8.3 Определение активности радионуклидов
Количественное определение радионуклидов проводят по площади пика полного поглощения. Активность связана с площадью пика следующим соотношением:
(9),
где А – активность радионуклида, SS – площадь пика полного поглощения в спектре препарата, SФ – площадь пика полного поглощения в спектре фона, tS – время измерения препарата, tФ – время измерения фона, р – вероятность испускания γ-кванта данной энергии при распаде, ε – вероятность регистрации γ-кванта в условиях конкретного измерения (эффективность).
В качестве примера определим нуклид и его активность по спектрограмме, приведённой на рисунке 5.
Пусть по результатам предыдущих измерений, проведённых на данном спектрометре известно, что пик I соответствует пику двойного вылета аннигиляционных электронов (511 кэВ), а пик III – является пиком нуклида Cs137 с энергией γ-квантов 661,6 кэВ. Эффективность регистрации: ε = 0,01 имп/част. Время измерения – 60 секунд.
Для определения энергии, соответствующей пикам II и IV проведём калибровку спектрометра по энергиям.
Из рисунка 5 по максимуму пиков определяем, что пик I соответствует 319 каналу, пик II – 376 каналу, пик III – 414 каналу, пик IV – 497 каналу. Калибровку спектрометра по энергиям проведём по пикам с известными энергиями: I – 511 кэВ, III – 662 кэВ. Энергетическая ёмкость одного канала составит:
.
Далее определим значения энергий, которым соответствуют 376 и 497 каналы:
;
.
Таким образом, пику II будет соответствовать энергия примерно равная 602 кэВ, а пику IV – 795 кэВ. Вблизи этих значений среди нуклидов, которые могут находиться в отработанном ядерном топливе, имеются пики Cs134 с большим значением квантового выхода, соответствующие энергиям 604,7 кэВ с квантовым выходом 97,62% и 795,9 кэВ с квантовым выходом 85,53%. Таким образом, неизвестный нуклид можно идентифицировать как Cs134.
Определим активность этого нуклида в пробе. Для определения активности радионуклида достаточно одного пика. Пусть это будет пик II, имеющий больший квантовый выход. Вычислим площадь этого пика. Для этого необходимо определить высоту пика и его ширину на полувысоте. Эти значения найдём, произведя графические построения (см. рис. 5). Таким образом ширина пика на полувысоте составляет 6 каналов, высота пика – 51 импульс. Площадь пика составит:
.
Определим активность радионуклида, условно считая фон нулевым:
.
Таким образом, в пробе, спектрограмма которой изображена на рис. 5, содержится радионуклид Cs134 активностью 522 Бк.
Список рекомендованной литературы
Алёшин В.С., Кузнецов Н.М., Саркисов А.А. Судовые ядерные реакторы. – Л.: Судостроение, 1968. – 492 с.
Голубев Б.П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Е.Л. Столяровой. Учебник для вузов. – М.: Атомиздат, 1976. – 504 с.
Егоров Ю. А. Основы радиационной безопасности атомных электростанций: Учеб. пособие для вузов / Под общ. ред. Н. А. Доллежаля. – М.: Энергоиздат, 1982. – 272 с.
Климов А. Н. Ядерная физика и ядерные реакторы: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 484 с.
Кузнецов В. А. Судовые ядерные энергетические установки: Учебник. – Л.: Судостроение, 1989. – 256 с.
Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1978. – 360 с.
Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций: Учебник для втузов. – М.: Высшая школа, 1981. – 320 с.
Сапожников Ю.А. Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика / Ю.А. Сапожников, Р.А. Алиев, С.Н. Калмыков. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 286 с.
Шаманов Н.П., Пейч Н.Н., Дядик А.Н. Судовые ядерные паропроизводящие установки: Учебник. – Л.: Судостроение, 1990. – 368 с.
Радиационно-технологический контроль установок: Методические указания к практическим занятиям
Составитель:
Пестов Игорь Владимирович
Компьютерный набор и вёрстка автора
Подготовка к печати О.А. Мартиросян
Сдано в производство г. Подписано в печать г.
Уч.-изд. л. . Формат 84х108 1/16. Усл.-печ. л. .
Изд. № . Заказ № .
Редакционно-издательский отдел Севмашвтуза