Методы практической биохимии - Уильямс Б.
Скачать (прямая ссылка):
Другое отличие негатронов от а-частиц состоит в том, что испускаемые изотопами негатроны имеют широкое распределение по энергиям и все р -радиоактивные изотопы имеют свой характерный спектр распределения негатронов по энергиям. Максимальное значение энергии (?шах) в таких спектрах варьирует от 0,018 МэВ для 3Н до 4,81 МэВ для 38С1. Причина такого широкого энергетического спектра р-распада была объяснена в 1931 г. Паули, который предположил, что р -распад сопровождается испусканием двух частиц — негатрона и нейтрино, между которыми и распределяется энергия ?тах. При каждом отдельном распаде соотношение в энергиях негатрона и нейтрино различно^. Нейтрино, как это следует из названия, не имеет заряда; кроме того, масса ;его пренебрежимо мала, и оно практически не взаимодействует с. .веществом.
Гамма-лучи — это электромагнитное излучение, кванты, не имеющие ни массы покоя, ни заряда. Они редко сталкиваются с атомами и успевают пройти довольно большое расстояние до того» как растратят всю свою энергию и, следовательно, глубоко проникают в вещество. Известно восемь способов взаимодействия их с веществом; три из них, являющиеся самыми основными, приводят к появлению вторичных электронов, которые затем вызывают возбуждение и ионизацию атомов.
При фотоэлектронном поглощении низкоэнергетические \ -лучи взаимодействуют с орбитальными электронами, затрачивая всю свою энергию на фотоэмиссию электрона. Такой электрон уже
Гл. 6. Радиоизотопные методы 191
является негатроном. При комптоновском рассеянии на электронную ^миссию затрачивается только часть энергии у-кванта; комп-тон-эффект наблюдается на у-лучах средней энергии; рассеянные у -кванты обладают меньшей энергией и имеют другое направление движения. Высокоэнергетические у-лучи при столкновении с ядром образуют пару позитрон—негатрон. В этом случае на рождение пары уходит вся энергия у-кванта.
6.2. Регистрация и измерение радиоактивности €.2.1. Абсолютный и относительный подсчет распадов
Существуют два способа подсчета числа радиоактивных распадов. При абсолютном подсчете регистрируются все распады в исследуемом образце, а при относительном — определенная часть их. При абсолютном подсчете применяют счетчики, работающие со 100%-ной эффективностью, или определяют эффективность счета по стандартному образцу, а затем вычисляют абсолютное число распадов. При относительном счете предполагается, что все распады регистрируются с одинаковой эффективностью«. Если при проверке окажется, что это не так, нужно использовать абсолютный подсчет.
Для регистрации радиоактивности используют три метода. Два из них количественные и базируются на ионизации газов или возбуждении твердых тел или жидкостей. Третий метод — фотоэмуль-сионная регистрация — в количественных исследованиях, как правило, не применяется.-
6.2.2. Методы, основанные на ионизации газов
Вдияние напряжения на ионизацию. Заряженная быстро движущаяся частица, проходя вблизи атома, смещает его электронную оболочку, а иногда даже приводит к ионизации атома. Для рассмотренных частиц ионизирующая способность уменьшается (10 ООО:
: 100:1) в следующем порядке: а>р >у-
Следовательно, а- и р -частицы можно регистрировать газоионизационными методами, однако для регистрации у-излучения эти методы не годятся. Ионизацию можно регистрировать, поместив пару электродов в наполненную газом трубку и приложив к электродам напряжение. Ток в трубке будет расти по мере увеличения числа ионов, образующихся под действием ионизирующей радиации, попадающей в камеру. Такие счетчики в зависимости от величины приложенного напряжения работают в разном режиме (рис. 6.2).
Режим ионизационной камеры отвечает такому напряжению между электродами, когда одно столкновение атома с частицей приводит к появлению одного иона.. Возникающий при этом ток небольшой, и для его регистрации нужны чувствительные измеритель-
J92 . Часть III. Аналитические методы
I ! ^
1| 1*
Is-
Cl В. *
Приложенное напряжение
Рис. 6.2. Влияние приложенного напряжения на поток ионов.
ные приборы^ В количественных исследованиях эти счетчики используются редко, но такие электроскопы полезны для демонстрации свойств радиоактивности. При большом напряжении между электродами возникающие при первичной радиационной ионизаг ции электроны ускоряются в электрическом поле так сильно, что способны ионизовать атомы, попадающиеся им на пути движения к аноду. Вторичные электроны также ускоряются и производят дополнительную ионизацию и т. д. Следовательно, одна первичная ионизация приводит к появлению на аноде большого количества электронов. Такое усиление в газе носит название лавинного эффекта Таунсенда по имени его открывателя. Из-за эффекта усиления ток в газе очень сильно возрастает. Как видно из рис. 6.2, в режиме пропорциональности число ионов в трубке (ток) пропорционально напряжению. При дальнейшем увеличении напряжения достигается плато, когда ток в трубке не зависит от напряжения между электродами. Переходный диапазон напряжений, предшествующий выходу на плато, носит название режима ограниченной пропорциональности. В таком режиме количественные исследования проводить некорректно, поэтому останавливаться на нем мы не будем.
