorú je možné odčerpat a pripúšťať do nej kyslíková alebo inú atmosféru regulovaná regulačným poistným přetlakovým venti.lom (12), s meranou vzorkou (30) a zdrojom pozitrónov 22Na, ktorých os leží kolmo na os prechádzajúcu kolimačnými štrbinami (5, 6, 17) a scintilačnými detekčnými jednotkami (7, 14).

Description

(54) Automaticky riadený korelačný spektrometer s kyslíkovou komorou

2

Vynález patří do odboru jadrovej techniky a rieši sposob automatického merania korelačných spektier metodou elektrón-pozitrónovej anihilácie v kyslíkovej alebo inertnej atmosféře v rozsahu tlakov 10⁵ Pa 4- 3 . 105 p_a.

Vynález pozostáva z rámu (1), na ktorom je uchytené pevné rameno (2) a pohyblivé rameno (8) s pohybovým zariadením (9), zo scintilačnými detekčnými jednotkami (7, 14 J s tieniacimi krytmi (6, 15) a kolimačnými štrbinami (5, 6, 17), dalej z oloveného tieniaceho krytu uchýleného na ráme (1J spektrometra, v ktorom sa nachádza kyslíková komora (18), ktorú je možné odčerpat a pripúšťať do nej kyslíková alebo inú atmosféru regulovaná regulačným poistným přetlakovým venti.lom (12), s meranou vzorkou (30) a zdrojom pozitrónov ²²Na, ktorých os leží kolmo na os prechádzajúcu kolimačnými štrbinami (5, 6, 17) a scintilačnými detekčnými jednotkami (7, 14).

23681 7

Vynález sa týká automaticky riadeného korelačného spektrometra s kyslíkovou komorou, ktorý slúži na meranie uhlového rozloženia fotónov gama pri metóde elektrón-pozitrónovej anihilácie, u ktorého je možné merať vzorky v kyslíkovej alebo inertnej atmosféře v rozsahu tlakov 1 : 10⁵ Pa - 3 . 10⁵ Pa.

Automaticky riadený korelačný spektrometer podl'a autorského osvedčenia číslo 214 631 sa skládá z pevného a pohyblivého ramena, na ktorých sú umiestnené vo vertikálnej rovině po dve scintilačné detekčně jednotky a sústava štrbín, ďalej z oloveného krytu, v ktorom je meraná vzorka a zdroj pozitrónov ²²Na, riadiacej a registračnej elektronickej jednotky, ktorá zabezpečuje automatická činnost celého zariadenia. Pri anihilácii pozitrónov s elektrónmi meranej vzorky sú uvolněné súčasne dva fotony gama o energiách 0,5 MeV. Zo zákona zachovania hybnosti vyplývá, že tieto fotony vyletujú v protichodnom smere. Vzhladom na to, že dvojica elektrón-pozitrón sa v čase zrážky nenachádza v klude, bude uhol medzi smermi ich dráh javiť určitú odchýlku od 180°. Vzniklé fotony gama prechádzajú sústavou štrbín a sú registrované scintilačnými detekčnými jednotkami. V registračnom zaríadení elektronickej jednotky sa registrujú len koincidenčné impulzy zo scintilačných detekčných jednotiek. Namerané korelačně spektrum je závislost počtu koincidenčných prípadov od vzájomnej polohy scintilačných detekčných jednotiek a mění svoj tvar v závislosti od čistoty materiálu, stupňa jeho vnútornej usporiadanosti, skupenstva, tepelného spracovania, plastickej deformácie apod.

Doteraz konštrukcia oloveného tieniaceho krytu, v ktorom je umiestnená meraná vzorka a zdroj pozitrónov ²²Na dovolovali robit merania len na vzduchu za normálneho tlaku. V niektorých špeciálnych prípadoch je však potřebné merať vzorky v kyslíkovej respektive inej například ínertnej atmosféře, ktoré doterajšie riešenie nedovoluje.

