- •Радиометрических измерений
- •Измерений
- •Методы измерения ионизирующих излучений и особенности их взаимодействия с веществом.
- •Методы приготовления радиоактивных препаратов
- •2.1. Приготовление альфа-активных источников
- •2.2. Приготовление бета-активных источников
- •3. Классификация методов измерения активности препаратов.
- •3.1 . Калориметрический (тепловой) метод.
- •3.2. Метод ионизационной камеры
- •3.3. Метод бета-, гамма- совпадений
- •4. Измерение активности препаратов методом ограниченного телесного угла
- •5. Факторы,влияющие на эффектаввость счета радиометрической установки
- •5.1. Поправка на разрешающее время счетчика
- •Далее снимается скорость счета, соответствующая каждому эталону:
- •5.2. Поправка на фон счетчика
- •5.3. Поправка на эффективность счетчика
- •5.4. Поправка на геометрические условия измерения
- •5.5. Расчет поправки на телесный угол для торцевого счетчика
- •5.6. Поправка на поглощение излучения слоем отделяющей среды
- •5.7. Поправка на самопоглощение и саморассеяние излучения в источнике
- •5.8. Поправка на обратное отражение излучения от подложки
- •5.9. Поправка на схему распада радионуклида
- •6. Экспериментальный метод определения поправок радиометрических измерений
- •7. Специфика измерения активности препаратов альфа-излучения
- •8. Измерение активности методом полного телесного угла. Особенности конструкции 4 π счетчика
- •9. Измерение активности сравнительным методом
- •10. Калибровка радиометрических установок
- •Оглавление
- •Александр Викторович Малышев Виктор Константинович Малышев
4. Измерение активности препаратов методом ограниченного телесного угла
Метод предусматривает строго фиксированное положение исследуемого источника относительно счетчика. Сущность метода заключается в том, что по зарегистрированному числу бета-частиц, попадающих в счетчик в определенном телесном угле, заданном геометрией измерения, определяется число частиц, испускаемое источником в полном телесном угле 4π. Связь между зарегистрированной скоростью счета от источника и его абсолютной активностью выражается зависимостью:
no=Aabc η (12)
где: no-истинная скорость счета от источника, имп/мин;
η = 1/Ксв- общий поправочный коэффициент, расп/имп.
Истинной считается скорость счета, исправленная на просчеты и фон, т.е.:
no = nсчР(τ) - nф (13)
где: nсч - скорость счета, зарегистрированная радиометрической
установкой, имп/мин;
Р(τ)- поправка на просчеты (на разрешающее время);
nф– скорость счета от фона, имп/мин.
Общий поправочный коэффициент η является сложной величиной, численное значение которой определяется совокупностью ряда факторов, сопровождающих излучение. В случае простой схемы распада изотопов, когда каждый акт распада сопровождается испусканием моноэнергетической бета-частицы, величина η может быть рассчитана по формуле:
η=ωερKnqSKo: (14)
где: ω- поправка на геометрические условия измерения (на телесный угол);
ε - поправка на эффективность регистрации излучения счетчиком;
ρ - поправка на схему распада изотопа;
Kn - поправка на поглощение излучения слоем отделяющей среды;
q - поправка на саморассеяние излучения в источнике;
S - поправка на самопоглощение излучения в источнике;
Ko - поправка на обратное отражение излучения от подложки.
С ледовательно, абсолютная активность источника будет равна:
В
Методом определенного (фиксированного) телесного угла можно определить абсолютную активность источника со средней точностью 5÷10%. Точность определения зависит от граничной энергии бета-излучения и тщательного учета вводимых поправок.
5. Факторы,влияющие на эффектаввость счета радиометрической установки
5.1. Поправка на разрешающее время счетчика
Разрешающим временем (τ) счетчика или радиометрической установки называется минимальный промежуток времени между двумя последовательными импульсами, которые регистрируются раздельно. Оно обычно выражается в долях секунды или минуты.
Общее разрешающее время радиометрических установок является величиной переменной, так что можно рассматривать лишь среднее разрешающее время τ в зависимости от регистрируемой скорости счета, т.е.
τ = f(nсч) .
Эта зависимость может быть выведена теоретически, исходя из следующих предпосылок:
- для того чтобы радиометрическая установка зарегистрировала ионизирующую частицу в момент времени от t до t + dt, необходимо, чтобы за время от t – τ до t через счетчик не прошла ни одна частица;
- вероятность того, что ни одна частица не попадает в счетчик за время t, определяется как R из соотношения:
R = е-nτ, (16)
где n - среднее число частиц (истинная скорость счета), попадающих в счетчик в единицу времени.
Исходя из принятых условий, общее число зарегистрированных в единицу времени частиц nсч будет равно:
nсч = nР = nе-nτ (17) Следовательно:
n
Отношение представляет собой поправку на
р азрешающее время. Она вводится при скорости счета от источника
6000 имп/мин.
Д ля малых значений величину можно рассматривать
к ак постоянную, следовательно, выражение можно разложить в ряд:
(19)
О
(20)
Подставляя полученное выражение (20) в формулу (18), будем иметь:
(21)
П роизведение по физическому смыслу представляет число незарегистрированных частиц в единицу времени. Преобразуя выражение (21), получим:
(22)
О тсюда истинная скорость счета, разрешающее время и поправка на него будут выражаться соотношениями:
(23)
(24)
(25)
Ч
(26)
(27)
Т ак как вероятность отлична от нуля, т.е. , следовательно, равно нулю выражение, стоящее в скобках:
(28)
И з выражения (26) можно найти значение при котором скорость счета достигает максимума:
(29)
П одставляя вместо в формуле (18), получаем максимальное значение скорости счета
(30)
С ледовательно, разрешающее время можно определить из соотношения:
(31)
П о соотношению (31) экспериментальным путем можно находить значения разрешающего времени. Для этого следует взять достаточно активный источник излучения и приближать его к счетчику до тех пор, пока число сосчитываемых в единицу времени импульсов не достигнет наибольшего значения . Дальнейшее приближение источника излучения будет вызывать уменьшение числа сосчитанных импульсов. Подстановкой найденного значения в формулу (31), рассчитывается Однако данный метод (метод подвижного источника) связан с перегрузкой радиометрической аппаратуры и применяется редко.
Более удобен для определения метод серии эталонов. Сущность его заключается в том, что готовится серия возрастающих по активности эталонов с известным количеством радиоактивного изотопа или известной абсолютной активностью. Обычно активность последующего эталона увеличивают пропорционально, т.е.:
1-й эталон - активность А1;
2-й эталон - активность А2=2А1;
3-й эталон - активность А3=ЗА1;
n-й эталон - активность Аn= nА1