А.А. Абрамов, Г.А. Бадун - Методическое руководство к курсу Основы радиохимии и радиоэкологии (1133870), страница 18
Текст из файла (страница 18)
блоки детектирования бета-излучения (БДБ-13)-2 или 4. В подставкикоторого пересыпается активированный уголь из сорбционных колонок;5. сорбционные колонки (СК-13) с активированным углем;6. накопительные камеры (НК-32).Измерение активности радона в угле выполняется по -излучениюдочерних 214Pb, 214Bi, находящихся в равновесии с радоном.В главе 5 данного пособия указано количество точек, в которыхопределяется ППР в зависимости от площадки застройки.
В нашем конкретномслучае площадь застройки менее 1 га, поэтому минимальное количество точекдля определения ППР должна быть не менее 10. Каждую точку будут сниматьдва студента, таким образом, количество точек 11-12. На план-схеме спривязкойкместностимыравномерноотмечаемместаустановкинакопительных колонок.
В день определения ППР и в предыдущие сутки недолжнобытьосадков.Дляустановкинакопительнойколонки(НК-32) для нее готовится место, в которой на глубину 5 см разрыхляютпочву. В накопительную колонку (НК-32) из сорбционной колонки (СК-13)пересыпают активированный уголь, просушенный в течении 90 мин всушильномшкафупритемпературе1400С.Всорбционнуюколонкупомещается около 5 г активированного угля. Накопительная колонказакрывается сорбционной колонкой, и в рабочем журнале студенты записывают121точное время установки колонки и ее номер. В течении 4 часов происходитсорбция на активированном угле эсхаляции радона. Затем колонка снимается,активированный уголь пересыпается в сорбционную колонку, закрываетсякрышкой (практически герметично).
Все этапы работы хронометрируются.После снятия и пересыпки активированного угля сорбционные колонкивыдерживают около 4 часов (Т1/2 Rn = 3,82 час) за это время половинасорбированного радона распадается, давая ряд дочерних продуктов сменьшими периодами полураспада, которые будут находиться с ним вравновесии и иметь такую же активность. Определение радона проводится подочерним 214Pb, 214Bi, являющемуся -излучателем.Время детектирования 20-30 мин.Программное обеспечение прибора для определения ППР учитываетвремя экспозиции колонок, время их выдержки и начало счета образцов, ихпродолжительность и выдает значения ППР, с учетом всех этих параметров длякаждой колонки, которые заносятся в протокол. Все точки измерения ППР спогрешностью вводятся в специальную программу для обработки всегомассива данных По информации полученной после обработки всех точеквыдается протокол.Результаты обсуждаются студентами и преподавателями и на основанииобсуждения результатов в соответствии с нормативными материаламиделаются выводы.
Протокол обследования должен быть в рабочем журналекаждого студента.122Задача № 4. «Определение радионуклидного состава -излучателей вприродных объектах и строительных материалах методомγ-спектроскопии»В главе II подробно рассмотрен метод гамма-спектроскопии. В даннойработе ставится задача провести радиологический мониторинг окружающейсреды в части определения в почвах участков земли различного назначения, атакже в строительных материалах естественных радионуклидов и техногенногоцезия-137.В соответствии с НРБ-99/2009 проводится определение естественныхрадионуклидов: радий-226, торий-232 и калий-40, а также техногенного цезия137,наличиекоторогообусловленовпервуюочередьглобальнымивыпадениями в различных районах среды обитания.Длявыполненияуказанныхработбудетиспользовангамма-спектрометрический комплекс «Прогресс» со сцинтилляционным детекторомNaI (Nl).
Перед началом работы спектрометрический комплекс должен бытьдважды откалиброван. Во первых должна быть проведена калибровка поэнергиям радионуклидов. При этом мы исходим из следующих принципов:а) в каждый канал спектрометра попадают импульсы с амплитудойV V, соответствующие гамма-квантам с энергией Е Е.
Амплитудаимпульса пропорциональна энергии -кванта;б)приспектрометрическихисследованияхдолжновыполнятьсятребование линейности между преобразуемыми величинами на каждом этапепреобразования (сцинтиллятор, ФЭУ, усилитель). В частности необходимоиспользовать сцинтиллятор с линейным световым выходом. На ФЭУ подаетсятакое напряжение, при котором сохраняется линейное усиление сигналов, дляусиления импульсов использовать линейный усилитель. В используемомгамма-спектрометре «Прогресс», указанные требования учтены.123Выбор развертки дисплея зависит от диапазона энергий фотопиков,определяемых гамма-излучателем, т.е.
