Способ ядерно-физического контроля зольности угля

(51) 01 23/22 (2006.01) 01 5/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ излучением и измерении интенсивности ослабленного гамма-излучения отличающийся тем,что дополнительно регистрируют гамма-кванты,рассеянные под малыми углами , оптимальное значение которого выбирают предварительно на углях известного состава из условия, чтобы измеренная интенсивность рассеянных гаммаквантов не зависела от содержания железа в золе,устанавливают выбранный оптимальный угол рассеяния о, а зольность угля определяют по интенсивности ослабленного гамма-излучения совместно с измеренной интенсивностью рассеянных под углом о гамма-квантов. Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении сферы применяемого способа за счет дополнительной регистрации рассеянных под малым углом гамма-квантов,оптимальное значение которого выбирают предварительно на углях известного состава.(72) Пак Юрий Николаевич Пак Дмитрий Юрьевич Ельшин Ануар Баянович(73) Пак Юрий Николаевич Пак Дмитрий Юрьевич(56) Старчик Л.П., Пак Ю.Н. Ядерно-физические методы контроля качества твердого топлива. М. Недра, 1985, с.50(57) Изобретение относится к способам анализа вещества и может быть использовано для контроля зольности угля в процессе его добычи и переработки. Задачей изобретения является повышение точности определения зольности в условиях непостоянства вещественного состава. Способ ядерно-физического контроля зольности угля, основанный на просвечивании угля гамма 26934 Изобретение относится к способам анализа состава вещества, а именно к ядерно-физическим способам контроля зольности угля. Известен способ определения зольности,основанный на рассеянии гамма-излучения, когда источник первичного гамма-излучения и детектор вторичного гамма-излучения расположены по одну сторону от объекта контроля Старчик Л.П., Пак Ю.Н. Ядерно-физические методы контроля качества твердого топлива. М. Недра, 1985, с. 44. Недостатком известного способа является сравнительно низкая чувствительность к зольности и высокая погрешность, обусловленная влиянием колебаний вещественного состава минеральной(золообразующей) части угля. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ,заключающийся в просвечивании слоя угля гаммаизлучением и регистрации ослабленного(прошедшего через слои угля) гамма-излучения Старчик Л.П., Пак Ю.Н. Ядерно-физические методы контроля качества твердого топлива. М Недра, 1985. с. 50. Способ реализуется в геометрии,когда источник первичного и детектор вторичного излучения располагаются по разные стороны от объекта контроля. Несмотря на достаточно высокую чувствительность к зольности,результаты известного способа зависят от перераспределения состава золы, в частности содержания железа,являющегося наиболее тяжелым золообразующим элементом. Задачей изобретения является повышение точности определения зольности в условиях непостоянства вещественного состава. Технический результат изобретения состоит в расширении сферы применения способа в условиях значительной изменчивости состава углей. Поставленная задача решается следующим образом. В процессе облучения угля гаммаизлучением в геометрии просвечивания, когда источник и детектор располагаются по разные стороны от контролируемого объекта, и измерении интенсивности ослабленного (прошедшего через слой угля) гамма-излучения дополнительно регистрируют гамма-кванты, рассеянные под малыми углами , оптимальное значение которого выбирают предварительно на углях известного состава из условия,чтобы измеренная интенсивность рассеянных гамма-квантов не зависела от содержания железа в золе,устанавливают выбранный оптимальный угол рассеяния о, а зольность угля определяют по интенсивности ослабленного гамма-излучения совместно с измеренной интенсивностью рассеянных под углом о гамма- квантов. Основным дестабилизирующим фактором,снижающим точность определения зольности в гамма-методах является непостоянства вещественного состава, в частности, содержания железа. Дополнительная регистрация рассеянных в направлении вперед (малые углы рассеяния) гаммаквантов позволяет оптимизировать параметры способа с точки зрения достижения инвариантности результатов при колебании вещественного состава. Отличительная особенность способа рассеяния гамма-излучения вперед состоит в возможности создания конкурирующих процессов, при которых действие возмущающих факторов компенсируется. На угольных пробах известного состава (средней зольности с различным содержанием железа) устанавливают зависимость интенсивности рассеянных под малыми угламигамма-квантов от содержания железа в золе. За оптимальный угол рассеяния о принимают такой, при котором измеренная интенсивность рассеянных гаммаквантов не зависит от содержания железа. Самокомпенсирующий эффект влияния железа наблюдается при углах рассеянияблизких к 30(источник -57). При выбранном оптимальном угле рассеяния о энергия рассеянных квантов примерно составляет 115 кэВ. Это граничная энергия, при которой массовые коэффициенты фотоэлектрического поглощения и комптоновского рассеяния для железа совпадают, что приводит к компенсации влияния железа. Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что дополнительно регистрируют рассеянные под малыми углами гамма-кванты и оптимальное значение угла рассеяния выбирают предварительно на углях известного состава из условия, чтобы измеренная интенсивность рассеянных гамма-квантов не зависела от содержания железа в золе,устанавливают выбранный оптимальный угол рассеяния о, а зольность угля определяют по интенсивности ослабленного гамма-излучения совместно с измеренной интенсивностью рассеянных под углом о гамма-квантов. Пример реализации способа. Анализируемая проба угля облучается гамма-излучением радионуклидного источника Со-57. Прошедшее через уголь ослабленное гамма-излучение и рассеянное в направлении вперед гамма-излучение регистрируются раздельно детекторами,размещенными по другую сторону от объекта контроля. Дополнительно измеряют интенсивность рассеянных на оптимальный угол о 30 гаммаквантов, а зольность угля определяют по семейству градуировочных зависимостей интенсивности ослабленного гамма-излучения от зольности,построенных при различных значениях измеренной при о интенсивности рассеянных гамма-квантов(шифр кривых). В таблице представлены сравнительные данные,полученные при экспериментальной апробации предлагаемого способа и прототипа. Диапазон колебаний содержания железа в золе,Предлагаемый способ ядерно-физического контроля зольности в сравнении с прототипом выгодно отличается повышенной точностью в условиях колебаний вещественного состава золы, в частности содержания железа, что существенно расширяет сферу его применения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ ядерно-физического контроля зольности угля, основанный на просвечивании угля гаммаизлучением и измерении интенсивности ослабленного гамма-излучения отличающийся тем,что дополнительно регистрируют гамма-кванты,рассеянные под малыми углами , оптимальное значение которого выбирают предварительно на углях известного состава из условия, чтобы измеренная интенсивность рассеянных-квантов не зависела от содержания железа в золе,устанавливают выбранный оптимальный угол рассеяния о, а зольность угля определяют по интенсивности ослабленного гамма-излучения совместно с измеренной интенсивностью рассеянных под углом о гамма-квантов.