Файл: Ядернофизические методы анализа и контроля технологических процессов [сборник статей]..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 44
Скачиваний: 0
гд е
А =
В =
43 Рг3 ~ т23 Pl3 |
|
|
(1.32) |
|
|
Ргз |
|
|
|
|
|
|
|
|
т 3 P 23 ~Ь т 23 РоЗ |
|
|
(1.33) |
|
|
Ргз |
|
|
|
|
|
|
|
|
X,. |
= X. --- |
X. • |
|
(1.34) |
ij |
1 |
1 . |
|
|
P i j = P t - P j . |
|
(1.35) |
||
Принимая |
во |
внимание, |
что х,2 ~ т3» |
|
из |
(1.32) и (1.33) имеем |
|
||
|
|
чз> |
В = |
(1.36) |
Формула (1.31) дает зависимость ин тенсивности от концентрации воль
фрама в твердой |
фракции |
и плот |
||
ности ро пульпы. |
|
|
|
|
Чувствительность |
метода к q |
|||
для |
моноэнергетического |
потока |
||
можно определить по формуле |
||||
|
Ъ1 |
|
|
|
|
_ А Ризр-д /р у |
|
X |
|
|
(Ргз + |
Рп Я)2 |
||
|
|
|||
ехр |
А р„з Я |
| В |
(1.37) |
|
|
Piз + Р 21 Я |
|
|
здесь S Q—чувствительность на 100%
Рис. 1. Зависимость плотности р |
(на единицу q). |
|
(1.73) |
по у и |
||||||
пульпы |
от |
концентрации |
Дифференцируя |
|||||||
вольфрама |
с |
в |
жидкой |
фазе |
приравнивая |
к |
нулю, получаем |
|||
при фиксирова иной концентра |
|
|
|
|
|
|||||
ции вольфрама |
в твердой фра |
|
dSq |
0 ; |
|
(1.38) |
||||
|
|
кции. |
|
|
ду |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Apjajhз |
|
АроъЯ |
+ В |
/ |
= |
0 . |
(1.39) |
|
|
|
(Piз + Pi2 Я) |
|
Piз + Я Рп |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Отсюда |
следует, |
что |
максимальная чувствительность |
имеет |
||||||
место при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Умакс |
|
|
|
|
Pi3 (Pi3 4~ Я Рп) |
|
|
Я Рп) |
(1.40) |
|
макс |
|
Роз 9 Ow Ргз — х23Р 13) + (хзРгз + х23 Роз) (Ргз + |
|
8
а максимальная толщина учакс — при |
q = 0, т. е. |
|
|||
шах |
( У макс ) |
Лз |
(1.41) |
||
тз Piз + |
х23 Роз |
||||
|
|
|
Учитывая |
т23 = 0 (т2 = т3), получаем при р0 = 1,3 г-см , Е = 0 , \ М э в , |
||||||||
% = |
0,17 [1]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т З Х |
(Умакс ) |
= Т Г |
= 5 ’9 |
г ‘ СЛ |
(1.42) |
||
|
|
|
|||||||
При |
этом |
чувствительность |
на |
процент S q |
с учетом (1.36) рав |
||||
на (при р3 |
= 1, р2 = |
2,8 г-см~3 Tj = |
4,36, |
т3 = |
0,17см2 -г-1 ) |
|
|||
|
|
S* |
— IQ-2 S' |
- |
Tl3^03' 5-9 |
/ |
р~1 ~ |
|
|
|
|
|
- 1и |
“ |
100 ри |
у° |
е “ |
|
|
|
|
|
= 0,030 /0 = 0,082/, |
|
(1.43) |
т. е. ~ 8,2 % от /.
