5.5.2.1. .Методы и средства измерения 90sr

1.Не­ко­то­рые све­де­ния о строн­ции-90

1.1. Об­щие по­ло­же­ния

Строн­ций-90, ра­дио­нук­лид с ин­дек­сом ра­дио­ток­сич­но­сти Б, об­ра­зу­ет­ся как ос­ко­лоч­ный при де­ле­нии тя­же­лых ядер. Ос­нов­ная ра­дио­ло­ги­че­ская опас­ность для на­се­ле­ния в обыч­ных об­стоя­тель­ст­вах обу­слов­ли­ва­ет­ся воз­мож­но­стью по­сту­п­ле­ния в ор­га­низм с пи­щей и во­дой. Вы­со­кий ин­декс ра­дио­ток­сич­но­сти оп­ре­де­ля­ет­ся осо­бен­но­стя­ми дол­го­вре­мен­но­го де­по­ни­ро­ва­ния при по­сту­п­ле­нии в ор­га­низм и на­ли­чи­ем до­чер­не­го ра­дио­нук­ли­да ит­трий-90, ха­рак­те­ри­зую­ще­го­ся вы­со­ко­энер­ге­тич­ным спек­тром бе­та-из­лу­че­ния и срав­ни­тель­но не­боль­шим пе­рио­дом по­лу­рас­па­да:

Строн­ций-90, ит­трий-90 - “чис­тые” бе­та-из­лу­ча­те­ли, рас­пад ко­то­рых не со­про­во­ж­да­ет­ся ис­пус­ка­ни­ем гам­ма-кван­тов. Мак­си­маль­ные энер­гии их бе­та-спек­тров со­став­ля­ют 546,6 и 2284 кэВ, а сред­ние 196 и 942 кэВ со­от­вет­ст­вен­но. Воз­мож­но­сти из­ме­ре­ния ак­тив­но­сти строн­ция-90, ит­трия-90 по бе­та-из­лу­че­нию ог­ра­ни­чи­ва­ют­ся по­гло­ще­ни­ем энер­гии бе­та-час­тиц в ве­ще­ст­ве про­бы (про­бег элек­тро­на с энер­ги­ей 2000 кэВ в во­де - 1 см) и на­ли­чи­ем в про­бах бе­та-из­лу­чаю­щих ес­те­ст­вен­ных ра­дио­нук­ли­дов (ЕРН), в пер­вую оче­редь ка­лия-40 и ра­дио­нук­ли­дов из ря­дов ура­на-238 и то­рий-232. В табл.1 при­ве­де­ны сред­ние зна­че­ния их удель­ной ак­тив­но­сти (Бк/кг) в раз­лич­ных объ­ек­тах. Ра­дий-226 при­во­дит­ся от­дель­но, по­сколь­ку он прак­ти­че­ски не бы­ва­ет в рав­но­ве­сии с пред­ше­ст­вен­ни­ка­ми из ря­да ура­на-238 и с не­го на­чи­на­ет­ся це­поч­ка, со­дер­жа­щая вис­мут-214 с мак­си­маль­ной энер­ги­ей бе­та-спек­тра 3000 кэВ.

Из дан­ных табл.1 вид­но, что пря­мые ра­дио­мет­ри­че­ские из­ме­ре­ния строн­ция-90, ит­трия-90 в про­бах внеш­ней сре­ды и пи­ще­вых про­дук­тов воз­мож­ны лишь при дос­та­точ­но вы­со­ких со­дер­жа­ни­ях в них ак­тив­но­сти строн­ция, за­час­тую зна­чи­тель­но пре­вос­хо­дя­щих пре­дель­но до­пус­ти­мые.

