Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Обычно активность препаратов измеряют, регистрируя число испускаемых ими за определенное время заряженных частиц (а или ?). Активность препаратов, заключенных в герметические оболочки, невозможно измерить непосредственно без разрушения последних, поэтому в таких случаях активность определяют по интенсивности проникающего излучения. Так, активность источников у-излучения описывают гамма-эквивалентом радия, который определяется как количество радия, эквивалентное по радиационному действию у-излучения при данных условиях измеряемому источнику. Активность источников нейтронов измеряется просто числом нейтронов, испускаемых за 1 сек.
305-Наиболее распространенной единицей активности является кюри. Активность препарата равна 1 кюри, если в нем за 1 сек происходит 3,7- IO10 распадов. На практике часто используют производные единицы: микрокюри (10~6 кюри), милликюри (Ю-3 кюри) и реже кило-кюри (IO3 кюри) и мегакюри (10е кюри). Приближенно 1 кюри соответствует активности 1 г радия.
В 1946 г. была предложена Другая единица активности — резерфорд, которая определяется как активность препарата, в котором происходит IO6 раеп/сек. Эта единица широкого распространения не получила.
Для выражения активности источников у-излучения по радиевому эквиваленту применяется единица миллиграмм-эквивалент радия, определяемая, как гамма-эквивалент радиоактивного препарата, у-излучение которого при данной фильтрации и при тождественных условиях измерения создает такую же мощность дозы в воздухе, что и у-излучение 1 мг радия Государственного эталона радия СССР при использовании платинового фильтра толщиной 0,5 мм. Полезно запомнить, что точечный источник, содержащий 1 мг радия, находящегося в равновесии с продуктами распада, после начальной фильтрации через платиновый фильтр толщиной 0,5 мм, создает на расстоянии 1 см в воздухе мощность дозы 8,4 річ.
Активность нейтронных источников выражается обычно в нейтронах за 1 сек (нейтрон!сек). Иногда в лабораторной практике используют выражение «кюри по нейтронам», подразумевая под этим количество нейтронов, испускаемых стандартным радий-бериллие-вым источником с количеством радия, равным 1 кюри; приближенно 1 щюри по нейтронам соответствует испусканию IO7 нейтрЬн!сек.
§ 10.2. ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ
Активность источников измеряют, регистрируя их излучение. Если рядом с источником расположить соответствующий детектор, то регистрируемый им за единицу времени эффект а будет пропорционален активности источника А:
а = еА. (10.2)
Здесь под показаниями детектора понимается или число отсчетов счетчика, или показания токового прибора, или почернение фотопластинки, или какая-нибудь другая непосредственно измеряемая на опыте величина. Коэффициент пропорциональности є, который здесь будет называться эффективностью измерительной установки, зависит от ряда факторов: эффективности самого детектора, геометрии и т. п.* Если є известна, то определение активности сводится к
* При регистрации отдельных частиц коэффициент е совпадает по смыслу с рассмотренной в § 4.4 светосилой установки L, однако данное здесь определение эффективности измерительной установки имеет несколько более общий характер.
306-элементарной операции. Однако определение этого коэффициента зачастую оказывается весьма сложным. Здесь рассмотрим общие пути решения этой задачи, а затем отметим особенности, возникающие при регистрации различных видов излучения (а, ?, 7 и нейтронов).
Интегральные и дифференциальные методы измерений. Интегральными называются методы измерений, при которых регистрируется суммарный эффект от более или менее длительного воздействия излучения на детектор (накопление электрического заряда на пластинах ионизационной камеры, выделение тепла в калориметре, потемнение стекла и т. п.).
Дифференциальными называются методы, при которых регистрируются отдельные частицы (электрические импульсы в камерах и счетчиках, треки частиц в фотопластинках и камерах Вильсона и т. п.).
Интегральные методы требуют, как правило, применения более простых технических средств, поэтому они развились раньше, чем дифференциальные, зато последние дают значительно большую информацию о протекаемых явлениях, позволяют более легко и надежно разделять частицы разных типов и, в частности, избавляться от фона посторонних излучений. К настоящему времени дифференциальные методы исследований в ядерно-физических экспериментах почти полностью вытеснили интегральные методы. Тем не менее интегральные методы находят и в настоящее время определенное применение в некоторых специальных случаях, о чем будет сказано ниже.
Абсолютные и относительные измерения. Абсолютными называются измерения, при которых прежде всего определяется коэффициент є, а затем по показаниям детектора а находится истинное значение активности источника А. Значительные трудности при выполнении этой операции заставляют всегда, когда это только возможно, прибегать к относительным измерениям, при которых показания детектора при работе с исследуемым источником ах сравниваются с показаниями а3 от некоторого эталонного источника, активность которого Ag заранее известна. Если это сравнение можно выполнить так, чтобы значения коэффициентов є в обоих случаях были заведомо одинаковыми, то из соотношений