Лабораторная работа «Радиометрия объектов среды»

Определение радиоактивности объектов среды называется радиометрией. Приборы, используемые для радиометрии, носят название радиометров.

Принципы радиометрии объектов среды основаны на способности ионизирующих излучений производить ионизацию молекул среды на пути своего движения (ионизационный метод) или способность некоторых химических веществ (люминофоров) преобразовывать энергию излучений в световую энергию (люминесцентный метод).

В качестве детектора и ионизационный метод использует газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера или сцинтилляционный счетчик.

Газоразрядный счетчик представляет собой стеклянную или металлическую трубку, в которую впаяны электроды: анод и катод. Трубка заполнена инертным газом (аргон) с примесью паров спирта. На электроды поступает высокое напряжение: 800-2000 вольт, в результате которого образовавшиеся при ионизации газа ионы приобретают огромную кинетическую энергию и, устремляясь к противоположно заряженным электродам, производят вторичную ионизацию. Одна частица или квант излучения вызывает полную мгновенную ионизацию газа в счетчике, а декатронные счетчики радиометра фиксируют при этом импульс тока.

Внутренняя поверхность сцинтилляционного счетчика покрыта слоем люминофора – вещества, испускающего под действием энергии радиоактивных излучений фотоны света. Вспышки света регистрируются специальным устройством, преобразующим их в импульсы электрического тока. В качестве люминофоров используют соли ZnS, NaI или специальные пластмассы.

При радиометрии подсчитывается число импульсов за минуту, которое пропорционально радиоактивности источника, но не равно числу распадов атомов в источнике за то же время, т.к. часть радиоактивных частиц и квантов не попадает в счетчик из-за хаотического характера распадов атомов. Для определения числа распадов в источнике предварительно необходимо установить с помощью эталона, активность которого известна, «эффективность счета» радиометра.

Порядок работы с радиометром, снабженным газоразрядным счетчиком

• Включить прибор в электрическую сеть. Нажать кнопку «Сеть» или «Пуск» на 10-15 мин, чтобы прибор прогрелся.

• Переключатель знака входного сигнала поставить в положение «+» (на установке Б-3) или  (на Б-4) и нажать «1:1» для подсчета каждого импульса.

• Нажать «Сброс» – на всех декатронах установится «0».

• Нажать «Проверка» или «50 Гц» одновременно с пуском секундомера. Через 1 минуту нажать «Стоп». При правильных показаниях на декатронах должно быть 3000100, т.к. при проверке импульсы тока поступают из сети с частотой переменного тока 50 Гц.

• Нажать «Сброс». На радиометре Б-4 поставить переключатель в положение «~». Прибор к работе готов.

Определение скорости счета от фона (Nф)

• Нажать кнопку «Пуск» с одновременным включением секундомера.

• Через 1 минуту нажать «Стоп», записать показания декатронов, равные N_ф, имп/мин; нажать «Сброс».

Определение эффективности счета прибора (эс) по эталону

Эффективность счета – показатель того, сколько процентов от истинного числа распадов, произошедших в препарате («мишени») за определенное время, радиометр регистрирует в виде импульсов тока.

• Установить эталон с известным числом распадов в минуту (А_эт) на подставку рядом (под) газоразрядным счетчиком.

• Нажать кнопку «Пуск», а через минуту «Стоп»; записать показания декатронов N_эт в имп/мин.

• Рассчитать ЭС (%) по формуле: ЭС = [(N_эт – N_ф) / А_эт]  100, где (А_эт – истинная активность эталона в распадах в минуту указана на эталонном препарате.