Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Эффективность регистрации у-излученин. Отношение общего числа импульсов, поступающих от детектора (независимо от энергии, потерянной в его чувствит. объёме), к числу попаданий в детектор наз. пол ной счётной эффективностью. При работе с гамма-спектрометрами иаиб. часто определяют сумму импульсов в пике полного поглощения. Т. к. оси. часть импульсов в цикле полного поглощения обычно связана с фотоэффектом, то говорят об фотоэффекте-иости (см. Гамма-излучение).
Для сравнения детекторов используют относит, эффективность — отношение эффективностей регистрации данного детектора и сцинтилляционного детектора NaI(Tl) диам. и высотой 76,2 мм в пике полного поглощения при энергии у-излучения = 1332 кэВ (источник — eoCo) или 661,7 кэВ (137Cs). Напр., для полупроводникового детектора Ge(Li) с чувствит. объёмом 130 см8 отиоснт. эффективность для фотонов с — = 1332 кэВ порядка 25%. Его эиергетич. разрешение при этом в 50 раз лучше, чем у NaI(Tl).
Эффективность регистрации зависит от энергии у-из-лучеиия Jr (кривая эффективности). В спектрометрич. режиме наиб, важна кривая фотоэффективиостн. ES обычно измеряют, используя т. н. образцовые спектрометрич. v-и сточи ики с радионуклидами: 22Na, 54Mn, 47Go, 80Cor 85Zn, 88Y, 109Gd, 113Sn, 126I, 138Ba, 137Gs, 138Ge, 152Eu, 163Cd, 203Hg, 228Th, 241Am и др. Для таких источников с высокой точностью определены активности радионуклидов, кол-ва у-квантов в определ. спектральных линиях, испускаемые в 1 с в угле 4л. При исследовании внеш. среды, а также излучения человека используют образцовые объёмные источники, создаваемые часто иа основе радиоакт. растворов.
В области энергии у-кваитов <?? ~ 200—2500 кэВ зависимость эффективности регистрации F от описывается ф-лой:
In/^aj+Oaln^+agfln^)2. (5)
В частном случае полупроводникового детектора
2
In/’+25=ln/'’ ~arctg[exp(a4+a5In^)-l-ae(In^Y)3], (6)
где «j, ..., a5 — численные коэффициенты. При замепе одного детектора другим эффективность в пике полного поглощения :? 3 МэВ) определяется соотношением:
In/’^const+iSln^, ? = а1п7акт-)-Ь, (7)
где VaKT — активный объём детектора, а = 0,6246; Ъ — —2,136. Для диапазона энергий — 60—3050 кэВ при измерении в чашечках Петри и в сосудах Маринел-лн эффективность описывается ф-лой:
In^-A1—[а2+а3ехр(—а4«?)]ехр(—а6^)1п«?. (8)
^ ~ , Погрешности измерений. Потери счёта ^ в устаиов-224 ках обусловлены мёртвым временем установ-
ки и неизбежностью случайных совпадений. Мёртвым временем тм наз. время нечувствительности детектирующей системы вслед за попаданием в иеё частицы (фотона). Мёртвое время может быть продлевающимся иди фиксированным. В первом случае т] = ехр(—птм), во втором т| = (1 -(— птм)-1, где п — скорость счёта. Часто тм = }(п), напр. тм = а0 -j- UlIi. Параметры «о, аг определяют экспериментально с короткоживущим радионуклидом, иапр. 113м1п {Тц — 99,48 мин).
В пике полного поглощения у-квантов потери счёта могут вызываться одновременной регистрацией событий, произошедших в каскаде, и случайными совпадениями в пределах времени формирования сигнала. Величину Ti находят, измеряя спектры излучения при разных расстояниях источника от детектора.
Энергетическое разрешение. Мерой разрешающей способности спектрометрич. установки является полная ширина пика на половине высоты в распределении импульсов по энергии. Для сциитилляциоиных детекторов её принято выражать величиной А(%), для полупроводниковых — Д<<?. Для рентгеновского И Y-излучения приводят Atf для энергий — 5,9 кэВ, 122 кэВ и 1332 кэВ.
Чувствительность. Мни. детектируемая концентрация (МДК) радионуклида (в Бк*кг-1) в источнике определяется ф-лон
МДК=—-—1/~ JL. (9)
м KliKtM У t к ’
Здесь M — масса пробы, K1 — коэф., учитывающий выход регистрируемого излучения на 1 акт распада радионуклида, K2 — эффективность регистрации, В — скорость счёта фоиа, t — время измерений.
Радиационная «значимость» радионуклидов. Для оценки радиац. воздействия разл. радионуклидов применяют два метода: оценивают вклад радионуклида в индивидуальную усреднённую годовую дозу излучения для критич. группы людей — лиц, находящихся в иаихудших условиях с точки зрения радиац. воздействия (табл. 1); оценивают вклад этого радио-
T а б л. 1. — Связь усреднённой годовой дозы, содержащейся в продуктах питания, с удельной активностью некоторых радионуклидов
Радионуклид Объект Концентрация радионуклидов, ведущая к эквив. дозе 10 мкЗв в 1 г (в критич. группе), Бк/л, Бк/кг
Молоко 8
ssS —»—. 20
"*Sr+MY —•»— 0,3
і«Ч >> 0,4
‘«Cs >, 0,5
li7Cs » 0 ,5
«Co Рыба 10
**Sr+*“Y —-»— 3
‘•«Cs —»— !,
ls7Cs —»— 5
4uCo Панцирные жи- 200
вотные (раки,
черепахи и др.)
‘«Ru —» — 200
‘»7Cs — 70
иуклпда в популяционную дозу. За концентрацией отд. радионуклидов, дающих вклад в годовую дозу, на уровне 10 мкЗв устанавливается си-стематич. наблюдение. Проводится паспортизация состояния окружающей среды с последующим наблюдением за скоростью нарастания содержания радионуклидов.
і
J
Фон. Для определения малых концентраций радионуклидов необходимо уменьшение радиационного фона, что достигается защитой. В табл.2 приведены осн.
