Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2104770
СПОСОБ ОБЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

Имя заявителя: Петербургский институт ядерной физики им.Б.П.Константинова РАН; Коноплев Кир Александрович; Орлов Сергей Петрович; Чмшкян Донг Владимирович 
Имя изобретателя: Коноплев К.А.; Орлов С.П.; Чмшкян Д.В. 
Имя патентообладателя: Петербургский институт ядерной физики им.Б.П.Константинова РАН; Коноплев Кир Александрович; Орлов Сергей Петрович; Чмшкян Донг Владимирович
Адрес для переписки: Петербургский институт ядерной физики им.Б.П.Константинова РАН; Коноплев Кир Александрович; Орлов Сергей Петрович; Чмшкян Донг Владимирович
Дата начала действия патента: 1996.06.04 

Изобретение относится к радиационным методам обработки минералов с целью повышения их ювелирной ценности. Предлагаемый способ позволяет уменьшить наведенную активность образцов, обусловленную тепловыми и резонансными нейтронами, которые образуются в рабочем объеме за счет замедления быстрых нейтронов. Сущность изобретения: тепловые нейтроны частично отфильтровываются с помощью кадмиевой фольги, которой оборачивают контейнер. Контейнер заполняется веществом или смесью веществ, поглощающих тепловые и резонансные нейтроны, например бор, кадмий, бор-индий, кадмий-тантал, кадмий-индий и т.д. Затем размещают в нем минералы, причем соотношение предлагаемых веществ в смеси и плотность заполнения ею контейнера рассчитывают из условия, чтобы в момент облучения в контейнере отношение потока быстрых нейтронов к потоку тепловых нейтронов было больше или равно 10.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к радиационным методам обработки минералов с целью изменения их окраски, устранения дефектов и т.д. (с целью повышения их ювелирной ценности).

Известен способ обработки минералов и драгоценных камней с помощью ускоренных электронов с энергией от 3 до 45 МэВ с интегральной дозой от 1·10¹⁶до 1·10¹⁸электрон/см² при температуре от 80^oC до 350^oC (DE, N 2910520, кл. C 04B 41/00, 1982).

Известен способ изменения окраски минералов в реакторе действием нейтронного и сопутствующего ему гамма-излучения. Облучение производится быстрыми нейтронами с энергией не ниже 0,5 МэВ при интегральной дозе облучения 5·10¹⁵- 1·10¹⁸нейтрон/см² и при интегральной дозе гамма-облучения 5·10⁶-1·10⁹рентген при температуре не выше 300^oC. В качестве фильтра тепловых нейтронов используется кадмиевая фольга (DE, N 2934944, кл. C 04B 41/00, 1982).

Известен и способ облучения минералов в реакторе в потоке быстрых нейтронов с энергией не ниже 0,5 МэВ при интегральной дозе от 5·10¹⁵- 1·10¹⁸и интегральной дозе гамма-излучения 5·10⁵-1·10⁹рентген. Тепловые нейтроны, присутствующие в спектре потока ядерного реактора, отфильтровывают с помощью кадмиевой фольги(NL, N 172467, кл. C 30 B 33/00, 1987).

Наиболее близким к заявляемому является способ облучения минералов нейтронным и гамма-излучением реактора (SU, N 601855, кл. B 01J 19/08, 1983). Способ заключается в том, что используют для оптимизации характеристик получаемого изделия быстрые нейтроны с энергией не менее 2 МэВ ори интегральных потоках нейтронного излучения 5·10¹⁵- 5·10¹⁸нейтрон/см² и интегральных дозах гамма-излучения 5·10⁶- 5·10⁹рентген. Тепловые нейтроны частично отфильтровывались с помощью кадмиевой фольги, окраска минералов, облученных таким способом, оказалась устойчивой к световому и тепловому воздействию.

Однако все описанные выше способы требует длительного высвечивания для устранения наведенной активности.

Предлагаемый в качестве изобретения способпозволяет уменьшить наведенную активность образцов, обусловленную тепловыми и резонансными нейтронами, образующимися за счет замедления быстрых нейтронов в рабочем объеме. Для этого в способе облучения минералов в нейтронном потоке реактора, когда тепловые нейтроны частично отфильтровываются с помощью кадмиевой фольги, согласно заявляемому изобретению предлагается следующее.

