2.2 Загальні теоретичні відомості

Калій складається з трьох основних ізотопів: , проте лише є природним радіоактивним ізотопом. Його концентрація по відношенню до загального ізотопного складу калію складає 0,000119 г/г (~0,012%). Розпад проходить за двома напрямками, в результаті чого переходить в один із своїх ізобарів або , перший утворюється за схемою бета-перетворення, другий - в результаті К-захоплення.

Швидкість утворення і характеризується постійною розпаду : років^-1,

років^-1.

Питома -активність ( ) і -активність ( ) калію розраховується за формулами:

, (2.1)

, (2.2)

де - постійна розпаду калію; - кількість атомів , що знаходяться в 1г калію; - коефіцієнт, що характеризує частку атомів, які розпадаються з випромінюванням -частинок (0,88); максимальна енергія -частинок - 1,35 МеВ (216,27 фДж); - коефіцієнт, що характеризує частку атомів, що розпадаються з випромінюванням -квантів.

Енергія випущених -квантів дорівнює 1,46 МеВ (233,6 фДж). Співвідношення швидкостей розпаду 8.

Період піврозпаду калію - років. Залежно від типу приймача 1г калію еквівалентний по -випромінюванню (2,3 6,6)∙10^-4 грамам урану в рівновазі з продуктами розпаду (урановий еквівалент).

За інтенсивністю -випромінювання 1г калію для різних умов еквівалентний (1,1 2,0)·10^-4 грамам урану.

Внаслідок цього, при вимірюванні урану і торію в породах з великим вмістом калію, потрібно вводити поправку на - і -випромінювання , так само, як і при вимірюванні вмісту в породах або рудах навіть з невеликим вмістом урану і торію потрібно вводити поправку на - і -випромінювання і .

На результати вимірювання радіоактивності препаратів за бета-випромінюванням впливає поглинання -випромі-нювання в самому шарі, який випромінює, тобто інтенсивність збільшується не прямо пропорційно товщині. Самопоглинання проходить приблизно за наступним законом:

, (2.3)

де - інтенсивність -випромінювання, що випускається шаром товщиною ; - інтенсивність -випромінювання шару одиничної товщини при відсутності самопоглинання; - коефіцієнт поглинання -випромінювання в речовині.

Починаючи з певної товщини шару (практично рівній максимальній довжині пробігу -частинок), виміряна інтенсивність випромінювання при подальшому збільшенні змінюватись не буде. Шар радіоактивної речовини, що має товщину, практично рівну максимальній величині пробігу -частинок в даній речовині, називають шаром насичення для -променів. При

. (2.4)

Тоді, в загальному випадку

. (2.5)

При обробці результатів вимірювання оцінюється точність як безпосередньо величин, які вимірюються, так і величин, які вираховуються за результатами цих вимірювань.

Наведемо у таблиці 2.1 робочі формули для оцінки точності радіометричних вимірювань. Середня квадратична похибка при визначенні величини, яка вираховується V=f(x,y,z), може бути розрахована через похибки виміряних величин x,y,z за формулою

. (2.11)

Таблиця 2.1 – Формули для оцінки точності вимірів

Величина, яка визначається	Спосіб, в основу якого покладено розподіл Пуассона	Спосіб, в основі якого лежать повторні виміри
1	2	3
Середня швидкість лічби	, (2.6) де - число імпульсів, які зареєстровані за час . Якщо береться один відлік, то	, (2.9) де - час одного вимірювання; - число вимірювань
Середня квадратична похибка у визначенні середньої швидкості лічби	(2.7)	де (2.10)
Відносна похибка	% (2.8)	%

Відносна похибка величини визначається як

% . (2.12)

Сцинтиляційні лічильники типу СТС-6 реєструють -випромінювання, частково -кванти, і фон установки та навколишніх предметів. Для визначення чистого -випромі-нювання необхідно провести вимір фону ( ), інтенсивність препарату без фільтра ( ), інтенсивність препарату з філь-тром, який поглинає -частинки, . Бета-випроміню-вання розраховується за формулою:

, (2.13)

а -випромінювання

. (2.14)