Uvedené nedostatky odstraňuje automaticky riadený korelačný spektrometer s kyslíkovou komorou, pozostávajúci z rámu, na ktorom sú umiestnené: pevné rameno, pohyblivé rameno s pohybovým zariadením, ďalej na ramenách je sústava štrbín a po dve scintilačné detekčně jednotky, pričom na ráme je uchytený ešte olovený tieniaci kryt, v ktorom je umiestnená kyslíková komora pre meranie vzoriek v kyslíkovej atmosféře v rozmedzí tlaku 10⁵ Pa 3 . 10⁵ Pa podlá vynálezu, ktorého podstata je v tom, že kyslíková komora pozostáva z válcového telesa a dvoch prírub, z ktorých jedna je pevne privarená na válcové teleso komory a druhá cez tesnenie přitlačená na válcové teleso, pričom na valcovom telese sú oproti sebe umiestnené dve priezorové příruby, v ktorých sú v držiakoch uchytené kovové fólie a kolmo na os prechádzajúcu týmito priezormi dalšie dve přírubové telesá, na ktoré cez tesnenia sa priskrutkujú dve bočné príruby, pričom v jednej je umiestnený držiak zdroja pozitrónov s tienením a v druhej držiak meranej vzorky, dalej z válcového telesa komory vychádzajú dve trubky, z ktorých jedna slúži ako vývod na regulačný přetlakový a poistný ventil a pomocou druhej sa komora odčerpává a pripúšťa sa kyslíková atmosféra.

Vyšší účinok predmetu vynálezu je v tom, že použitím novej kyslíkovej komory v automaticky riadenom korelačnom spektrometri je možné týmto merať vzorky v kyslíkovej atmosféře v rozmedzí tlaku 10⁵ Pa < 3 . 105 _Pa.

Na přiložených výkresoch je příkladné usporiadanie, kde na obr. 1 je znázorněná mechanická zostava automaticky riadeného korelačného spektrometra s kyslíkovou komorou pevne uchytenou v tieniacom kryte, na obr. 2 je nakreslená kyslíková komora automaticky riadeného korelačného spektrometra s vyznačením řezu rovinou A—A a na obr. 3 priečny rez touto komorou.

Na ráme 1 je v tieniacom kryte 3 s výsuvnými bočnými segmentami 4 vložená kyslíková komora 13, ktorá je trubkami napojená na regulačný přetlakový a poistný ventil 12 a na zariadenie na odčerpáváme atmosféry a pripúšťanie kyslíkovej atmosféry 11 (obr. 1). Na ráme 1 je ďalej uchytené pevné rameno 2 a pohyblivé rameno 8 s pohybovým zariadením 9, ktoré slúži na presúvanie pohyblivého ramena 8 pri meraní korelačných spektier. Na koncoch obidvoch ramien 2, 8 sú umiestnené kvóll zvýšeniu početnosti impulzov po dve scintilačné detekčně jednotky 7, 14, ktoré sú odtienené olovenými tieniacimi krytmi 6, 15 so štrbinami. Kvůli zváčšeniu uhlovej rozlišovacej schopnosti zariadenia je na ramenách 2, 8 umiestnená sústava kolimačných štrbín 5, 16, 17. Celý automaticky riadený korelačný spektrometer je ovládaný riadiacou a registračnou elektronickou jednotkou.

Kyslíková komora automaticky riadeného korelačného spektrometra (na obr. 2 a obr. 3) sa skládá z válcového telesa komory 18, na ktoré je pevne prichytená spodná príruba 19, dve priezorové príruby 44, 45, odčerpávacia a pripúšťacia trubka 42, trubka regulačného přetlakového a polstného ventilu 43 a dve přírubové telesa 22, 23. Cez tesnenie 21 je na válcové teleso komory 18 prichytená skrutkami 39 s podložkami 40 vrchná príruba 20. Na přírubové teleso 22 vzorky je cez tesnenie 24 skrutkami 25 s podložkami 26 uchytená príruba vzorky 27, do ktorej je naskrutkovaná skrutka 28, na ktorej sa pohybuje válcový držiak 29 vzorky, na ktorom je pevne uchytená meraná vzorka 30. Na přírubové teleso žiariča 23 je cez tesnenie 31 skrutkami 32 s podložkami 33 prichytená príruba 34 žiariča 37. V tejto prí236817 rube 34 je naskrutkovaná skrutka 35, po ktorej sa pohybuje válcový držiak 36 žiariča 37, na konci ktorého je pevne prichytený žiarič 37 obsahujúci uzavretý zdroj pozitrónov ²²Na. Žiarič 37 je odtienený válcovým tienením 38. V priezorových přírubách 44, 45 umiestnených vo valcovom telese komory 18 oproti sebe sú v držiakoch 46, 47 medzi podložkami 48, 49 kovové fólie 50, 51 přitlačené přítlačnými skrutkami 52, 53. Držiaky 46, 47 sú těsněné tesneniami 54, 55· Vzorka 30 a žiarič 37 sa nachádzajú v horizontálnej osi kyslíkovej komory 13 kolmo na os prechádzajúcu priezorovými přírubami 44, 45 s ohfadom na umiestnenie scintilačných detekčných jednotiek 7, 14 a kolimačných štrbín 5, 16, 17, ktorých osi prechádzajú vertikálnou rovinou.