Емкость (или контейнер), в которую помещены облучаемые минералы, заполняют веществом или смесью веществ, поглощающих тепловые и резонансные нейтроны, например бор-индий, кадмий-тантал, кадмий-индий, причем соотношение указанных веществ в смеси и плотность заполнения ею контейнера рассчитывают таким образом, что в момент облучения в контейнере должно быть соблюдено условие



где Ф_б.н.- поток быстрых нейтронов с энергией выше 1 МэВ;

Ф_т.н.- поток тепловых нейтронов.

Такая совокупность признаков, как было установлено экспериментальным путем, позволяет уменьшить наведенную активность после двухнедельной выдержки до 74 Бк/г, что по нормам МАГАТЭ не представляет радиационной опасности.

Поскольку материалы, как правило, содержат активируемые примеси и их наведенная активность пропорциональна потоку тепловых нейтронов, а для получения желаемой окраски минерала необходимо облучить их флюенсом быстрых нейтронов не менее 10¹⁸ н/см², т.к. в ядерном реакторе соотношение быстрых нейтронов к тепловым 1, то минералы при таком облучении получат такой же флюенс тепловых нейтронов, что приводит к наведенной активности 1000 Бк/г, что не допустимо. Облучаемый контейнер с минералами имеет некоторый объем, и его экранирование поглощающим тепловые нейтроны материалом, например, кадмием в качестве фильтра тепловых нейтронов (который используется в рассмотренных выше аналогах и прототипе), не обеспечивает необходимое соотношение между быстрыми и тепловыми нейтронами ввиду генерации тепловых нейтронов внутри контейнера за счет замедления быстрых нейтронов.

Экспериментальным путем было установлено такое соотношение потока быстрых нейтронов к потоку тепловых нейтронов внутри контейнера в момент облучения, при котором осуществляется устранение различных дефектов в минералах, улучшение их окраски, а наведенная активность уменьшается на порядок. Для этой цели могут быть использованы известные поглотители тепловых и резонансных нейтронов, например бор, индий, тантал и т.д., а и их смеси.

Плотность заполнения контейнера поглощающими веществами рассчитывается в каждом конкретном случае (исходя из веса минералов потока нейтронов в месте облучения и т.д.), но при этом должно быть соблюдено условие, чтобы в контейнере в момент облучения



Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами.

1. Топазы были помещены в контейнер объемом 100 см³, экранированный кадмием, заполненный 185 г минералов и 20 г карбида бора (р = 0,2 г/см³). Это по расчетам обеспечивает в контейнере в момент облучения соотношение Ф_б.н./Ф_т.н.= 12. Контейнер был облучен в канале реактора, за 15 ч облучения флюенс нейтронов (с энергией выше 1 МэВ) составил 3,9·10¹⁸н/см². После двухнедельной выдержки активность топазов составила 47 Бк/г . После облучения минералы приобрели темно-голубую окраску.

2. Топазы были помещены в контейнер объемом 100 см³, экранированный кадмием, заполненный 185 г минералов, 20 г индия и 20 г карбида бора. Это по расчетам обеспечивает в контейнере в момент облучения соотношение Ф_б.н./Ф_т.н.= 25. Контейнер был облучен до флюенса нейтронов (с энергией выше 1 МэВ) 2,7·10¹⁸н/см². После двухнедельной выдержки активность топазов составила 8 Бк /г. После облучения минералы приобрели темно-голубую окраску.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ облучения минералов в нейтронном потоке реактора в контейнере, отличающийся тем, что в контейнер, в котором размещены облучаемые минералы, помещают и вещество или смесь веществ, содержащих элементы, поглощающие тепловые и резонансные нейтроны, причем соотношение указанных веществ и плотность заполнения ими контейнера рассчитывают так, чтобы в момент облучения минералов в контейнере отношение потока быстрых нейтронов к потоку тепловых нейтронов должно быть больше или равно 10.

Версия для печати
Дата публикации 03.01.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов