[发明专利]原料钾矿碘化钠晶体测钾仪

说明书

技术领域

本发明属于钾元素测量技术领域，具体地讲，涉及一种原料钾矿碘化钠晶 体测钾仪。

背景技术

钾盐生产过程中钾原料矿进样工段的任务是将钾原料矿通过传输带输送到 车间进行处理。实时、快速、准确地动态监测进样工段传输带上的钾原料矿中 钾离子的含量，并将其上传至主工控机修改其它工艺参数，可提高钾肥的采收 率，并稳定钾肥品位。

常规测量钾离子含量的方法主要依靠人工现场取样，以重量法、容量法或 用离子选择电极、原子吸收等仪器进行分析，这些方法操作复杂繁琐，所需时 间长，不能在线连续、实时测定，无法满足钾盐的加工生产。放射性测量钾含 量是基于钾的三种天然同位素³⁹K、⁴⁰K和⁴¹K中，仅⁴⁰K具有放射性，它的半 衰期为1.25×10⁹年，丰度为0.012％。由于⁴⁰K的半衰期很长，故可认为⁴⁰K在 钾元素中的含量是固定的，所以可以通过对其放射性的测定，进而推算出总的 钾含量或者其它钾同位素的含量。在⁴⁰K的衰变过程中，能够放射出具有连续光 谱的、最大能量为1.33MeV的β射线，同时放射出能量为1.46MeV的γ射线。 所以可以用测量⁴⁰K放射出的β射线或者γ射线来测定待测样品中钾的含量。γ 射线能谱分析是核辐射测量的最重要的任务之一，而γ射线能谱分析仪是核辐射 能谱分析的最基本的仪器，它是测量记录各种条件下产生的微分脉冲幅度谱的 连续曲线。一般都是同已知元素和含量的标准样品比较，或与已知元素和含量 的标准曲线拟合，定为何种元素，由峰下面积的大小可确定该元素含量的多少。

目前国外主要应用的是在线单道能谱仪，将其安装在钾盐进样工段带式传 输机的上部，带式传输机的下部装一放射源(通常是¹³⁷Cs)。¹³⁷Cs的γ射线经 过钾原料矿时衰减一部分，单道能谱仪接受到的脉冲计数在钾原料矿中的钾含 量基本稳定时固定在一个比较小的范围内，但上述测试方法的传输带上需装有 放射源，给现场的安装和技术维护带来隐患。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种原料钾矿碘化钠晶体 测钾仪，所述原料钾矿碘化钠晶体测钾仪其中的闪烁体的尺寸较大，使得测试 的相对误差更小，不超过3％，精度更为准确。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种原料钾矿碘化钠晶体测钾仪，包括：探测器，所述探测器用于在线或 即时取样探测⁴⁰K衰变时放射的1.46MeV的γ射线，以生成脉冲信号；信号分析系 统，所述信号分析系统用于将所述脉冲信号进行分析，并产生能谱信息；数据 处理系统，所述数据处理系统采集所述能谱信息，绘制成能谱曲线并将其与所 述数据处理系统内置的标准曲线进行对比，计算并显示钾离子的含量；所述标 准曲线为所述原料钾矿碘化钠晶体测钾仪的脉冲计数率与钾样品中钾离子的含 量的关系曲线；所述探测器包括：闪烁体，所述闪烁体用于与射入其内的γ射线 发生光电效应后产生光子；光电倍增管，所述光电倍增管用于接收所述光子， 并将所述光子转换为所述脉冲信号；前置放大器，所述前置放大器用于放大所 述脉冲信号；光学组件，所述光学组件设置于所述闪烁体的侧壁上，以对所述 光子进行反射直至所述光子传递至所述光子聚集件处；以及光子聚集件，所述 光子聚集件设置于所述闪烁体的与所述光电倍增管相对的表面上，以将所述闪 烁体发射的以及所述光学组件反射的所述光子进行汇集并传递至所述光电倍增 管的光阴极处。

进一步地，所述光学组件包括依次叠成设置在所述闪烁体的侧壁上的反射 膜以及遮光膜。

进一步地，所述光子聚集件的材料为光学硅油。

进一步地，所述闪烁体的材料为直径130mm、高度130mm的NaI：Tl晶 体。

进一步地，所述光电倍增管的直径为130mm。

进一步地，所述原料钾矿碘化钠晶体测钾仪还包括：屏蔽室；所述屏蔽室 套设于所述闪烁体外。

进一步地，所述屏蔽室的材料为厚度不少于2cm的铅板。