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专利号: 2020107869348
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于γ能谱法分布式镧萃取在线检测系统,包括一腔体,其特征在于:所述腔体内设有一贯穿其两端的密封连接管道,所述密封连接管道用于流过稀土金属镧的萃取液;

所述密封连接管道外的腔体内设有四个伽马射线探测器,密封连接管道内设有流量传感器、密度传感器、腔体外设有伽马能谱仪和PLC控制器;

四个伽马射线探测器正对密封连接管道,输出端分别经一光电倍增管连接伽马能谱仪,用于探测萃取液中的伽马射线,经光电倍增管放大后形成四路光信号送入伽马能谱仪中;

所述伽马能谱仪用于对四路光信号进行分析,得到四路能谱后叠加输出;

所述流量传感器、密度传感器用于采集萃取液流速信息v、实时密度信息ρ,发送给PLC控制器;

所述PLC控制器用于设置测量时间t、从叠加能谱中提取镧‑138中能量为0.788MeV的伽马射线的特征峰计数NA、特征全能峰区间本底计数Nb,结合流速信息v、实时密度信息ρ,并根据下式得到镧的检测灵敏度S、萃取液中镧的质量DM、以及镧的最小可探测质量MDM;

S=η·ALa·γ

式中:η为伽马能谱仪的探测效率,γ为0.788MeV射线的分支比,值为34.5%,ALa为天然镧的比活度,值为826.63Bq/kg,AS为待测萃取液中镧‑138的活度;

所述腔体内顶部和底部,还分别设有一井字形的铅屏蔽环;两铅屏蔽环在四个边角,通过铅屏蔽杆接触,所述铅屏蔽杆分为可拆卸的上半部和下半部,上半部与上方的铅屏蔽环固定连接,下半部与下方的铅屏蔽环固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于γ能谱法分布式镧萃取在线检测系统,其特征在于:所述腔体横截面为正方形,所述探测器为圆柱CsI形探测器,且在密封连接管道的周向上均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种基于γ能谱法分布式镧萃取在线检测系统的检测方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)建立一基于伽马能谱法的多级分布式镧萃取质量在线检测系统,并将密封连接管道串联在待测萃取液流过的管路上;

(2)启动系统,流量传感器、密度传感器对萃取液的流速信息v、实时密度信息ρ进行采集,四个伽马射线探测器独立探测萃取液中的伽马射线,经光电倍增管分四路入伽马能谱仪,由伽马能谱仪分析后得到四路能谱后叠加形成叠加能谱输出;

(3)PLC控制器从叠加能谱中提取镧‑138中能量为0.788MeV的伽马射线的特征峰计数NA、特征全能峰区间本底计数Nb;并根据下式计算镧的检测灵敏度S、萃取液中镧的质量DM;

S=η·ALa·γ

式中:η为伽马能谱仪的探测效率,γ为0.788MeV射线的分支比,值为34.5%,ALa为天然镧的比活度,值为826.63Bq/kg,AS为待测萃取液中镧‑138的活度。

4.根据权利要求3所述的一种基于γ能谱法分布式镧萃取在线检测系统的检测方法,其特征在于:还包括步骤(4),根据下式计算镧的最小可探测质量MDM;