Детектирование излучений (1133880)

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

Текст из файла

Детектирование излученийСтепан Николаевич Калмыковтел. 939-32-20stepan@radio.chem.msu.ruhttp://radiochemistry-msu.ru/leaders/102-kalmykovdN NdtdN dtNNtdNdtN Nt00Nln tN0N  N 0e tN0ln tNln 2  T1/ 2dNA Ndt tA  A0 eРадиоактивное равновесиеA  B  Cстаб. A N A  B N B A T1 / 2( B ) N B B T1 / 2( A) N AA  A (1  expT1/2 A > T1/2 BT1/2 A >> T1/2BT1/2 A < T1/2 B t)T1 / 2  21h1001 / 2 96чPd T100Rh4544 Ru стаб.1004690385628T1 / 2 64h901 / 2 30 летSr T90Y3940 Zrстаб.56561 / 2 6.4 д1 / 2 77.3дNi T27Co T26Feстаб.Альфа-частицыКривая БрэггаЭлектроныионизацияБета-спектрвозбуждениерадиационноеторможениеСпектр тормозногоизлученияЭффектЧеренковаГамма-квантыфотоэффектКомптоновскоерассеяниеОбразованиепарЛинейная передача энергииХимическая связь – 1-5 эВ,Ионизация – 1-15 эВIA  ФpI – регистрируемая детектором скорость счета (имп/с);А – абсолютная радиоактивность препарата (Бк); – эффективность регистрации;р – вероятность испускания частиц или квантов данной группы на один распад;Ф - фон детектора (имп./с)Под эффективностью регистрации () понимают вероятность регистрациичастиц корпускулярного излучения или квантов (отношение импульс/частицаили квант).Она учитывает ряд величин: эффективность детектора к данному видуизлучения (d), геометрический коэффициент (), учитывающий взаимноерасположение препарата и детектора, коэффициент ослабления (k1) исамоослабления (k2) и т.д.:   d k 1k 2Детектирование ионизирующих излучений ионизации (газонаполненные камеры,полупроводниковые детекторы) возбуждении (люминесценция) излучении Черенкова- Вавилова образовании микродефектов (твердотельные трековые) тепловом воздействии излучения(калориметры)Газонаполненные ионизационные камеры1.Ионизационная камераИК - газовый детектор, измеряющий энергетические потери частицы или кванта,проходящих через чувствительный объем.Недостатки: Низкий сигнал, амплитуда зависит от точки влетачастицы.Газового усиления непроисходит.ИКПрименение: в альфаспектроскопии, виндивидуальной дозиметрииГазонаполненные ионизационные камеры2.

Пропорциональный счетчикОбразование лавины в последней части пути (10-20 мкм) у аноднойпроволокиНедостатки: низкое энергетическое разрешениеПропорциональнаяобластьГазовое усиление 103-106Применение: рентгеновскаяспектроскопия, нейтронныесчетчики.Газонаполненные ионизационные камеры3. Счетчик Гейгера-МюллераСобираемый заряд не зависит от первичной ионизации.Недостатки: разряд распространяется вдоль всей аноднойпроволоки, нельзя зарегистрировать 2 сигнала. Надо прерыватьбоковое распространение заряда.Газовое усиление 108Г-МПолупроводниковые детекторыППД - это по существу ионизационные камеры с полупроводниковымкристаллом вместо газа.

