Закон радиоактивного распада

После этого  в выбранное относительно   детектора положение помещают поочередно поверяемый источник, образцовый источник и чистую подложку тех же размеров и измеряют скорости счета от этих источников N_x и N_o и скорость счета фоновых импульсов N_ф. Время измерения скорости счета фоновых импульсов определяют по формуле:

 

 

Т_ф ≥ Т_х N_ф/ N_x

 

Операции  измерения N_x, N_o и N_ф повторяют последовательно не менее 10 раз. После этого проводят такие же измерения, поместив перед детектором специальный фильтр, и определяют скорости счета N_х, N_o и N_ф . При этом применяют тот же фильтр, который был использован при построении гра-дуировочной таблицы, описываемой ниже.

По полученным значениям скоростей счета без  фильтра и с фильтром вычисляют  отношения R_i и R_i':

средние арифметические значения R и R':

и относительные  средние квадратические отклонения

при этом должно выполняться условие

                                   

Если оно  не выполняется, необходимо провести дополнительные измерения в прежних условиях, после чего вычислить новые значения

 Различие  в спектральных характеристиках  излучения поверяемого и образцового источников, обусловленное отклонением в толщине активного слоя и защитного покрытия поверяемого источника сверх узаконенных допусков, можно считать допустимым, если отношение R/R' удовлетворяет условию                   (3)

где К₁ и К₂ — коэффициенты, определяемые по градуировочной таблице.

Проверке  на идентичность спектральных характеристик  подвергают один источник из каждого  комплекта. Если для этого источника условие не выполняется, источник бракуют, а все остальные источники данного комплекта подлежат проверке на идентичность спектральных характеристик излучения.

Описанный метод  применим только к источникам с активностью нуклида больше 1000 расп./сек

Активность  нуклидов и внешнее излучение  поверяемых источников определяют по формулам

 A_x = A_oR     

N_x =N_oR                         

                             

где A_о — активность нуклида в образцовом источнике;

N_o — внешнее излучение (в телесном угле 2π) образцового источника.

Градуировочную  таблицу для определения коэффициентов К₁, К₂, входящих в формулу (3), составляют с помощью специальных измерений, проводимых при исследовании данной поверочной установки. Эти измерения следует проводить в тех же условиях, в которых поверяют источники, т. е. с тем же детектором, при тех же напряжениях на детекторе и дискриминаторе, при тех же параметрах радиоэлектронной аппаратуры и тех же расстояниях между источником и детектором. Эти измерения проводят в следующем порядке:

а)  измеряют скорость счета N_o от образцового источника, помещенного в измерительную установку в определенном выбранном по отношению к детектору положении;

б)  на образцовый источник со стороны активной поверхности осторожно накладывают металлизированную пленку или фольгу, по материалу и толщине d наиболее близко соответствующую максимально допустимому отклонению d_пр , толщины активного слоя и защитного покрытия от установленного номинального значения (такой источник с наложенной дополнительной пленкой или фольгой имитирует поверяемый источник с утолщенным активным и защитным слоями);

в)  источник с дополнительной фольгой или  пленкой помещают в измерительную установку и измеряют скорость счета импульсов N_d ;

г)  перед   детектором     помещают   фильтр,   ослабляющий α-излучение поверяемых источников в три-четыре раза, и затем измеряют скорости счета   от  источника,   закрытого дополнительной пленкой или фольгой, — N_d и от того же источника со снятой фольгой — N_o'.

При измерении N_o , N_o, N_d и N_d' средние квадратические отклонения не должны превышать 0,1%.

Для данной толщины  пленки или фольги d вычисляют коэффициенты

Значения  коэффициентов f1, К₁ и f₂, К₂, соответствующие предельно допустимым отклонениям толщины активного и защитного слоев со знаком плюс (  d_nр,п) и минус (  d_np.п), получают путем линейной экстраполяции прямой, проведенной через две точки: точку, соответствующую толщине использованной дополнительной пленки d, и точку, соответствующую источнику без дополнительного покрытия (  d = 0), когда f= 1 и K = 1. Все эти данные заносят в таблицу.

Полученная  градуировочная кривая действительна  только для поверки источников из данного нуклида в данных условиях. Поэтому необходимо построить серию градуировочных кривых для различных нуклидов и для различных условий измерений, применяемых в поверочной практике. Эти кривые помещают в паспорт данной поверочной установки при представлении ее к аттестации.

Относительная результирующая погрешность измеренного  значения активности нуклида в поверяемом источнике, соответствующая доверительной вероятности α=1—q, может быть определена по формуле

 

   _А — относительная предельная погрешность активности нуклида в образцовом источнике;   _d — относительная предельная погрешность, обусловленная различием спектральных характеристик сравниваемых источников.

При   поверке   образцовых   α-источников 1-го разряда погрешность _d определяется погрешностью   D и может быть сделана пренебрежимо малой. При поверке образцовых α-источников 2-го разряда и рабочих α-источников погрешность   _d = l – f_пр , где f_пр определяют по градуировочной таблице.

При поверке  образцовых и рабочих источников излучения обычно вычисляют погрешности, соответствующие доверительной вероятности 0,95. При этом множитель k в формуле равен 1,1.

Относительные предельные погрешности определения активности нуклидов в поверяемых источниках не должны превышать значений, установленных действующей поверочной схемой.

Относительную погрешность значения внешнего излучения  поверяемого источника вычисляют также по формулам  и , подставив в них значение N₀ (относительной предельной погрешности внешнего излучения образцового источника) вместо   A_о.[4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

Относительный метод измерения активности нуклидов принципиально значительно более  прост и легче осуществим, чем  абсолютный, и его практическое использование не встречает особых затруднений, если соблюдены требования одинакового геометрического расположения сравниваемых источников и полной их идентичности. Выполнение первого из этих требований вполне осуществимо. Реализация второго в ряде случаев затруднительна. Особенно строго это требование необходимо выполнять в отношении α- и β-источников, так как их излучение поглощается и рассеивается значительно сильнее, чем y-излучение.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. А б р а м о в, А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики: учеб. пособие для вузов/А.И. Абрамов, Ю.А. Казанский, Е.С. Матусевич. 3-е изд., перераб. и доп.М.: Энергоатомиздат, 1985. 488 с.: ил.

 

2. Б о ч к а р е в, В. Измерение активности источников бета- и гамма- излучений/   В. Бочкарев, Кенрим-Маркус, М. Львова, Я. Прусин. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1953.

 

3. К а л а ш н и к о в а, В.И. Экспериментальные методы ядерной физики /В.И. Калашникова, М.С. Козодаев; под ред. М.С. Козодаева. М.: Изд-во «Наука», 1966.

 

4. К а р а в а е в,  Ф.М. Измерение активности нуклидов /Ф.М. Караваев. М.: Изд-во стандартов, 1972.

 

5. П р и с т е р, Б.С. Основы  сельскохозяйственной  радиологии /Б.С. Пристер, Н.А. Лощилов, О.Ф. Немец, В.А. Поярков. Киев: Урожай, 1988. 256 с.: ил.

 

6. Л о б а н, Д.И. Радон: учеб.-метод. пособие /Д.И. Лобан, Н.Н. Тушин. Минск, 1997.