Измерение активности образцов

Следующие обстоятельства должны быть учтены при выборе способа измерения активности образца:

1. Часть продуктов распада радиоактивных ядер может поглощаться в самом образце. В таком случае в процессе измерений получают заниженную активность.

2. В образце могут происходить несколько различных реакций, продукты которых регистрируются одновременно, затрудняя определение активности насыщения интересующей реакции.

Измерения активности образца по бета излучению. Наибольшую трудность представляет учет самопоглощения в образце и поглощения в окне детектора, так как проникающая способность бета частиц мала. Чаще всего регистрируют суммарное бета излучение образца. При этом существует опасность появления ошибок из-за регистрации излучений примесей и загрязнений поверхности образца.

Например, средняя величина массового коэффициента поглощения бета частиц, испускаемых ^116м2In равна 22 см²/г. При прохождении бета частиц через слой индия толщиной 70 мг/см² 80% частиц поглощаются и на детектор попадают бета частицы, испущенные только поверхностными слоями образца. По этим причинам метод регистрации бета излучения применяют лишь в опытах с тонкими, слабо поглощающими образцами.

Измерения активности образца по гамма излучению. Практически все радиоактивные нуклиды, образующиеся при активации образцов, испускают гамма-излучение, поэтому метод регистрации гамма-излучения образцов является достаточно универсальным. Гамма-излучение обладает более высокой проникающей способностью, чем бета-излучение, поэтому его самопоглощение относительно мало. Например, массовый коэффициент поглощения гамма квантов с энергией 1,29 МэВ испускаемых ^116м2In равен 0,05 см ²/г, то есть в 440 раз меньше, чем для бета частиц.

Дискретная структура спектра гамма-излучений создает принципиальную возможность выделения гамма линий, испускаемых при распаде продуктов определенной реакции, на фоне других активностей, обусловленных реакциями на примесях и конкурирующими реакциями в материале образца. Калиброванные с помощью аттестованных образцовых спектрометрических гамма источников (ОСГИ) спектрометры гамма излучения (см. стр. 21 и 27) применяют для абсолютных измерений энергетических спектров гамма излучения.

Гамма кванты с разной энергией неодинаково поглощаются внутри образца. Эффект самопоглощения может существенно искажать результаты измерения активности образцами. Поправку K_C, учитывающую эффект самопоглощения образцом испускаемых им гамма квантов с энергией Е, можно вычислить по формуле:

, (3.13)

где: m(Е) - линейный коэффициент поглощения гамма-квантов с энергией Е в материале образца;

d - эффективная толщина образца.

Коэффициент поглощения гамма-квантов можно определить по результатам серии измерений, при которых между облученной фольгой-образцом и детектором последовательно помещают одну, две, три необлученных фольги из того же материала и наблюдают за изменением интенсивности линий в спектре гамма-излучения, прошедшего в детектор. Построив зависимость логарифма зарегистрированной интенсивности излучения от толщины поглотителя, можно определить m - коэффициент поглощения гамма-квантов, необходимый для вычисления K_C.