- •Лабораторная работа № 411.
- •Определение содержания стронция-90, калия-40.
- •Включение лабораторной установки производится с разрешения преподавателя или инженера лаборатории.
- •В лабораторной работе используются очень хрупкие кюветы с порошками. Будьте осторожны! Контрольные вопросы.
- •2. Взаимодействие β-частиц с веществом.
- •3. Защита от бета-излучения.
- •Максимальный пробег моноэнергетических электронов в различных веществах
- •2. Бета-радиометр руб-91
- •4. Методика приготовления проб для измерения на бета-радиометре.
- •А. Подготовка проб без предварительного концентрирования.
- •В. Подготовка проб методом концентрирования.
- •5. Органы управления β -радиометром
- •5.1. Блок анализатора.
- •5.2. Блок детекторов.
- •6. Эксперимент.
- •Республиканские допустимые уровни рду-99.
2. Бета-радиометр руб-91
Бета-радиометр РУБ-91 "Адани" предназначен для измерения удельной (объемной) активности стронция-90 в природных объектах и продуктах питания.
Бета-радиометр позволяет проводить измерения в твердых и сыпучих образцах, сухих и сублимированных продуктах питания, а также пробах почв на фоне радионуклидов техногенного происхождения, таких как цезий-137, рутений-106, церий-144 и естественного радионуклида калия-40.
Принцип действия бета-радиометра основан на анализе амплитудного распределения импулъсов, возникающих в сцинтилляционном детекторе при попадании в него β –частиц. Вычисление активности исследуемого образца производится на основе анализа распределения импульсов по амплитуде.
Блок-схема β- радиометра представлена на рис. I.
Рис. I. Блок-схема бета-радиометра
БД - блок детектирования;
БА - блок анализатора;
BI, B2 - сигналы сцинтилляционных датчиков.
Упрощенная структурная схема блока детектирования приведена на рис. 2.
β -частица, испускаемая пробой П, вызывает вспышку в одном из сцинтилляторов CI или С2. Вспышки, попадая на один из фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) Ф1 или Ф2, преобразуются в электрические импульсы.
Рис.2. Упрощенная структурная схема блока БД.
Импульсы тока с выходов ФЭУ через усилители У1 и У2 поступают на соответствующие выходы BI и В2.
4. Методика приготовления проб для измерения на бета-радиометре.
Измерение удельной и объемной активности можно производить как прямым методом, так и методом концентрирования (выпаривание, озоление и т.д.).
А. Подготовка проб без предварительного концентрирования.
Пробы пищевых продуктов подвергаются обработке, идентичной той, которая применяется к ним на первом этапе приготовления пищи.
Подготовленные продукты измельчают с помощью ножа, мясорубки, терки, кофемолки.
Воду следует подкислить прибавлением 3-4 мл концентрированной азотной кислоты на каждый литр во избежание сорбции стронция-90 на стенках емкостей.
Почву высушивают до воздушно-сухого состояния, растирают в ступе до порошкообразного состояния и просеивают через сито с диаметром отверстий 1-2 мм. Отбирают 3 пробы массой 50-100 г и на радиометре РУБ-91 измеряют их бета-активность. Если результаты измерений различаются более чем в 1,5 раза от среднего значения, то повторяют перемешивание до получения хорошо гомогенезированной пробы.
В. Подготовка проб методом концентрирования.
Пробы воды концентрируют различными способами: выпариванием, осаждением и ионным обменом.
Для воды с малым содержанием кальция (до 20 мг/л) применяют ионный обмен. Этим методом концентрирование радиоактивного стронция-90 производится путем сорбции его на ионно-обменной смоле (катионите марки КУ-2). После пропускания всей пробы смолу извлекают в фарфоровый тигель, сушат на электрической плитке (под зеркальной лампой) и сжигают в муфельной печи при температуре 400°С в течение 3-6 часов. После охлаждения зольный остаток анализируется на β -радиометре.
Пробу почвы взвешивают целиком с растительным покровом, высушивают до воздушно-сухого состояния и прокаливают целиком при температуре 550°С в течение 6-8 часов до полного удаления органического вещества (периодически пробу вынимают из печи и перемешивают). Прокаленную пробу взвешивают.
Отбирают 3 пробы массой до 100 г каждая и на радиометре РУБ-91 измеряют их β -радиоактивность. Проба считается хорошо гомогенезированной, если результаты измерений не различаются более, чем в 1,5-2 раза от среднего значения. Если различия превышают указанную величину, то повторяют перемешивание. Для радиометрического анализа отбирают среднюю пробу.
Пробу растительности и продуктов питания растительного происхождения взвешивают, измельчают ножом или на мясорубке, помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 100-120°С. Сухую пробу переносят в фарфоровые чашки и обугливают на электрической плитке. Обугливание считается законченным, если прекратилось вспучивание пробы и выделение дыма. Обугленную пробу пересыпают в фарфоровые тигли или чашки меньшего размера и озоляют в муфельной печи при температуре 600-700°С.
В полученной золе не должно содержаться несгоревших частиц. В противном случае после охлаждения пробу смачивают концентрированной азотной кислотой, высушивают на электроплитке и прокаливают вновь. Эту операцию повторяют до получения золы белого цвета.
Мясо и мышцы рыбы отделяются от костей, нарезаются мелкими кусками, высушиваются под инфракрасной лампой, обугливаются на электроплитке, затем переносятся в фарфоровые тигли небольшими порциями и озоляются при температуре 600-700°С. Время озоления зависит от величины навески.
Свежее молоко выпаривают в широкой эмалированной или алюминиевой кастрюле.
Для любого вида продукции объем пробы, размещенной в измерительной кювете, должен соответствовать ее объему - 30 см, отличаясь от него не более, чем на 10%.