М.И. Афанасов и др. - Основы радиохимии и радиоэкологии (Практикум) (2016) (1133852), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

В этом случае, согласно (2.4), коэффициент1S0,99 и поправка на самоослабление не вводится.Поправка на самоослабление не вводится также при относительных измерениях«толстых» (dпр  0,75·Rmax) источников -излучения (метод насыщенных слоев). Вэтом случае регистрируемая скорость счета I пропорциональна удельной активностиАуд образца, имеющего площадь s:IAуд  s(2.5),( k q p)где , k, q, p и - обсуждаемые в настоящем разделе поправочные коэффициенты; Aуд можетбыть выражена либо в имп/с·г ( - в см2/г), либо в имп/с·см3 ( - в см1); размерность s - см2.Ослабление потока –квантов, как правило, пренебрежимо мало.

Уравнение типа(2.4) целесообразно использовать, заменив коэффициенты  (для –излучения) на коэффициенты  из табл. П.5, для оценки самопоглощения мягкого –излучения в достаточно толстых препаратах (·dпр>0,05).Коэффициент обратного рассеяния q – отношение числа частиц IqS, испускаемых внаправлении детектора с поверхности препарата, находящегося на подложке конечной толщины, к числу частиц IS, испускаемых в направлении детектора с поверхноститого же препарата при бесконечно тонкой подложке (q = IqS /IS ).18Бета-частица может изменять направления своего движения при каждом взаимодействии с атомами материала подложки, на которую нанесен исследуемый препарат.

Врезультате некоторая часть излучения, испускаемого в сторону подложки, может отражаться в направлении детектора. Коэффициент q возрастает с увеличениемqтолщины подложки h, достигая насы32щения при h0,2÷0,4·Rmax. ОбратноеP1,8рассеяние также растет при увеличенииатомного номера материала подложки60Z и энергии –частиц, проявляя тенденCo1,4цию к насыщению (рис. 2.2; 60Co E,max= 0,3 МэВ; 32P E,max = 1,7 МэВ). Приэтом обратное рассеяние излучения с1,0энергией E,max 0,6 МэВ одной и той жеZ4080подложкой примерно одинаково.

Если429 (Cu)подложка изготовлена из легкого мате(оргстекло)риала, например, оргстекла (Z4), тообратным рассеянием излучения пракРис. 2.2. Зависимость коэффициента qот материала подложки для -излучениятически для всех -источников можно60Co и 32Pпренебречь (1< q 1,1; рис. 2.2).Для достаточно толстых препаратов(практически начиная с dпр > 0,2·Rmax) коэффициент q=1, так как отраженные частицы поглощается самим препаратом.При измерении -излучающих препаратов обратное рассеяние, как правило, неучитывают, так как в большинстве случаев q  1,02.Поправка на схему распада p.

Спектр излучения, сопровождающего распад ядербольшинства нуклидов, состоит из частиц и/или -квантов нескольких энергетическихгрупп, которые характеризуются различными наборами коэффициентов εi, ki, Si и qi.Доля излучения данного вида (или данной энергии) в спектре испускаемых ядром частиц (квантов) называется поправкой на схему распада p. Значения коэффициентов piприведены в таблицах изотопов (табл. П.1)Геометрический коэффициент η учитывает потери излучения, обусловленные взаимным расположением препарата и счетчика.

Он равен отношению числа частиц(квантов) I, испускаемых препаратом, находящимся на бесконечно тонкой подложке,в направлении чувствительного объема детектора к общему числу частиц (квантов)A pi , появляющихся при распаде ядер (   I  A  pi ).iiГеометрический коэффициент равен единице, если радиоактивный препарат находится внутри ионизационного газового детектора (4π-счетчик) или радиоактивное вещество растворено в жидком сцинтилляторе. Коэффициент  в ряде случаев можноопределить, рассчитав телесный угол ω, под которым детектор облучается источником излучения (η = ω/4π).

В случае сложной конфигурации препарата используютэкспериментальный метод нахождения  (см. п. 2.2).Абсолютную активность препарата, согласно (2.2), можно найти по значению егоистинной скорости счета, если известен коэффициент регистрации .19Точно определить или рассчитать все сомножители коэффициента θ, как отмечалось выше, во многих случаях весьма затруднительно. Поэтому для определения абсолютной активности часто используют либо «метод относительных измерений», либо «метод фиксированного телесного угла».

Суть обоих методов – сравнение, в строготождественных условиях, скорости счета исследуемого (контрольного) препарата (Iх)со скоростью счета эталонного (стандартного) препарата (Iэт), содержащего известноеколичество радионуклида.Измерения проводят на одной и той же установке с одним и тем же детектором икассетой для крепления образцов. Препараты должны иметь идентичные форму иразмер и быть одинаково расположены относительно детектора. Радиоактивные вещества наносят на равные по толщине подложки, которые изготовлены из одного итоже материала.

При регистрации -частиц рекомендуется использовать тонкую органическую пленку или бумагу, обратное рассеяние от которых минимально. Дляустранения погрешности, связанной с самоослаблением -излучения, следует измерять скорость счета либо очень тонких препаратов (dпр0,02), либо препаратов, толщина которых сравнима (или больше) с максимальным пробегом -частиц.Если препараты содержат один и тот же радионуклид, то, при проведении измерений в одних и тех же условиях, коэффициенты регистрации  будут одинаковы.

