В.Б. Лукьянов - Радиоактивные индикаторы в химии (1133872), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Поэтому для того чтобы работа счетчика была удовлетворительна, необходимо среди других условий соблюдать следующие два. Во-первых, любая ионизирую62щая частица должна возбуждать в счетчиках только один импульс и, во-вторых, регистрирующее устройство должно срабатывать на каждый возникающий в детекторе импульс. Если эти условия выполнены,то число импульсов, регистрируемых вединицу времени от одного и того жеuuuu ирадиоактивного препарата (так называемаяскорость счета), остается постоянным в Рис. 32. Счетная характеристика счетчика:некоторой области напряжений, подавае/ — скорость счета импульсов;мых на счетчик. Эта область напряжений U — напряжение на счетчике;и является рабочей областью счетчика.
U — напряжение начала сченапряжение;Для нахождения рабочей области на- та; £/ВС——рабочееобласть платопряжений снимают, используя препарат спостоянной радиоактивностью, счетную характеристику счетчика — зависимость скорости счета импульсов отприложенного напряжения. Типичная счетная характеристика газового счетчика приведена на рис. 32.В точке UА, соответствующей началу счета, начинается регистрация импульсов. Область, отвечающую напряжениям UBUC, называют плато счетной характеристики.
У некоторых типов газовых счетчиков плато начинается практически сразу же (через 10—15 В) посленапряжения начала счета. Регистрируемая скорость счета в областиплато может несколько увеличиваться с ростом напряжения на счетчике, что объясняется появлением ложных импульсов, образующихся, например, за счет эмиссии вторичных электронов с катода. Поэтомув области плато счетная характеристика часто имеет небольшой наклон.
Количественно наклон плато счетной характеристики (°о) оценивают по формуле+7ГТ-1ABpcАрД/ =МПAU100,(2.6)где Л/ — увеличение скорости счета / при изменении напряжения насчетчике на AU В. Счетная характеристика тем лучше, чем большеплато по протяженности и чем меньше его наклон. Длина плато и егонаклон зависят от того, в каком режиме — пропорциональном илигейгеровском — работает счетчик, и от его конструктивных особенностей. У лучших счетчиков наклон плато практически отсутствует,а протяженность плато достигает 400—500 В. Счетчик считается пригодным для работы, если наклон плато счетной характеристики и егопротяженность не выходят за пределы, указанные в паспорте счетчика.Рабочее напряжение Ur, при котором ведут измерение на счетчике,рекомендуется выбирать в середине плато и постоянно (не реже 1 разав 2—3 сут) контролировать положение рабочего напряжения на платосчетной характеристики.По своему внешнему виду кривая, приведенная на рис.
32, напоминает график зависимости амплитуды импульса от напряжения (см.рис. 31). Это сходство иногда приводит к путанице. Следует иметьв виду, что сходство между кривыми чисто формальное. Если на63рис. 31 речь идет об изменении амплитуды импульса, вызванногопрохождением через детектор одной ядерной частицы, то на рис. 32 —•о числе регистрируемых в единицу времени импульсов, причем соответствующие им амплитуды могут быть как равны, так и различны.4. Фон и разрешающее время счетчиковФон счетчика и разрешающее время регистрирующего прибораявляются основными факторами, лимитирующими соответственноминимальное и максимальное значения скоростей счета, которые могут быть зарегистрированы с желаемой точностью.Фоном называют показания прибора в отсутствие исследуемых источников излучения.
Фон счетчика обусловлен рядом факторов: космическим излучением, самопроизвольными разрядами в счетчике (ложные импульсы), наличием радиоактивных веществ в материале счетчика, радиоактивными загрязнениями рабочих помещений, присутствием в воздухе радионуклидов (эманации и др.). От уровня фона зависитпредел обнаружения излучения с помощью данного счетчика: чем меньше фон, тем ниже и предел обнаружения. Поэтому стараются снизитьфон счетчика до возможно более низких значений. В частности, счетчики экранируют свинцом толщиной в несколько сантиметров, используя для этих целей так называемый защитный домик. Такой домик полностью защищает счетчик от действия внешних а- и (3-излучателей и значительно ослабляет у-излучение. Таким образом, главными факторами, обусловливающими фон счетчика, находящегосяв домике, являются космическое излучение, радиоактивные загрязнения конструкционных материалов и ложные импульсы.Фон счетчиков зависит от их конструкции, а также от срока службы, увеличиваясь с течением времени.
