Verwendung von Neutronensonden zur Messung der Feuchtigkeit von Glasschmelzsand

Abstract

Batch preparation demands precise weighing out of the individual materials. This is easy if all of them are dry but sand is usually supplied moist and often used in that condition. Because sand represents 60 to 70 % of the batch weight its water content must be taken into account. For moisture determination a method is needed which gives a precise measurement rapidly. The nuclear method is very suitable and also has the advantage that it does not require contact with the material and can also measure through containing walls. An installation is described which uses a 241Am-Be source and scintillation detector which displays the count rate digitally. Counting is automatically interrupted after a minute and the moisture content of the sand shown numerically. Using a 100 mC source the 3σ range for an individual measurement is ± 0,2 wt. % H2O with a sensitivity of ± 0,1 % H2O. By increasing the strength of the source to 300 mC gave the 3σ spread to be ± 0,1 wt. % H2O and the sensitivity ± 0,04 % H2O.

Lors de la préparation du mélange vitrifiable à partir des différentes matières premières, il convient de doser exactement les divers composants. Ce dosage n'offre guère de difficultés dans le cas de tous les constituants secs. Par contre, le sable de verrerie est généralement livré et utilisé à l'état humide. Comme il intervient pour 60 à 70 % dans le mélange, la teneur en eau doit donc être prise en considération lors de la pesée. Il faut donc un procédé qui permette de déterminer l'humidité par une mesure rapide et précise. La méthode nucléaire convient bien pour cet usage. Elle offre en outre l'avantage de pouvoir être utilisée à distance et à travers des parois de protection. On décrit un dispositif utilisant une sonde 241Am-Be, dans laquelle le nombre de neutrons thermiques produits est enregistré par un scintillomètre et est indiqué sous forme digitale par un compteur d'impulsions. Le comptage est interrompu automatiquement toutes les minutes et l'humidité du sable est traduite en chiffres par une unité de calcul. La constance de l'appareil est aisément contrôlable et réglable. Si l'on utilise une sonde de 100 mCi, le domaine de confiance 3σ de chaque mesure est de ± 0,2 % pondéral de H2O pour une sensibilité de ± 0,1 % en poids de H2O. Si l'on porte l'activité de la sonde à 300 mCi, an obtient, pour le domaine de confiance 3σ de chaque mesure, ± 0,1 % en poids de H2O ainsi qu'une valeur de ± 0,04 % en poids de H2O pour la limite de détection.

Bei der Aufbereitung des Gemenges zur Glasherstellung aus den Rohstoffen muß auf die exakte Dosierung der einzelnen Komponenten geachtet werden. Dies ist bei allen trockenen Rohstoffen leicht möglich. Der Glasschmelzsand aber wird in der Regel feucht angeliefert und oft auch so verwendet. Da sein Anteil am Gemenge 60 bis 70 % beträgt, muß bei der Einwaage der Wassergehalt berücksichtigt werden. Zur Feuchtigkeitsbestimmung braucht man ein Verfahren, das es erlaubt, in kurzer Zeit eine genaue Messung durchzuführen. Die nukleare Methode ist dazu gut geeignet und bietet außerdem den Vorteil, daß man mit ihr berührungsfrei und durch Schutzwände hindurch messen kann. Es wird eine Anordnung beschrieben, die mit einer 241Am-Be-Sonde arbeitet, wobei die Zahl der entstehenden thermischen Neutronen über ein Szintillometer erfaßt und durch einen Impulszähler digital angezeigt wird. Die Zählung wird nach einer Minute automatisch unterbrochen und die Sandfeuchte über eine Recheneinheit ziffernmäßig angezeigt. Die Konstanz des Gerätes ist leicht zu überwachen und zu steuern. Verwendet man eine 100-mCi-Sonde, so beträgt der 3σ-Vertrauensbereich einer Einzelmessung ± 0,2 Gew.- % H2O bei einer Nachweisempfindlichkeit von ± 0,1 Gew.- % H2O. Durch Erhöhung der Aktivität der Sonde auf 300 mCi erhält man für den 3σ-Vertrauensbereich der Einzelmessung ±0,1 Gew.- % H2O und für die Nachweisgrenze den Wert ±0,04 Gew.- % H2O.