Способ проведения абсолютных измерений альфа-активности нуклидов с помощью счетчика с жидким сцинтиллятором Советский патент 1988 года по МПК G01T1/204 

00 4ik 01

О)

Изобретение относится к области применения жидких сцинтилляторов для проведения абсолютных измерений активности альфа-излучающих нуклидов и может быть использовано при калибровке стандартных образцовых растворов, для измерений периодов полураспада альфа-излучающих нуклидов и во всех других случаях, когда требуются прецизионные измерения удельной альфа-активности растворов.

проведении абсолютных измерений активности с помощью счетчиков с жидким сцинтиллятором основная трудность связана со склонностью к адсорбции альфа-излучающих изотопов тяжелых элементов на поверхности кювет, содержащих жидкий сцинтиллятор. Это приводит к потере некоторого числа световых вспьппек, достигающей нескольких десятых долей процента от общей альфа-активности измеряемого препарата.

Одним из способов уменьшения таких потерь является применение кювет с пластмассовыми сцинтиллирзтощими стенками. Недостаток этого способа заключается в том, что амплитуда световых импульсов, даваемых сцинтиллирующими стенками, существенно ниже амплитуды импульсов, возникающих в жидком сцинтилляторе. Это приводит к тому, что спектр импульсов смещается в область малых амплитуд, и часть вспьппек также оказывается за порогом дискриминации

Наиболее известен способ устранения вредного влияния адсорбции радиоактивных элементов на стенках кювет, заключающийся во введении в состав жидкого сцинтиллятора комплексующих реагентов, образующих хорошо растворимые комплексы с радионуклидами.

Наиболее близким к предлагаемому является способ проведения абсолютных измерений альфа-активности нуклидов с помощью счетчика с жидким сцинтиллятором, в котором в качестве комплексующей добавки в жидкому сцинтиллятору на основе диоксана использованы трибутилфосфат и три-н-октилфостиноксид.

Однако даже полное устранение адсорбции радионуклидов на стенках кювет не позволяет получить 100%-ную эффектгивность регистрации альфа-частиц счетчиком с жидким сцинтиллятором из-за наличия краевого эффекта. Возникновение этого эффекта связано с

тем, что часть альфа-частиц, образующихся во внешнем слое сцинтиллятора, примыкающем к стенке кюветы или его открытой поверхности, вылетает за пределы объема сцинтиллятора, давая световую вспышку небольшой амплитуды, которая может не зарегистрироваться счетным устройством. В немногочисленных работах, посвященных использованию жидкого сцинтиллятора для абсолютных измерений, поправка на краевой эффект находилась только расчетным путем, исходя из геометрии кюветы и величины пробега альфа-частиц в жидком сцинтилляторе, примерно равного см. Однако значение поправки, найденной расчетным путем, ненадежно, поскольку величина краевого эффекта определяется не только геометрией кюветы, но и порогом дискри минации импульсов, поступающих на счетное устройство, а также количеством внесенного водного раствора, вызывающего уменьшение амплитуды световых вспышек в сцинтилляторе.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем исключения систематической погрешности из-за краевого эффекта, связанного с вылетом нерегистрируемых альфачастиц из внешнего слоя сцинтиллятора.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе проведения абсолютных измерений альфа-активности нуклидов с помощью счетчика с жидким сцинтиллятором измеряют скорость счета световых вспьш1ек, даваемых радионуклидом, затем в жидкий сцинтиллятор вносят прозрачную пластину с известной величиной поверхности, измеряют еще раз скорость счета световых всгп 1шек и по разности скоростей света до и после внесения пластинки находят величину поправки на указанньш краевой эффект.

Исходя из соотношения площадей поверхности внесенной плйстинки и сцинтиллятора, помещенного в кювету, на5содят искомый краевой эффект. Величину абсолютной активности альфаизлучающих изотопов находят по формуле

А (R-R)-S ,

где R и R - наблюдаемые скорости

счета препарата в сцинтилляторе соответственно

без пластинки и с пластинкой;

S, и S - площади поверхности жидкого сцинтиллятора и внесенной пластинки; R - скорость счета препарат

О

в сцинтилляторе без стекла с поправками на фон и наМертвое время установки.

Наилучшим материалом для пластинки, вносимой в сцинтиллятор, являетс кварц, который прозрачен для излучения в ближней ультрафиолетовой области. Как показали наши исследования, внесение кварцевых пластинок не вызывает какого-либо существенного смещения энергетического максимума альфа-пика.

На чертеже изображена блок-схема установки, предназначенной для осуществления предлагаемого способа.

Установка содержит кювету 1 с жидким сцинтиллятором, ФЭУ-2, усилитель 3, дискриминатор 4, источник 5 высокого напряжения, пересчетное устройство 6.

Было проведено определение эффективности регистрации альфа-излучения нуклидов счетчиком с жидким сцинтиллятором с помощью вьшеизложенного способа. В качестве образцового раствора служил образцовый первого разряда раствор плутония-238, аттестованный на установке УРЕА- 1. УРЕА-1 представляет собой установку ( т-)-совпадений, метрологические параметры которой позволяют производит измерения удельной активности альфаизлучающих нуклидов в растворах в .диапазоне от 1 -10 до 1 -10 БК/кг с погрешностью, не превышающей 0,5%

(,99). Из первичного образцовогб раствора плутония-238 была приготовлена весовым методом серия вторичных стандартных растворов, относительная погрешность аттестации которых составляла 0,15% (,95). I

Из этих растворов отбирались весовым методом аликвотные доли для вн|есения в жидкий сцинтиллятор, в который для предотвращения адсорбции нуклидов добавлялся трибутилфосфат в количестве 5% от объема сцинтиллятора.i

Приведенные измерения активности указанных выше вторичных стандартных образцовых растворов и статистическа обработка полученных данных по ГОСТ 8.207-76 привела к следующим результатам. Число импулБСов регистрируемых в каждом наблюдении -3-10. Среднее арифметическое значение эффективности регистрации - 99,09%.

Среднее квадратичное отклонение результата одного наблюдения - 0,2}% Доверительные границы случайной погрешности результата измерения эффективности при ,95 и числе наблюдеНИИ, равном .18 - 0,12%. Полученный средний результат определения эффективности регистрации по t - критерию незначимо отличается от 100%. |

Величина поправки на краевой эффект, вводимой в результат каждого наблюдения, изменялась в зависимости от уровня дискриминации и содержания воды в сцинтилляторе в пределах от 0,2 до 0,8%.

Таким образом, введение экспери-г ментально определяемой поправки на краевой эффект обеспечивает проведение абсолютных измерений активности альфа-излучающих нзпслидов. |

СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ АБСОЛЮТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ АЛЬФА-АКТИВНОСТИ НУКЛИДОВ С ПОМОВ1ЬЮ СЧЕТЧЖА С ЖИДКИМ СЦИНТИЛЛЯТОРОМ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения систематической погрешности результатов из-за краевого эффекта, связанного с вылетом нерегистрируемых альфа-частиц из внешнего слоя сцинтиллятора, измеряют скорость счета световых вспышек, даваемых радионуклидом, затем в жидкий сцинтиллятор вносят прозрачную пластинку с известной величиной по-верхности, измеряют еще раз скорость счета световых вспышек и по разности скоростей счета до и после внесении пластинки находят величину поправк на указанный краевой эффект.