Uvedeným geometrickým usporiadaním sa zvýši počet koincidenčných impulzov a tým aj rozlišovacia schopnost' celého zariadenia. Počet zaregistrovaných koincidenčných prípadov pri určitej polohe pohyblivého ramena 8 závisí aj na intenzitě použitého zdroja pozitrónov, velkosti plochy vzorky 30, na ktorú pozitrony dopadajú, geometrie spektrometre a tiež od polohy vzorky 30 v kyslíkovej komoře 13. Prvé zameranie polohy vzorky 30 sa robí pri odobratých kovových fóliách 50, 51 z priezorových príruh 44, 45 pomocou laseru (CSSR AO č. 221 675 J. Pri dalších výměnách vzoriek 30 sa tieto ustanovujú do optimálnej polohy otáčaním válcového držiaka vzorky 29 na skrutke 28 tak, aby sa vzorka 39 dotýkala distančnej podložky, ktorá sa vkládá medzi olovené válcové tienenie 38 a vzorku 30. Hrúbka distančnej podložky sa určí pri prvom zameraní polohy vzorky 30. Aby pri manipulácii so vzorkou 30 v kyslíkovej komoře 13 bola minimálna expozícia obsluhujúceho personálu je žiarič 37 odtienený oloveným tienením 38, ktoré je súčasfou komory 13. Žiarič 37 tvořený například zdrojom pozitrónov ²²Na je z bezpečnostných dovodov ešte krytý kovovou fóliou 41 takej hrůbky, aby intenzita zvazku vyletujúcich pozitrónov bola zoslabená čo najmenej. Priezorové příruby 44, 45, cez ktoré vyletujú anihilačné fotony gama s energiou 0,5 MeV sú kryté kovovou fóliou 59, 51. Materiál a hrúbka fólie 50, 51 boli vybraté vzhfadom na energiu vyletujúcich fotónov gama a maximálneho tlaku kyslíka, s ktorým má komora 13 pracovat.

Cinnosť automaticky naděného korelačného spektrometru s kyslíkovou komorou 13 je nasledovná: po umiestnení vzorky 30 do kyslíkovej komory 13, viacnásobnom odčerpaní vzduchu a napuštění kyslíka sa spustí meranie korelačných spektier ovládané riadiacou a registračnou elektronickou jednotkou 10, počas ktorého prebytočný kyslík z komory 13 uniká nastaveným regulačným přetlakovým a poistným ventilom 12.

Claims (1)

1. PREDMET

   Automaticky riadený korelačný spektrometer s kyslíkovou komorou pozostávajúci z rámu, na ktorom sú umiestnené pevné rameno a pohyblivé rameno s pohybovým zariadením a na ramenách sú uchytené kolimačné štrbiny a scintilačné detekčně jednotky s olovenými tieniacimi krytmi, pričom na ráme je v olovenom tieniacom kryte pevne uchytená kyslíková .komora na meranie vzoriek metodou elektrón-pozitrónovej anihilácie v kyslíkovej, respektive inej například inertnej atmosféře v rozsahu tlakov 10⁵ Pa 3 . 10⁵ Pa, vyznačujúci sa tým, že kyslíková komora (13) pozostáva z válcového telesa komory (18), spodnej priruby (19) pevne uchytenej na válcové teleso komory (18), vrchnéj priruby (20) uchytenej na telese komory (18J cez tesnenie [21], v ktorom sú oproti sebe umiestnené dve prierezové priruby (44, 45j, v ktorých sú v

   VYNÁLEZU držiakoch (46, 47) uchytené kovové fólie (49, 50 j těsněné těsněním (54, 55) a podložkami (48, 49) a ďalej kolmo na os prechádzajúcu priezormi sú umiestnené ďalšie, dve přírubové telesá (22, 23), na ktoré cez tesnenia (24, 31 j sú priskrutkované dve bočné priruby (27, 34), pričom v jednej přírubě (37) je umiestnený posuvný držiak žiariča tvořený skrutkou (35) a válcovým držíakom (36) so žiaričom (37) krytým kovovou fóliou (41) odtienený tienením (38) a v druhéj prírube (27) je umiestnený posuvný držiak tvořený skrutkou (28) a válcovým držiakom (29) vzorky (30), ďalej vo valcovom telese komory (18) sa nachádzajú dve trubky (42, 43), z ktorých trubka (43) je pre pripojenie komory k regulačnému přetlakovému poistnému ventilu (12) a druhá trubka (42) je pre odčerpáme vzduchu a pripúšťanie kyslíkovej atmosféry.