2. Вимірювання активності радіоактивного джерела

Активність джерела можна виміряти, якщо зареєструвати інтенсивність його випромінювання. Для цього джерело розміщують поруч з детектором – газорозрядним лічильником Гейгера–Мюллера. Число зареєстрованих відліків (імпульсів) від –частинок чи -квантів за одиницю часу a ( швидкість лічби), буде пропорційним активності джерела А та ефективності реєстрації випромінювання лічильником Гейгера–Мюллера .

a = A·. (3)

Методи вимірювання активності діляться на відносні і абсолютні. При відносних вимірюваннях порівнюють інтенсивності випромінювання невідомого джерела та відомого джерела (еталона).

Якщо активність еталонного джерела А_е, і виміряна інтенсивність випромінювання а_е, а для досліджуваного джерела виміряна інтенсивність а_д , тоді активність такого джерела А_д знаходимо з виразу:

. (4)

Для одержання правильного значення активності необхідно вибирати еталон з таким же спектром випромінювання, який має і досліджуване джерело. Крім того, еталон та досліджуване джерело повинні мати однакову товщину і розміри. В іншому випадку при знаходженні активності необхідно враховувати певні поправки.

При абсолютних вимірюваннях, або безпосередньо підраховують число –частинок, які випромінюються цим джерелом, або вимірюють їх сумарну енергію калориметричним методом.

У даній роботі бета-активність джерела вимірюється шляхом підрахунку –частинок за допомогою газорозрядного лічильника Гейгера–Мюллера, який має на торці тонке слюдяне віконце і тому називається торцевим.

Віддаль між джерелом і лічильником вибирається так, щоб розміри активної плями джерела порівняно з цією віддалю були нехтовно малі. У такому випадку джерело називають “точковим”. Крім того, товщина активного шару досліджуваного джерела повинна бути значно менша пробігу –частинок з максимальною енергію E_m. Таке джерело називають "тонким", і поглинанням –частинок у самому джерелі можна знехтувати.

Щоб за числом відліків, зареєстрованих лічильником, визначити активність джерела, необхідно виміряти або знати заздалегідь ефективність лічильника у складі певної вимірювальної установки. Крім того, необхідно визначити ряд поправок, величину яких знаходять шляхом розрахунків або експериментально. Величина поправок залежить від верхньої межі бета-спектру, тобто від E_m. При знаходженні поправок шляхом розрахунків необхідно знати значення E_m. Якщо –спектр складається з кількох парціальних спектрів, необхідно знати схеми розпаду кожного з ізотопів, що входять у склад джерела.

В даній роботі головна увага приділяється експериментальним методам визначення поправок. Експериментальне визначення поправок має, як правило, кращу точність, ніж метод розрахунків.

Якщо за одну секунду лічильник реєструє в середньому a відліків від джерела і фону, а швидкість лічби фону складає а_ф, тоді швидкість лічби а_д обумовлена джерелом, дорівнює:

а_д = а – а_ф. (5)

Активність джерела А_д наступним чином пов’язана з величиною a_д:

. (6)

де  – тілесний кут віконця лічильника по відношенню до точкового джерела (поправка на геометрію досліду); k_п – поправка на поглинання –частинок у повітрі та слюдяному віконці лічильника; k_в – поправка на відбивання -частинок від підкладки джерела, k_м – поправка на мертвий час лічильної установки;  – поправка на ефективність реєстрації –частинок детектором ( в даній роботі ми будемо вважати її рівною одиниці).

Абсолютну активність джерела А_д можна розрахувати по формулі (6а), якщо відомі усі необхідні поправочні коефіцієнти:

_{. (6а)}

Розглянемо методику оцінки поправок.