Для сложного потока ^-излучения источника взамен (1.31)
получим |
исходя из |
(1.2 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г ~ l d E . t r (£) ехр |
[ |
- |
у ^ |
З |
-^ |
- + В ( Е ) \ |
(1.44) |
|||||
или исходя из |
(1.22) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
^ =-4 ^ 2 5,7та ехр |
|
|
|
|
/*23 + |
Р12 9 |
|
|
(1.45) |
||||
|
j= 1 |
|
|
- |
y |
f |
- |
^ |
У |
|
+ B {E j) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
здесь Л (Е ), В (Д), А (Д .), 5 (Д;.), |
5 ' (Е ), |
5", Д.) зависят от энер |
|||||||||||
гии, так |
как |
^ — функции |
от |
|
Д |
(или |
от длины |
волны |
X), а |
||||
Д ' и В" — спектральные интенсивности |
источника. |
|
|
||||||||||
Тогда чувствительность метода к q для сложного потока |
|||||||||||||
можно определить |
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
5 ? = |
|
дГ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
aq |
|
|
|
|
|
|||
|
У Роз Piз Я |
|
|
|
|
|
|
Ароз 9 |
|
(1.46) |
|||
(Рзз ~РпЯ) т j |
d E A B ' e x р |
|
|
|
Р23 + Pl2 9 + в |
|
|||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 , = |
|
|
99 |
|
|
|
|
|
|
У Роз Аз 9 |
6 — а |
V* |
|
ехр |
|
|
|
Л/ |
Л>з? . |
в |
(1.47) |
||
(Р23 + P i2 9)2 |
|
^ Д ' А у |
|
|
Р ’23 + |
Р12 9 |
|
||||||
|
/ - 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
гд е |
Z. = Z ( £ . ) , |
Z = A, |
В,В', |
В". |
|
(1.48) |
|
|
|
||||||
Введем обозначения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М = |
Apmq |
+ В |
|
|
(1.49) |
|
|
Piз + А 2 Я |
|
|
|
|
|
(Ж = М (Е ), |
поскольку А = А (Е ), В — В (Е )) |
и |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
(1.50) |
Определим |
ут для |
максимума S q, |
S q |
по у |
из условий |
||
|
|
|
|
|
|
|
(1.51) |
|
|
|
|
|
|
= |
0. (1.52) |
Вычисление |
отсюда ут в значительной мере |
зависит от |
степени |
||||
сложности спектра |
источника. |
|
|
|
|
До сих пор мы рассматривали параллельный пучок у-квантов. Однако при у-абсорбционном анализе пульпы (среды с малой плот ностью) приходится использовать слабые источники у-излучения, что значительно уменьшает защиту и, как следствие, длину кол лиматоров. При малой длине коллиматоров сокращается расстоя ние от источника до эффективного поперечного сечения детектора и, следовательно, лучевое приближение несет большие ошибки в расчетах. Для устранения этих ошибок рассмотрим теорию вопроса с учетом сферического расширения потока излучения.
При отсутствии поглощения и рассеяния поток Ф у-квантов через любую сферическую поверхность вокруг источника суть ве
личина постоянная: |
4- r 2f = |
const, |
(1.53) |
ф = |
|||
где г — радиус; / — плотность потока; т. е. |
|
||
, |
Ф |
const |
(1.54) |
|
4т.г- |
г- |
|
|
|
Дифференцируя (1.53) по г, получаем уравнение
(1.55)
решением которого является функция (1.54). Оператор
(1.56)
10
назовем радиальным оператором 1-го порядка для плотности (в данном случае /). Отметим, что радиальным оператором 2-го порядка может служить оператор
d ^ |
_4__d_ |
2 |
(1.57) |
||
dr- ' |
г |
ar |
1 г- ’ |
||
|
|||||
который вытекает из двукратного |
дифференцирования |
(1.53) по |
|||
г (функция (1.54) является решением |
уравнения K f —0) и отли |
||||
чается от радиальной части оператора Лапласа членом 2г-2. |
|||||
Оператор L характеризует |
процесс |
сферического расширения |
|||
плотности потока точечного источника. |
Иначе говоря, |
разность |
|||
между скоростью оПр притока |
у-квантов от точечного |
источника |
(расположенного в центре сферы) в единицу объема в данной точке сферы и скоростью цут утечки у-квантов из данного объема
суть |
|
®ут — ®.1Р = Lf. |
(1.58) |
При отсутствии внутренних для данного единичного |
объема |
источников и актов поглощения имеем |
|
L f = 0. |
(1.59) |
Если дополнительно происходит поглощение со скоростью иПогл и
образование |
у-квантов внутри единичного объема |
со |
скоростью |
|
^ обр , т о |
|
|
|
|
V |
+ ^логл - ^„р - ^обр - |
^погл - ^обр = |
0 . |
(1.60) |
Скорость поглощения у-квантов атомами компонента i пропор циональна плотности f потока, числу nt атомов компонента i и сечению поглощения о :
|
|
|
v погл |
i v |
- |
(1.61) |
Суммируя по всем компонентам, получаем |
|
|||||
|
^погл |
2 ^погл |
^2агйГ |
(1.62) |
||
Тогда (1.60) |
примет вид |
I |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|||
|
( |
- |
-1- 2 а' л ‘ К = 0 ’ |
(1.63) |
||
|
|
дг |
|
|||
|
\ |
|
|
i=l |
|
|
так как скорость v o6p |
в нашем |
случае равна нулю. |
Представим |
|||
плотность / |
как |
|
/ |
1, |
|
|
|
|
|
<?е |
(1.64) |
||
тогда (1.63) |
дает |
|
|
= |
||
|
|
|
|
|
||
|
_д_ |
|
|
■2 |
I ®= 0 . |
(1.65) |
|
дг |
|
|
|||
|
|
|
|
/-1 |
|
|
11