от поставленных задач. В данной задачемы будем определять следующие радионуклиды:226Ra и два его дочерних нуклида имеют Е = 186 кэв (р = 0,057)137Cs (137mBa)Е = 661 кэв (р = 0,92)232Th определяется по дочернему 228Ac с Е = 911 кэв (р = 0,266)40КВЕ = 1460 кэв (р = 0,11)соответствиисэнергиями,определяемыхрадионуклидовмывыставляем на приборе энергетический диапазон от 0 до 1500-2000 кэв.Калибровка детектора по энергиям осуществляется, как правило, постандартным спектрометрическим источникам -излучателя типа ОСГИ,содержащим 11 эталонных источников с энергиями -квантов в интересующемнас диапазоне. Поскольку в используемом комплексе принцип линейностисоблюдается, мы можем использовать для энергетической калибровки 2источника, тот который прилагается к прибору, и в качестве второго – один изпрепаратов калия, в котором мы в задаче №1 определяли содержание калия-40и рассчитывали его абсолютную активность.Второй вариант – это грунты, в которых интересующие нас нуклидыопределены на кафедре радиохимии на откалиброванном полупроводниковомдетекторе фирмы «ORTEC».
В работе мы будем использовать оба методакалибровки, и сопоставим их результаты.Для количественного определения радионуклидов необходимо проводитькалибровку прибора в строго определенной геометрии, т.е. препараты длякалибровки спектрометра и сами измеряемы препараты, должны иметьодинаковую геометрию, как по конфигурации препаратов, так и по ихотношению к детектору.Достаточно часто для этого используют так называемую геометрию«Маринелли», т.е. образцы сыпучих эталонов помещены в сосуде «Маринелли»124объемом 0,5 или 1 л, имеющем на дне впадину по размеру детектора инаполненные эталоном (образцом) до необходимого объема.Для каждого фотопиков эталона определяется так называемая светосилаL = , равная произведению эффективности регистрации гамма-квантов сданной энергией фотопика умноженному на соответствующий геометрическийкоэффициент Li радионуклида Nci Nфон IiПППLi =где Ncitctфон tA 0 e piППП=A0 e t pi,- сумма импульса равна площади iпика полного поглощения за времяПППtc; Nфонtфон- площадь фона на i пике;А0 – паспортное значение активности эталонного препарата;е–t – поправка на распад (в наших исследованиях в ней нетнеобходимости);рi – выход гамма-квантов с данной энергией на распад.Далее строится график L = f(E), по которому можно найти L дляфотопиков с любой энергией в данном энергетическом диапазоне.
Активностьпрепаратов определяется по формулеАпрепарата = Iпреп.iПППLiДля проведения работы по определению эффективной активностигрунтов и стройматериалов мы будем проводить калибровку спектрометра не вгеометрии «Маринелли», а геометрии емкостей вмещающих 150-250 г грунтаили строительного материала и в которых удельные активности находящихсятам грунтов измерены на кафедре радиохимии.
Для каждого радионуклида мыпо эталонированным грунтам найдем значение Li, которое затем будемиспользовать при определении Ауд.i нуклида в отобранных образцах грунтов истроительных материалов.125Данные по калибровке по светосиле будут сведены в табл. 1Полученные данныеLiнуклида используют в дальнейшем дляопределения Аэфф. каждого радионуклида.Таблица 1.
Данные по калибровке гамма-спектрометра «Прогресс» поэталонированным образцам грунтаРадионуклидRa-226Cs-137Th-232K-40№эталона1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.Е(кэв)Р1860,0576610,119110,26614600,89IiIi + IAНа участке застройки методом конверта в коробочки для измерения(аналогичные тем, в которых проводилась калибровка прибора) отбирают 5проб грунта с глубины 20-30 см. Кроме того, проводится отбор проб песка,щебня, кирпича и бутувого и пиленого камня. За исключением песка всеостальные строительные материалы предварительно измельчаются. Коробочкивзвешиваются, от полученного веса отнимают вес пустой коробочки (находятпо маркировке тары) и измеряют скорости счета грунта или стройматериала втечение (не менее) 2 часов на спектрометре.
Все необходимые значения вносятв таблицу 2.Зная, L радионуклида и N радионуклида по формуле находят егоудельную активностьАуд.радионуклида =Ni(Бк/кг)P Li m tiгде m-масса образца (кг)126LТаблица 2. Определение удельной активности радионуклидов и Аэфф.№п/пХарактеристикаобразца1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.Глубинаотбора(м)0,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,2Удельная активность радионуклидов в грунте(Бк/кг)137Cs к226Ra к232Th к40K кАэффБк/кгсреднеемаксимальноеминимальноеПо определенным значениям Ауд.i находят эффективную удельнуюактивность образца по формулеАэфф. = Ауд.226Ra + 1,3 Ауд.232Th + 0,09 Ауд.40КС учетом нормативных значений и после обсуждения полученныхданных делают соответствующие выводы.
Все результаты индивидуальногрупповой работы должны быть в рабочем журнале каждого студента.После выполнения работ 2-4 составляется отчет о радиационномконтролеземельногопреподаватели,участка,проводившиекоторыйподписываютрадиоэкологическиестудентыисследования.иОтчетуприсваивается гриф – «Учебная работа» и он утверждается руководствомуниверситета.127ЛИТЕРАТУРА1. Ан.Н. Несмеянов. Радиохимия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
