М.И. Афанасов и др. - Основы радиохимии и радиоэкологии (Практикум) (2008) (1133848), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Кроме того, даже при более высокой скорости счета (I≈15000÷20000 имп/мин) некоторое снижение точности её определения, как показалапрактика, не приводит к существенному увеличению погрешности конечного результатарасчетов – значений Fзагр или ΔFзагр.43Нефиксированная загрязненность (ΔFзагр) может быть определена с помощью какпереносных, так и стационарных радиометров методом «взятия сухого мазка». Дляэтого фильтровальной бумагой, площадью меньшей, чем входное окно детектора,трижды протирают определенную площадь (Sмаз) поверхности помещений или оборудования.
На откалиброванном радиометре измеряют скорость счета пробы-«мазка»(Iс,маз) и рассчитывают нефиксированную загрязненность:ΔFзагр = Fмаз =( I с, маз − I ф )SмазK сч(5.3)Цель работыИзучение работы радиометра; определение уровня нефиксированной (снимаемой)загрязненности поверхности β–активными нуклидами.Оборудование и препаратыРадиометр УИМ-1М; набор эталонных источников β–излучения с сопроводительными паспортами; кюветы, поверхность которых загрязнена одним из используемых впрактикуме β–активных изотопов.Выполнение работы1. Знакомятся с краткой инструкцией по работе с радиометром и готовят его к измерениям.2. Проводят 3 измерения скорости счета фона продолжительностью по 1 мин.3.
Градуируют радиометр УИМ-1М по эталонным источникам β-излучения:14C, 60Co,204Tl, равновесная смесь90Sr(90Y). Энергия излучения и период полураспада этих изотопов приведены в табл. П.1. «Эффективная» энергия β − частиц источника 90Sr(90Y),значение которой обычно используют при построении калибровочного графика в координатах Ксч. − Eβ,max, равна 1,6 МэВ.Три эталонных препарата являются «чистыми» β-излучателями, в то время какраспад ядра 60Со сопровождается испусканием двух жестких γ-квантов. В этом случаепри калибровке радиометра проводят два измерения: сначала - общей скорости счетаэталонного препарата (Ic,эт1=Iβ+Iγ+Iф), затем - скорости счета, обусловленной γизлучением (Ic,эт2=Iγ+Iф).
При втором измерении между окном детектора и препаратомпомещают алюминиевый диск, толщина которого равна (или немного больше) максимальному пробегу β-частиц (80-81 мг/см2). Разность между Ic,эт1 и Ic,эт2 соответствует скорости счета β-излучения кобальта-60.Для каждого эталона проводят по 3 измерения скорости счета Iс,эт (для 60Co по 3измерения Ic,эт1 и Ic,эт2) продолжительностью по 1 мин, находят среднее значение(Īс,эт−Īф) и, согласно (1.19; 1.26; 1.33), - погрешность среднего для 95%-ной доверительной вероятности.
По формуле (5.2) определяют коэффициент счета Kсч,i для каждого эталона. Относительную погрешность определения Kсч,i оценивают, используязакон накопления (1.30), рассчитанную погрешность средней скорости счета и погрешность определения Fэт,(2π), указанную в паспорте:δ 2K сч, i = δ 2( I с, эт − I ф )+ δ 2Fэт ( 2 π)Δ K сч, i = (δ K сч, i ) ⋅ K сч, iи44(5.4)Полученные данные вносят в табл.
5.2 и, с учетом полученных значений ΔКсч,I, строятграфик зависимости коэффициента счета от энергии β-излучения.Таблица 5.2№Изотоп,периодполураспадаFэт(2π), част/минЕβ,max,на датупопаспорту измерения МэВKсч,i,(Īс,эт−Īф),имп/мин част/импK сч, i ± Δ K сч, i4. Определяют нефиксированную загрязненность рабочей поверхности. Для этого, посогласованию с преподавателем, выбирают 2 участка (по 100÷200 см2 каждый) загрязненной поверхности и определяют их площадь.
Узнают, с каким изотопом проводились работы на данном рабочем месте, и, используя построенный графикKсч,i−Eβ,max, определяют коэффициент счета для этого изотопа. Бумажным фильтромдиаметром 3-4 см трижды протирают выделенный участок и измеряют скорость счетафильтра. Аналогичным способом берут «мазок» со второго участка. Вычисляют снимаемую загрязненность (ΔFзагр; уравнение 5.3).
Сопоставляют полученные результатыс данными табл. 5.1 и определяют отношение величины ΔFзагр к допустимому уровнюзагрязненности Fдз.Таблица 5.3№ рабочегоместа на плане(Iс,маз-Iф),имп/минKсч,част/имп*- допустимая загрязненность45ΔFзагр,част/см2⋅минΔFзагр∗FдзРАБОТА 6. ИЗОТОПНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ6.1. ГЕНЕРАТОР ИНДИЯ-113mВ последнее время значительно возрос интерес к короткоживущим радионуклидам,используемым в ядерной медицине в диагностических и терапевтических целях. Этообъясняется тем, что такие радионукдиды могут эффективно использоваться в препаратах с высокой удельной активностью при малых дозовых нагрузках на органы пациента. Для накопления и выделения короткоживущих радионуклидов используютустановки (устройства), которые называются радионуклидными генераторами.Работа генераторов основана на образовании дочернего короткоживущего радионуклида в результате распада долгоживущего материнского. Эти изотопы можноразделить непосредственно в генераторной установке, используя приемы хроматографии или экстракции, и получить затем содержащий дочерний изотоп раствор требуемой абсолютной активности и радиохимической чистоты.Радионуклидные генераторы позволяют получать качественный элюат непосредственно в медицинских клиниках вдали от ядерного реактора и циклотронных установок, так как выделение короткоживущих нуклидов является задачей несложной ибезопасной для персонала, а генераторы легко транспортабельны.Медицинский генератор 113mIn предназначен для получения растворов хлоридныхкомплексов состава [113mIn(Н20)6-nСln](З-n)+ (n = 0, 1, 2, 3) в 0,05н соляной кислоте, которые применяются в ядерной медицине в диагностических целях при сканированиипечени, легких, кровеносных сосудов, а также при идентификации опухолевых образований.
