Практикум по агрохимии - 2-е изд. - Минеев В.Г.
ISBN 5-211-04265-4
Скачать (прямая ссылка):
Анализируемую пробу вводят в пневмотранспортную систему установки через загрузочное устройство для осуществления всего цикла анализа. В процессе введения пробы в пневмосистему (одновременно
49
вводится 10 проб) оператор набирает на цифровом табло порядковые номера и массы проб и нажатием кнопки передает эту информацию на ЭВМ. В дальнейшем ЭВМ управляет движением анализируемой пробы до окончания анализа, обеспечивая ее перемещение к станциям облучения, охлаждения и счета. Перед началом анализа оператор задает через телетайп программу автоматического анализа.
В автоматическом режиме выполняется следующая последовательность операций анализа: активация пробы быстрыми нейтронами, выдержка пробы после облучения, измерение наведенной активности проб, расшифровка спектров наведенного излучения, расчет весового содержания и выдача результатов анализа.
Проба в капсуле поступает по пневмотранспортной системе на облучение в камеру генератора нейтронов, после облучения в течение заданного времени (1-2 мин) капсула с пробой следует на первую станцию охлаждения, где выдерживается некоторое время (3-5 мин) для того, чтобы успели распасться некоторые мешающие радионуклиды, затем капсула с пробой проходит на первую станцию счета, где происходит регистрация наведенного в пробе гамма-спектра. Регистрация осуществляется специальным сцинтилляционным детектором и затем двумя одноканальными анализаторами. Спектр из электронной памяти анализаторов передается в память ЭВМ, где хранится некоторое время, а затем поступает на обработку по специальной программе. С первой станции счета проба подается на вторую станцию охлаждения, а затем на вторую станцию счета, где происходит регистрация гамма-спектра пробы многоканальным анализатором и информация передается также в память ЭВМ. Вторая станция счета позволяет использовать особенность радиоактивного распада, связанную с временными характеристиками, что повышает избирательность метода.
Обработка информации может проводиться различными методами. В частности, для многоканального спектра применен метод наименьших квадратов: для каждого спектра эталона подбирается такой множитель, чтобы сумма эталонных спектров, умноженных на свой коэффициент, наиболее близко подходила к спектру анализируемой пробы. В качестве критерия близости применяется сумма квадратов разностей между содержанием канала спектра пробы и суммой содержаний каналов спектров эталонов, умноженных на свой коэффициент. Математические методы позволяют определить коэффициент при условии минимума указанной суммы квадратов. Резюмируя сказанное, можно записать выражение для суммы квадратов, минимизация которой позволяет определить N М
искомые коэффициенты E = JT (S1?. - ? YjC'у)2 —> min
i-l i-l
50
где Y1 - искомый коэффициент; 5, - содержание /-го канала спектра пробы; Ci1 - содержание /-го канала спектра у-го эталона, имп; N - число каналов в спектре; M- число используемых эталонных спектров.
После того как по специальной программе ЭВМ рассчитает коэффициенты У„ определение содержания искомого элемента в пробе не вызывает трудностей. Для этого необходимо знать массу искомого элемента в эталоне и массу анализируемой пробы, отсюда
X1 = Y1-^2- 100
где Y1 - коэффициент, определенный методом наименьших квадратов, т,э - масса элемента в /-м эталоне; т0 - масса пробы; Xj % - содержание искомого элемента в пробе.
Расчет процентного содержания элемента в растительной пробе проводится в автоматическом режиме по специальной программе. Результат выводится на печать в готовой форме.
Метрологические характеристики метода
HAA как количественный метод обладает следующими особенностями. Прежде всего, HAA - косвенный метод, так как непосредственно измеряется не сама масса искомого элемента, а наведенная активность (скорость счета), связанная с ней соответствующими уравнениями (см. принцип метода). Наведенная активность имеет дискретный характер и следует специфический форме распределения результатов измерения. Для многостадийного HAA (отбор проб, облучение, измерение и расчет количества искомых элементов) специфичны следующие источники погрешности: а) изменение потока нейтронов; б) интерферирующие ядерные реакции; в) процесс измерения активности (воспроизводимость геометрических условий, стабильность измерительной аппаратуры и т.д.); г) статистическая погрешность определения активности (статистический характер измеряемой величины, влияние фона и мешающих активностей).
Указанные возможные источники погрешности в той или иной степени оказывают влияние на точность получаемых результатов. Если в пробе и эталоне содержится одинаковое количество элемента, то и измеренные активности в определенном энергетическом диапазоне, где присутствует гамма-излучение с характерной для данного элемента энергией, будут одинаковыми. Неодинаковость измеренных активностей и характеризует сходимость метода. Статистический характер распада, изменение потока нейтронов при облучении эталона и образца, нестабильность электронной регистрирующей аппаратуры и другие факторы ограничивают точность метода. Измерения, проведенные на автоматической установке HAA растений, показали, что точность результатов анализа, если она не ограничена недостаточной статистикой отсчета, составляет 1,5 - 2%. Наибольшую погрешность в точность