От­сут­ст­вие гам­ма-кван­тов и труд­но­сти пря­мых ра­дио­мет­ри­че­ских из­ме­ре­ний яви­лись при­чи­ной соз­да­ния тра­ди­ци­он­но­го се­лек­тив­но­го “ра­дио­хи­ми­че­ско­го” ме­то­да из­ме­ре­ния ак­тив­но­сти строн­ция-90. При этом про­ба под­вер­га­ет­ся глу­бо­кой ра­дио­хи­ми­че­ской пе­ре­ра­бот­ке с це­лью экс­трак­ции строн­ция и соз­да­ния “тон­кос­лой­но­го” пре­па­ра­та, ак­тив­ность ко­то­ро­го за­тем из­ме­ря­ет­ся на ма­ло­фо­но­вом бе­та-ра­дио­мет­ре. Дос­то­ин­ст­во это­го ме­то­да - вы­со­кая чув­ст­ви­тель­ность, не­дос­тат­ки же обу­слов­ли­ва­ют­ся не­об­хо­ди­мо­стью ис­поль­зо­ва­ния до­ро­го­стоя­щих аг­рес­сив­ных хи­ми­ка­ли­ев и про­дол­жи­тель­ной (до 2 сут.) про­це­ду­рой при­го­тов­ле­ния про­бы.

Не­за­ви­си­мо от при­ме­няе­мой ме­то­ди­ки при из­ме­ре­ни­ях проб био­ло­ги­че­ско­го про­ис­хо­ж­де­ния сле­ду­ет иметь в ви­ду, что в них со­стоя­ние ра­дио­ак­тив­но­го рав­но­ве­сия ме­ж­ду строн­ци­ем-90 и ит­три­ем-90 су­ще­ст­ву­ет не все­гда. Ес­ли на мо­мент вре­ме­ни t=0 ак­тив­ность строн­ция-90 - S(0), а ит­трия-90 - Y(0), то спус­тя вре­мя t зна­че­ния их ак­тив­но­сти:

где =6,63*10^-5 сут^-1 и =0,272 сут^-1 - по­сто­ян­ные ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да строн­ция и ит­трия со­от­вет­ст­вен­но. Из со­от­но­ше­ния (1) сле­ду­ет, что в про­бах внеш­ней сре­ды, ха­рак­те­ри­зую­щих­ся дол­го­вре­мен­ной фи­зи­ко-хи­ми­че­ской ста­биль­но­стью (поч­ва, грунт или био­суб­ста­ты с вы­держ­кой не ме­нее двух не­дель по­сле об­ры­ва в них об­мен­ных про­цес­сов), строн­ций-90 и ит­трий-90 на­хо­дят­ся в со­стоя­нии рав­но­ве­сия, т.е. зна­че­ния их ак­тив­но­сти рав­ны друг дру­гу. Ме­та­бо­ли­че­ские про­цес­сы в рас­те­ни­ях, осу­ще­ст­в­ляе­мые дей­ст­ви­ем флое­мы и кси­ле­мы, и об­щий эле­мент­ный об­мен в ор­га­низ­ме жи­вот­ных по-раз­но­му влия­ют на об­мен строн­ция и ит­трия, яв­ля­ясь при­чи­ной то­го, что в био­про­бах с мень­шей вы­держ­кой ра­дио­ак­тив­ное рав­но­ве­сие на­блю­да­ет­ся да­ле­ко не все­гда. В табл.2 при­ве­де­на за­ви­си­мость Y(t)/S(t) по со­от­но­ше­ни­ям (1) при ус­ло­вии, что Y(0)=0. Вид­но, что уро­вень рав­но­ве­сия, дос­ти­гае­мый при этом че­рез 11 су­ток вы­держ­ки, со­став­ля­ет не ме­нее 0,95. В ре­аль­ных про­бах он за­ве­до­мо вы­ше, по­сколь­ку на­чаль­ное со­дер­жа­ние ит­трия все­гда от­лич­но от ну­ля.

Таб­ли­ца 2. За­ви­си­мость от­но­ше­ния ак­тив­но­сти ит­трия-90 к строн­цию-90 в про­бе строн­ция-90 от вре­ме­ни вы­держ­ки

t, сут.	0	2,6	4,4	5,9	11	14,4
Y(t)/S(t)	0	0,5	0,7	0,8	0,95	0,98