Интерес к 113mIn вызван главным образом его благоприятными ядернофизическими свойствами (период полураспада Т1/2(In)=99,4 мин., Еγ=392 кэВ). Крометого, материнский изотоп имеет период полураспада Т1/2(Sn) = 115 суток, благодарячему генератор можно использовать в течение длительного времени.Действие генератора основано на цепочке радиоактивных превращений:113β + , T 1 =115 сутокγ , T 1 = 99,4 мин113m2Sn ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯⎯→In ⎯⎯ ⎯2⎯ ⎯ ⎯⎯→113 InМатеринский изотоп 113Sn претерпевает β-превращения (позитронный распад иК−захват), в результате которых получается дочерний метастабильный 113mIn, превращающийся при изомерном переходе в стабильный изотоп 113In. Изомерный переход сопровождается испусканием γ-квантов (Еγ=392 кэВ), электронов конверсии сэнергией E ≈ 365 кэВ и рентгеновского излучения (EX ≈24 кэВ).Накопление индия-113m в предварительно очищенном материнском изотопе описывается уравнением:−4A In, t = A Sn , о (e − λ Sn ⋅ t − e − λ In ⋅ t ) = A Sn , о (e − 2,51⋅10 ⋅ t − e − 0,4184⋅ t )(6.1),где ASn,o–активность 113Sn в момент t=0; AIn,t - активность113mIn; λ−постоянная распада(λ=(ln2)/T1/2); t – время (ч)Поскольку период полураспада материнского изотопа в 1666 раз больше периодаполураспада дочернего (Т1/2(Sn) >> Т1/2(In)), а время наблюдения t (время выполнениязадачи) много меньше периода полураспада 113Sn (t<< Т1/2(Sn)), то уравнение (6.1) преобразуется в:A In, t = A Sn , о (1 − e − 0,4184⋅ t )46(6.2)В работе используется экстракционный изотопный генератор, представляющий собой раствор радионуклидов в бензоле.
К моменту начала выполнения работы радионуклиды уже находятся в состоянии векового равновесия и, следовательно, их абсолютные активности в растворе равны друг другу.Каждый радионуклид характеризуется свом периодом полураспада и специфическим, присущим только ему спектром испускаемых частиц и/или квантов электромагнитного излучения. Это позволяет идентифицировать изотопы и проверить радиохимическую чистоту получаемого препарата.
В табл. 6.1 приведены энергия Ei, выходна распад pi и парциальная гамма-постоянная Γэ,i для фотонного излучения 113mIn иизлучения равновесной смеси изотопов 113Sn(113mIn). Появление в экспериментальномγ–спектре линий с энергиями, отличными от приведенных в табл. 6.1, свидетельствует о наличии в препарате примесей других изотопов.Таблица 6.1Параметры фотонного излучения113m113Sn(113mIn)InEi, кэВpi, %391,6964,2024,66 (КХ)23,63 (КХ)Σ2Р ⋅смч ⋅мКи2Р ⋅смч ⋅мКиEi, кэВpi, %1,430391,6964,201,43024,100,337255,041,52,07⋅10−20,0517,72⋅10−424,66 (КХ)96,11,34423,63 (КХ)0,0517,72⋅10−4Σ161,8522,79688,351Γэ,i1,768Γэ,iЦель работыВыделение 113mIn из экстракционного генератора 113Sn−113mIn. Идентификация 113mInметодом γ-спектрометрии.
Определение выхода дочернего изотопа и радиохимической чистоты препарата 113mIn.Оборудование и материалыЭкстракционный изотопный генератор 113Sn−113mIn.Гамма-спектрометр с полупроводниковым или сцинтилляционным детектором.Микропипетки на 0,02; 0,05 и 0,5 мл. Пробирки для измерения активности растворов.Экстракционные пробирки. Водный раствор HI с концентрацией 6 моль/л.Выполнение работыПеред проведением эксперимента проводится дополнительный инструктаж по работес радиоактивными веществами в открытом виде.1.
Определение активности равновесной пары 113Sn−113mIn в изотопном генераторе.1.1. Проводят калибровку гамма-спектрометра по энергии в диапазоне 200÷500 кэВ(см. работу 3, стр. 27).1.2. Отбирают в измерительные пробирки дозатором аликвотную часть (0,02 или 0,05мл) содержащего радионуклиды бензола, исходный объем которого известен. Набирают γ-спектр этой пробы в течение времени t (5÷10 мин.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