а – поверхностно-барьерный Si детектор дляальфа-спектрометрии; б – планарный, в – коаксиальный Geдетекторы для гамма-спектрометрии.Состав:Si(Li),Ge(Li),HPGeСцинтилляционные детекторытвердотельные неорг. кристаллы (NaI(Tl),CsI(Tl), LiI(Eu))-твердотельные орг. соединения (антрацен,стильбен, сцинтилляционные пластмассы)жидкие сцинтилляторы (растворы 2,5дифенилоксазола в толуоле, диоксане и др.)ОбразецКристаллкоаксиальныйдетекторкоаксиальный детектор,образец в сосуде Маринеллидетектор с колодцемГамма-спектрометрияПолупроводниковые детекторыСцинтилляционные детекторыЭффективность регистрацииРазрешение по энергииОбразование парыэлектрон-вакансияв германии - 2,9 эВСреднее число фотонов,образующихся в сцинтилляторе,составляет 10–100 на 1 кэВэнергии -квантаХод анализа• Калибровка спектрометра по энергии• Калибровка по эффективности• Набор спектра измеряемого препарата,определение площади ПППЭ• Идентификация пиков• Холостой опыт• Расчет активностиКалибровка по энергии• По стандартным материалам илиисточникам (ОСГИ)• Уточнение калибровки – по спектруизмеряемого препаратаКалибровка поэффективности•••••По стандартным материаламПо стандартным источникам (ОСГИ)По стандартным растворамПо внешнему стандартуМетодом Монте-КарлоИдентификация• Учет интенсивностей• 134Cs (604,6 и 795,9) легко спутать с линиями 214Bi (609,3) и228Ac (795,1)• 7Be (478) легко спутать с 228Ac (478,3)• 137Cs (661,6) легко спутать с 214Bi (661,4)• Каскадное испускание• Наложение рентгеновских линий• Случайное совпадение• Учет периодов полураспада• Вылет аннигиляционных квантов• Вылет характеристического рентгена• Линии, вызванные ядерными реакциями0500Время измерения – 48 часов10010001500кэВTl, 2615 кэВBi, 1765 кэВ208214Bi, 609 кэВK, 1461 кэВ214511 кэВ1000040ИмпульсыХолостой опыт120002500Расчет активностиSS / tS  S B / tBApПримеры калибровки поэффективностиЭффективность 661,6 кэВ5%y = -0,0016x + 0,0503R2 = 0,98674%y = -0,00010x + 0,03122R2 = 0,92013Чашка ПетриРаспределительная коробка3%2%Банка из-под гуаши1%y = -0,00019x + 0,02989R2 = 0,883550%020406080m, г28Примеры примененияЯдерная, радиационная безопасностьНераспространениеЭкологияАктивационный анализ197Au(n,γ)198AuКонтроль нераспространения ядерных материалов238U100000235UИнтенсивность234m10000Pa234mPaГамма-спектрпрепаратаобедненногоурана1000100100100200300400500600700800900 1000 1100 1200 1300 1400 1500энергия, кэВОбедненный уранUF6Природный:99,27 %U-2380,72 %U-2350,0055 % U-234обедненный уранприродный ураннизкообогащенный уранвысокообогащенный урандоля U-235<0,72 %0,72%<20 %> 20 %Индуцированное деление ядерО.

Ган, Ф. Штрасман235U+ nтепл → [236U]*Компаунд ядро:T1/2 ≈ 10-14 c[236U]* → 2 осколка + n[236U]* → 236U + γВероятность деления зависит отэнергии компаунд ядра, котораяпропорциональна энергииналетающей частицыПороговый характер:238U – четно-четное ядро, порогпревышает на 1 МэВ энергию связинейтрона в ядре,235U,239Pu– четно-нечетное ядро,порог близок к энергии связинейтрона в ядреЦЕЗИЙ-137 В ДОННЫХОСАДКАХ ЧЕРНОГО МОРЯ137Cs, Бк/кг137Cs, Бк/кг0501000198610202000195230R.A.Aliev, St.N.Kalmykov,Yu.A.Sapozhnikov.

In:Environmental radiochemicalanalysis II. Cambridge. UK.254-262.Горизонт, смГоризонт, см0100219524619631986Радиационное обследование донных отложенийМосквы рекиФоновый спектрСпектр с 137Cs( ~ 300 Бк/кг)137Cs40KГамма-спектры донных отложений,зарегистрированные при радиационномобследовании Москвы реки. Времяизмерения 3 мин.•В 1993 г. подводный гаммаспектрометр РЭМ-10 использовался дляисследования радиационногозагрязнения некоторых участковМосквы-реки.

В ходе этой работыгамма-спектрометр зарегистрировалзагрязнение донных отложенийтехногенным изотопом 137Cs.Возможное продолжение работ:• более точно определить размерызагрязнения и его источник;• составить картограмму загрязнения;• провести оценку риска для населения.Определение ультрамалых активностейФото автораАктивная защита –сцинтилляционнаяпластинаПассивная защита – Cu/Cd/PbОбразецПолупроводниковыйгамма-детекторRadioxenon Decay Productsenergy in units of keVIsotope11 ,9 дня5,24 дня2,19 дня9,14 часа131m133133m135bmax346901c.e.X ray164812332501294519921430313031(b, ) или (ce, X) двойные совпадения(b, ce, X) тройные совпаденияФото автораЖидкостно-сцинтилляционная спектрометрия14C90Sr(Eb-max =156,5 кэВ)(Eb-max =546 кэВ) в равновесии с 90Y (Eb-max=2284 кэВ)137Cs(Eb-max =512 кэВ)в равновесии с 137mBa (энергия конверсионных электронов 624 кэВ)237Np(E=4771, 4788 кэВ) в равновесии с 233Pa (Eb-max =232 кэВ)ФЭУ 1ФЭУ 2Внешний стандартУсилитель 1Схема быстрыхсовпаденийСумматорАнализаторформыимпульсаАмплитудныйанализаторКомпьютерУсилитель 2- или bчастицаРастворительСцинтилляторХимическоегашениеОптическоегашениеФЭУ.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций