Способ контроля влажности твердого топлива

(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 нейтронов, отличающийся тем, что дополнительно регистрируют гамма-излучение радиационного захвата ГИРЗ тепловых нейтронов ядрами минеральной части топлива с энергией выше 5 МэВ,а влажность твердого топлива определяют по отношению интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов совместно с измеренным отношением интенсивностей ГИРЗ тепловых нейтронов с энергией выше 5 МэВ к интенсивности ГИРЗ с энергией 7,6 МэВ. Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности определения влажности и расширении сферы применения в условиях значительной изменчивости зольности твердого топлива и вещественного состава минеральной части за счет дополнительной регистрации гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами минеральной части топлива с энергией выше 5 МэВ и ядрами железа с энергией 7,6 МэВ.(72) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич Иманов Марат Омирбекович(73) Пак Дмитрий Юрьевич Пак Юрий Николаевич(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВЛАЖНОСТИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА(57) Изобретение относится к способам анализа состава вещества и может быть использовано для контроля влажности твердого топлива в процессе его переработки. Задачей изобретения является повышение точности определения влажности и расширение сферы применения. Способ контроля влажности твердого топлива,заключающийся в его облучении быстрыми нейтронами и регистрации тепловых и надтепловых Изобретение относится к способам анализа состава вещества и может быть использовано для контроля влажности твердого топлива в процессе его переработки. Известен способ определения влажности вещества, основанный на его облучении быстрыми нейтронами и регистрации интенсивности тепловых нейтронов (Дубинчук В.Т., Поляков В.А. и др. Ядерно-геофизические методы в гидрогеологии и инженерной геологии. М. Недра, 1988, с.6). Недостатком известного способа является значительная погрешность определения влажности,вызванная влиянием химически связанной воды на результаты способа. Наиболее близким, по технической сущности и достигаемому результату,является способ,заключающийся в облучении твердого топлива быстрыми нейтронами и регистрации тепловых и надтепловых нейтронов и определении влажности по величине отношения тепловых и надтепловых нейтронов (Арцыбашев В.А. Ядерно-геофизическая разведка. М. Атомиздат, 1980, с.164). Недостатком известного способа является ограниченность его применения и низкая точность в условиях, когда зольность твердого топлива меняется в значительных пределах, например 840. В условиях сильной изменчивости зольности(меняется содержание углерода, как основного замедлителя быстрых нейтронов) величина отношения интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов меняется при постоянстве влажности. Задачей изобретения является расширение диапазона его применения и повышение точности определения влажности твердого топлива, в котором зольность варьирует в значительных пределах. Технический результат изобретения состоит в расширении сферы применения и повышении точности определения влажности твердого топлива в условиях значительной изменчивости его зольности и вещественного состава минеральной части, и в частности содержания железа. Поставленная задача решается следующим образом. Интенсивность замедленных нейтронов(тепловых и надтепловых) зависит от многих факторов влажности, наличия химически связанной воды, компонентного состава, в частности зольности, вещественного состава минеральной части, главным образом содержания железа,имеющего аномально большое сечение радиационного захвата тепловых нейтронов по сравнению с другими золообразующими элементами. Поэтому изменчивость твердого топлива по зольности и колебания содержания железа вносят дестабилизирующее влияние на результаты определения влажности по величине отношения интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов. Экспериментальными исследованиями на твердом топливе различной зольности, влажности и содержания железа в минеральной части установлены сложные закономерности изменения 2 интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов и интенсивностей гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами минеральной части твердого топлива с энергией выше 5 МэВ. При радиационном захвате тепловых нейтронов ядрами минеральной части топлива, возникает мгновенное гамма-излучение различной энергии алюминий - 7,73 МэВ кремний - 4,96 МэВ сера 5,4 МэВ кальций - 6,4 МэВ железо - 7,6 МэВ. Указанные элементы составляют более 95 всей минеральной массы твердого топлива. Железо,в сравнении с другими золообразующими элементами, обладает аномально большим сечением радиационного захвата тепловых нейтронов. Поэтому при колебании вещественного состава минеральной части топлива меняется поглощающая способность твердого топлива. При колебании зольности твердого топлива за счет изменения содержания углерода меняется замедляющая способность. Отсюда, изменчивость твердого топлива по зольности и вещественному составу минеральной части приводит к непостоянству нейтронно-замедляющих и поглощающих свойств топлива, что приводит к изменению величины величины отношения интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов Т/Т. Дополнительная регистрация ГИРЗ тепловых нейтронов ядрами минеральной части топлива с энергией выше 5 МэВ позволяет учесть влияние непостоянства зольности и вещественного состава. С этой целью измеряется отношение интенсивности ГИРЗ с энергией выше 5 МэВ к интенсивности ГИРЗ тепловых нейтронов ядрами железа с энергией 7,6 МэВ. При этом влажность определяют по величине отношения, в числителе которого отношение интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов, а в знаменателе отношение интенсивности ГИРЗ с энергией выше 5 МэВ к интенсивности ГИРЗ с энергией 7,6 МэВ. Существенным отличием изобретения от прототипа является то, что дополнительно регистрируют ГИРЗ тепловых нейтронов ядрами золообра-зующих элементов с энергией выше 5 МэВ и энергией 7,6 МэВ, а влажность твердого топлива определяют по величине отношения, в числителе которого отношение интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов, а в знаменателе отношение интенсивности ГИРЗ с энергией выше 5 МэВ к интенсивности ГИРЗ с энергией 7,6 МэВ. Пример осуществления способа. Контролируемая проба твердого топлива массой более 30 кг облучается потоком быстрых нейтронов от Ро-Ве источника. Измеряют интенсивности ГИРЗ тепловых нейтронов ядрами золообразующих элементов с энергией выше 5 МэВ (5 - 7,8 МэВ) и ядрами железа с энергией 7,6 МэВ. Величина отношения, в числителе которого отношение интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов,а в знаменателе-отношение интенсивности ГИРЗ с энергией 5 - 7,8 МэВ к интенсивности ГИРЗ с энергией 7,6 МэВ, служила эталонировочной зависимостью, по которой определялась влажность твердого топлива. В таблице представлены характеристики предлагаемого Способ Прототип Предлагаемый Предлагаемый способ определения влажности твердого топлива характеризуется повышенной точностью в условиях изменчивости его зольности,что расширяет сферу его применения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ контроля влажности твердого топлива,заключающийся в его облучении быстрыми нейтронами и регистрации тепловых и надтепловых нейтронов, отличающийся тем, что дополнительно регистрируют гамма-излучение радиационного захвата ГИРЗ тепловых нейтронов ядрами минеральной части топлива с энергией выше 5 МэВ,а влажность твердого топлива определяют по отношению интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов совместно с измеренным отношением интенсивностей ГИРЗ тепловых нейтронов с энергией выше 5 МэВ к интенсивности ГИРЗ с энергией 7,6 МэВ.