гамма-излучением с энергией 59,5 кэВ, но любую возможную проблему можно решить за счет достаточной фильтрации вместе с выбором подходящей интенсивности источника.

Современные методы определения поправок на мертвое время и наложения предполагают, что все пики полного поглощения подвержены одинаковым относительным потерям. Это предположение не совсем верно, главным образом потому, что ширина и форма пика являются функциями и энергии, и скорости счета импульсов. Применяя метод образцового источника, должны быть предприняты меры предосторожности для минимизации числа нарушений этого предположения. Ниже приводятся четыре таких предосторожности, большинство из которых применяются в любом методе определения поправок:

λкогда это возможно, применять процедуру только в узком энергетическом диапазоне;

λподдерживать постоянными, насколько это возможно, ширину пика и форму относительно энергии и скорости счета, даже если это слегка ухудшит разрешение на низких скоростях и при низкой энергии. Правильная регулировка усилителя и режекция наложений могут в этом существенно помочь;

λизбегать выпуклой или вогнутой формы комптоновского фона под важными пиками, особенно под пиком образцового источника. Если возможно, соотношение площади пика образцового источника к площади фона должна быть ≥ 10;

λуделять больше внимания определению площадей пиков. Методы выбора РО могут быть менее чувствительны к небольшим изменениям формы пика, чем методы подгонки спектров.

Экспериментальные результаты показывают, что метод образцового источ- ника может корректировать потери из-за мертвого времени и наложений с погрешностью около 0,1 % в широком диапазоне скорости счета. Такие погрешности могут быть также достигнуты с помощью метода генератора импульсов, особенно при низких скоростях, и с помощью некоторых чисто электронных методов. Однако оборудование, которое требуется для чисто электронных методов, очень сложное.

5.5 ЭФФЕКТЫ ЗАКОНА ОБРАТНОГО КВАДРАТА

Полная эффективность регистрации детектора изменяется приблизительно как обратная величина квадрата расстояния между детектором и источником гамма-излучения. Рассмотрим точечный источник, испускающий I гамма-квант в секунду. Поток F гамма-квантов на расстоянии R определяется как число гам- ма-квантов в секунду, проходящих через единицу площади сферы с радиусом R и центром, совпадающим с положением источника. Так как площадь сферы равна 4πR2, выражение для F имеет следующий вид:

Скорость счета детектора пропорциональна случайному потоку, и если поверхность детектора может быть аппроксимирована частью сферической поверх-

ности с центром в точке расположения источника, скорость счета имеет аналогич- ную потоку зависимость, т.е. 1/R2. Когда регистрируется низкоинтенсивное излу- чение от образца, желательно уменьшить расстояние образец-детектор и увели- чить скорость счета. К сожалению, когда расстояние образец-детектор настолько мало, что для разных частей образца заметно различие в расстояниях до детектора, то и скорости счета от различных частей образца значительно отличаются. Это различие расстояний может вызвать погрешность в результатах анализа, когда распределение излучающего материала в образце неравном ерно.

Общая скорость счета от образцов конечных размеров не подчиняется простому закону: обычно отклонение менее сильное, чем 1/R2. Несколько простых случаев могут помочь оценить общие скорости счета и неравномерность отклика.

Простейшим примером такого источника является линейный источник, который часто является подходящей моделью трубы, по которой прокачиваются радиоактивные растворы. Рассмотрим идеальный точечный детектор с собственной эффективностью ε, расположенный на расстоянии D от неограниченно длинного источника интенсивности I на единицу длины (рис 5.18). Скорость счета от этого источника может быть выражена как

В этом идеальном случае зависимость скорости счета скорее 1/R, чем 1/R2. Когда трубы измеряются на расстояниях меньших, чем их длина, изменение скорости счета приблизительно пропорционально 1/R.

Скорость счета от точечного детектора, расположенного на расстоянии R от плоской бесконечной поверхности, совсем не зависит от R. Для детектора, расположенного близко к однородно загрязненной стене перчаточного бокса, скорости счета изменяются очень мало с изменением расстояния стен а-детектор.

Должно быть минимизировано изменение отклика, связанное с изменением распределения материала внутри образца. Расстояние образец-детектор может быть увеличено, но расплатой являются большие потери в скорости счета. Луч- шей стратегией является вращение образца. Рассмотрим поперечное сечение цилиндрического образца с радиусом R, центр которого находится на расстоянии D от детектора (рис. 5.19). Пока D незначительно превышает R, скорости счетов для идентичных источников, расположенных в точках 1, 2, 3 и 4, изменяются заметно. На рисунке показано, что если D = 3R, максимальное отношение скоростей счета CR(2)/CR(4)=4. Отношение отклика при вращении источника по окружности радиуса R к отклику для центра (положение 1 на рис. 5.19) определяется по формуле

Отклик будет тем же самым, что и отклик, полученный для однородного непоглощающего круглого источника с радиусом R, центр которого расположен на расстоянии D от детектора. В табл. 5.6 представлены значения этой функции для нескольких значений R/D, а так же для сравнения CR(2)/CR(1) для невращающегося источника на рис. 5.19. Отклонение отклика даже больше, если принимать

Ðèñ. 5.18. Геометрия для расчета отклика точечного детектора при ли нейном источнике

Ðèñ. 5.19. Поперечное сечение цилиндрического образца и точечного детектора. Рисунок показывает изменение скорости счета с изменением положени я источника

во внимание поглощение. Вращение только уменьшает эффекты 1/R2; оно не уничтожает полностью этот эффект.

Вращение уменьшает отклонения отклика, вызванные расположением источника по радиусу, но практически не позволяет компенсировать большие отклонения. Если высота источника не превышает одной трети расстояния обра- зец-детектор, уменьшение в отклике составляет менее 10 % по сравнению с нормальным положением.