Вэтом случае говорят об определении абсолютной активности (Ах) по «методу относительных измерений»:Ах IхАэтI эт(2.6)В тех случаях, когда отсутствуют стандартные препараты, содержащие тот же нуклид, что и используемый в работе, применяют «метод фиксированного телесного угла». Он заключается в измерении скорости счета препаратов при соблюдении постоянства геометрического коэффициента  в сочетании с расчетом всех необходимыхпоправок, входящих в коэффициент регистрации . Поскольку расчет каждого из коэффициентов в (2.2) будет увеличивать погрешность определения А, стремятся обеспечить такие условия регистрации, которые позволяют считать хотя бы некоторыепоправки равными 1.2.2. Определение абсолютной активности препарата90Sr(90Y)В настоящей работе для определения абсолютной активности контрольного препарата 90Sr(90Y), в котором изотопы находятся в состоянии векового равновесия, используют эталонный препарат 204Tl.

Необходимые для последующих расчетов данные(периоды полураспада, энергия частиц E,max и выходы частиц на распад) приведены втабл. П.1.Препараты представляют собой алюминиевые диски толщиной 1 мм, на поверхность которых нанесено радиоактивное вещество в количестве, соответствующемуусловию «бесконечно тонкий образец» (S=1). Площадь активного пятна в центре дисков равна 1 см2. Для обоих источников эффективность регистрации -излучения =1.Коэффициенты обратного рассеяния излучения 90Sr, 204Tl и 90Y, в пределах погрешности измерений, можно считать одинаковыми (1,2 q 1,3).Таким образом, на основании (2.2), с учетом равенства , можно записать:20IАх  хI этp k S q pkSqjjjjji i ijАэтАх  ASr( Y ) иi iI Sr( Y ) 0,98  kTlATlI Tl ( kSr  kY )(2.7),iгде индексы j и i относятся к эталонному и исследуемому препаратам, соответственно.Следует подчеркнуть, что в уравнениях (2.6, 2.7) значения I, Iх и Iэт - истинные регистрируемые активности, т.е.

скорости счета, исправленные на разрешающее время  ифон (см. уравнение (1.3)). В настоящей работе обычно используются препараты, скорость счета которых меньше 6000 имп/мин, что позволяет не вводить поправку на .Основной вклад в погрешность искомой величины Ах вносит значительная погрешность определения коэффициентов ослабления k (k(Tl)=k(Sr)= k(Y)=0,15); высокая точность измерения скорости счета практически не будет влиять на конечный результат.Учитывая это условие, для определения Ах можно ограничиться проведением, какправило, 45 измерений скорости счета препаратов продолжительностью по 1 мин (вбольшинстве случаев погрешность определения Ic будет меньше 10%).Цель работыОпределение методом фиксированного телесного угла абсолютной активности препарата, содержащего равновесную смесь изотопов 90Sr(90Y).Оборудование и материалыУстановка с цилиндрическим счетчиком Гейгера-Мюллера.Контрольный препарат 90Sr(90Y).Эталонный (стандартный) препарат 204Tl с сопроводительным паспортом.Выполнения работы1.

Проводят предварительные (продолжительностью t=50 с или t=1 мин) измеренияскорости счета эталонного образца Iс,х, контрольного препарата Iс,эт и фона Iф. Используя соотношения (1.32; 1.33), оценивают минимальную относительная погрешность (δ(Ic)) определения скорости счета Iс,х и Iс,эт при доверительной вероятностиγ=0,95 для 4х измерений каждого препарата и фона продолжительностью по 1 мин().2.

Проводят по 4 измерения скорости счета контрольного и стандартного препаратов,каждый раз поворачивая их вокруг оси на случайный угол, и фона продолжительностью по 1 мин. Находят средние скорости счета препаратов за вычетом фона. В отсутствие поправки на разрешающее время: ĪSr(Y) = Īт,хĪф=Īс,хĪф и ĪTl = Īт,этĪф = Īс,этĪф.3. Рассчитывают погрешности (,t) определения ĪSr(Y) и ĪTl для 95%-ной доверительной вероятности, используя уравнения (1.19, 1.26 и 1.33) и табл. П.2.4.

Используя формулу (2.3) и табл. П.4, рассчитывают коэффициенты ослабления (k)–излучения 90Sr, 90Y и 204Tl (толщина стенки детектора и слоя воздуха d=63 мг/cм2).5. Рассчитывают, согласно (2.7), абсолютную активность контрольного препарата.6. Применяя закон накопления погрешностей (1.30), рассчитывают относительную иабсолютную погрешности величины АSr(Y), соответствующие 95%-ной доверительнойвероятности, принимая, что погрешности k(Tl)=k(Sr)= k(Y)=0,15. Погрешность определения ATl указана в паспорте эталонного препарата.2ASr ( Y )  2I Sr ( Y )  2ITl  k2Tl  2ATl kSr2kY22k2k( k Sr  kY )2 Sr ( kSr  kY )2 Y(2.8)Если предварительная оценка показывает, что δ(Ic) превышает 10%, то, по согласованию спреподавателем, предполагаемое число измерений увеличивают.21РАБОТА 3.

Характеристики

Список файлов книги