[发明专利]用于基于中子活化进行多元素分析的方法和装置、以及用途

说明书

本发明涉及一种用于基于中子活化进行多元素分析的方法，该方法包括以下步骤：产生能量在10keV至20MeV范围内的快中子；用这些中子辐照样品(1)；测量由经辐照的样品发射的伽马辐射，以便确定该样品中的至少一种元素；其中，根据本发明，该样品是以非脉冲且连续的方式辐照的，在辐照期间进行测量，至少瞬发伽马辐射或瞬发伽马辐射和延迟伽马辐射两者被测量和评估，以便确定该至少一种元素，该样品被划分成各个分区并且使用准直器进行测量，并且在该样品(1)的相关分区(P1，P2，Pn)内以空间分辨和能量分辨的方式确定中子流。因此扩展了分析，提供了一种灵活的方法。本发明还涉及相应的装置以及探测器单元在多元素分析中的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于通过用中子辐照样品来基于中子活化进行多元素分析的方法。进一步地，本发明涉及一种包括至少一个可准直探测器的相应设备。尤其重要的是，本发明还涉及控制装置或其计算机程序产品的用途。特别地，本发明涉及根据相应独立权利要求或备选独立权利要求的前序部分的方法和设备。

背景技术

在许多工业领域中，尤其是在危险货物或废物或回收材料或原材料的方面，或在半成品或工业产品的品质控制方面，十分重视对物质或材料的、特别是关于其元素成分的分析。此前执行的一种分析方法是所谓的多元素分析，借助于该分析方法确定样品的各个元素，而无需事先知道样品的确切成分。

可以通过中子活化或例如通过X射线荧光分析或质谱法来实施多元素分析。此前，根据一定的时间指定，通过辐照的方式实施借助于中子活化的多元素分析。在脉冲中子辐照的情况下，如果在一定的时间窗口后，根据脉冲辐照的方式对瞬发伽马辐射进行了评估，则能够确保获得有意义的测量结果。在每个中子脉冲结束之后的等待时间之后，开始用于探测伽马辐射的时间窗口，并且该时间窗口在发射下一个中子脉冲之前结束。

WO 2012/010162 A1和DE 10 2010 031 844 A1描述了一种使用中子辐射对大体积样品进行非破坏性元素分析的方法以及一种执行该方法的设备。在该方法中，由快中子以脉冲方式辐照样品，其中，在中子脉冲之后的一定的时间窗口之后，在朝向样品发射新的中子脉冲之前，测量由样品发射的伽马辐射。在此，测量方法还基于以下发现：可以通过慢化过程和通过观察相应中子脉冲之后的时间窗口来促进测量。由于相应中子脉冲之后的时间窗口，由非弹性相互作用造成的探测器中对感应伽马辐射的探测可以被滤除、并且因此可以在测量期间被屏蔽。瞬发伽马辐射作为伽马辐射进行评估。

EP 1 882 929 B1和WO 01/07888 A2还描述了以下方法，其中中子以脉冲方式辐射在样品上，并且在每个脉冲之后观察某一时间窗口，直到测量到由样品发射的瞬发伽马辐射。在例如EP 0 493 545 B1和DE 10 2007 029 778 B4中也描述了类似的方法。

中子活化分析还在以下另外的出版物中进行了描述：US 2015/0338356 A1，DE603 10 118 T2，US 2005/0004763 A1，US 2012/046867 A1，DE 102 15 070 A1，DE 12 36831 B。

发明内容

目的是提供一种可以通过中子活化来简化样品的多元素分析的方法和设备。另一个目的是构造一种用于通过中子活化进行多元素分析的方法和设备，使得产生广泛的应用领域。该目的也可以被认为是给用户提供一种简单、快速的测量方法，可以与待分析样品的类型或尺寸或材料成分尽可能无关地应用所述方法。尤其重要的是，目的是提供一种尽可能灵活的非破坏性方法、以及一种用于基于中子活化进行多元素分析的设备，即使待检样品在元素成分和样品几何形状方面难以分析和/或不希望采集待检样品的部分样品(其是破坏性的或影响结果)的情况下仍具有非常高的质量或非常可靠、安全的测量和评估所发射的伽马辐射的方式。

这些目的中的至少一个目的是通过根据权利要求1所述的方法和通过根据备选独立设备权利要求所述的设备来实现的。相应的从属权利要求中说明了本发明的有利发展。下文描述的示例性实施例的特征可以彼此组合，只要这未被明确禁止即可。