В паспорте, прилагаемом к каждому счетчику, указывается среднее значение его фона. Например,у счетчиков Гейгера — Мюллера, помещенных в свинцовый домик,фон составляет 10—100 имп мин. Специальными методами фон удается довести до значений меньших, чем 1 имп.мин. Если найденноезначение фона выше паспортного, то либо счетчик вышел из строя,либо внутрь защитного домика попали радиоактивные загрязнения.Именно для того, чтобы избежать загрязнений поверхностей внутридомика, в него не рекомендуется вносить открытых радиоактивныхпрепаратов, а необходимо предварительно покрывать их лаком, специальными пленками и т.
п.Определение фона проводят при тех же условиях, что и измерениерадиоактивности препарата. Поэтому, измеряя фон, следует помещатьв домик пустой держатель образцов. Если регистрируемая скоростьсчета значительно превышает скорость счета фона (в 50—100 раз илиболее), то можно ограничиться измерением фона в начале и концеработы. При более низких уровнях скорости счета и особенно в техслучаях, когда скорость счета препарата соизмерима со скоростьюсчета фона, каждое измерен.ie препарата следует сопровождать измерением фона.64Разрешающим временем т счетчика или регистрирующей установки в целом называют минимальный промежуток времени между д в умя последовательными импульсами, которые регистрируются раздельно. Разрешающее время имеет размерность секунда на импульсили минута на импульс, однако обычно его выражают в секундах илиминутах.
Обусловленные разрешающим временем потери при регистрации импульсов складываются из потерь за счет разрешающеговремени отдельных блоков регистрирующего устройства. Разрешающеевремя счетчиков Гейгера — Мюллера составляет примерно 10~2—10~4 с, а усилительных блоков — от 5-10"5 до М О " 6 с для приборовразных типов. Общее разрешающее время регистрирующего устройства определяется, в конечном счете, разрешающим временем того изблоков, для которого т максимально.Пусть суммарное число частиц, попадающих в счетчик за единицувремени, например за 1 с, равно / с , а измеренное прибором числочастиц / и з м . Произведение / и з м т показывает, на какую долю секунды регистрирующее устройство утрачивает способность к счету, поэтому среднее число незарегистрированных частиц составит 1с1Изм т«Сумма зарегистрированных и незарегистрированных частиц должнаравняться полному числу частиц / с , так что(2-7)/c = /n3M + / c W .Ив полученного выражения следуетДля определения разрешающего времени прибора измеряют, например, серию препаратов с известным содержанием радионуклидав каждом.
По результатам измеренийL.строят график зависимости скорости счетапрепаратов / и з м (без вычета фона) от со- lUiдержания радиоактивного вещества в них.При малых скоростях счета, когда произTведение /cAi3M ничтожно мало, скоростьсчета прямо пропорциональна содержанию радионуклида, в дальнейшем наблюдаетсяотступление от линейности(рис.
33). Экстраполируя прямолинейныйучасток экспериментальной кривой, можно Рис. 33. Определение раздля каждого зарегистрированного значе- решающего времени устаимпульния скорости счета / и л м определить пол- новки со счетчикомсов:ное число попавших в счетчик частиц и ; _экспериментально определяемая кривая зависимости израссчитать т по формуле (2.8).меренной скорости счета /тКак уже говорилось, произведение / п з мот абсолютной активности преа; 2 — график зависиравно доле незарегистрированных импуль- паратамости полногочисла частиц,сов. Чем меньше разрешающее время т, попадающих в счетчик, / от а\/--- соответственнотем большее число импульсов в единицу /полноеи числопопавших в счетвремени может зарегистрировать данный чик частиц и число зарегистчастиц при измедетектор.
По значению произведения / п з м т рированныхрении препаратаактивностьюможно судить, следует ли вводить поправ]13Мсс {3 — 391n:jM i65ку на разрешающее время в показания регистрирующего устройства. Обычно поправку учитывают в тех случаях, когда долянезарегистрированных импульсов превышает 1%. Для счетчика Гейгера— Мюллера этому условию, например, соответствуют скоростисчета 3000—6000 имп/мин (50—100 имп/с).Скорость счета / с , исправленную на разрешающее время, вычисляют по формуле/с = WO-WO,(2-9)Д Люм — суммарная скорость счета препарата вместе с фоном, зарегистрированная прибором.
Фон /ф вычитают из суммарной скорости счета препарата с фоном после введения поправки на разрешающее время:ге/ = /с — /ф.(2.10)Величину / иногда называют также истинной скоростью счета.5. Пропорциональные счетчикиВ § 1, 2 этой главы отмечалось, что пропорциональные счетчикии счетчики Гейгера — Мюллера работают в различных областяхгазового усиления; поэтому механизмы регистрации ядерных излучений этими детекторами существенно различаются.Каждый первичный ион, образовавшийся под действием ионизирующей частицы в пропорциональном счетчике, вызывает образованиетак называемой ионной лавины (коэффициент газового усиления дляпропорционального счетчика равен 102—104).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
