Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 5: Методы определения радиоактивности (абсолютный, расчетный, относительный).

Методы определения радиоактивности (абсолютный, расчетный, относительный).

Методические рекомендации для лабораторно-практического занятия по дисциплинам «Ветеринарная радиобиология», «Сельскохозяйственная радиобиология» для студентов факультета ветеринарной медицины очного и заочного отделения высшего и среднего специального образования

(специальность 111201 «Ветеринария», 110400, 110401 «Зоотехния»,

110305 «Технология производства и переработки продукции»)

ЕКАТЕРИНБУРГ, 2012

Методы определения радиоактивности (абсолютный, расчетный, относительный). Методические рекомендации для лабораторно-практического занятия по дисциплинам «Ветеринарная радиобиология», «Сельскохозяйственная радиобиология» (специальность 111201 «Ветеринария», 110400, 110401 «Зоотехния», 110305 «Технология производства и переработки продукции»)

Составители: д.б.н., профессор Трапезников А.В., д.в.н., доцент Шилова Е.Н., Харина Е.С.

Методические рекомендации предназначены для проведения лабораторно-практических занятий по дисциплинам «Ветеринарная радиобиология», «Сельскохозяйственная радиобиология» для студентов факультета ветеринарной медицины очного и заочного отделения высшего и среднего специального образования (специальность 111201 «Ветеринария», 110400, 110401 «Зоотехния», 110305 «Технология производства и переработки продукции»).

Рекомендации обсуждены на заседании кафедры ______ 2012 г. (протокол №) и рекомендовано к печати методической комиссией факультета ветеринарной медицины Уральской государственной сельскохозяйственной академии.

Рецензент: академик РАН Большаков В.Н.

УрГСХА, 2012

Тема 5: Методы определения радиоактивности (абсолютный, расчетный, относительный).

Цель: Изучить основные методы определения радиоактивности.

Радиоактивность можно определить абсолютным, расчетным и относительным (сравнительным) методами. Наиболее широкое практическое применение имеет последний.

Абсолютный метод основан на применении прямого счета полного числа частиц распадающихся ядер в условиях 4р-геометрии (четырехпийной). В этом случае активность препаратов выражается не в импульсах в минуту, а в единицах радиоактивности - Ки, мКи, мкКи. Для этих целей используют 4р -счетчики, конструкция которых позволяет поместить измеряемый образец внутрь счетчика (газопроточный счетчик типа СА4БФЛ, сцинтилляционный счетчик с растворением пробы в жидком сцинтилляторе или помещением пробы внутрь его и др.).

Расчетный метод определения абсолютной активности альфа - и бета - излучающих изотопов заключается в том, что измерение осуществляется при помощи обычных газоразрядных или сцинтилляционных счетчиков.
Величина активности препарата по этому методу находится по формуле: А= , где А – активность радиоактивного вещества (Бк); n_ф-скорость счета фона (число импульсов, возникающих в радиометре в единицу времени при отсутствии препарата); n –скорость счета при измерении радиоактивного препарата (плюс фон); ε – эффективность счетчика; ω- поправка на геометрию; К_п- поправка на поглощение.

Таким образом, для определения активности необходимо измерить скорости счета препарата, скорость счета для фона и найти поправки на эффективность, геометрию и поглощение.

Эффективность счетчика всегда указывается в его паспорте; у нас в лаборатории она указана на рабочем месте.

Поправку на геометрию находим по таблице 1. Для этого необходимо знать радиус препарата R_пр, радиус окна счетчика R_сч и расстояние от препарата до рабочего объема счетчика h (они также указаны на рабочем месте). По этим данным находим отношение h к R_сч и R_пр к R_сч, которые определяют строку и столбец таблицы. На пересечении соответствующих строки и столбца находим величину поправки (табл.1).

Таблица 1

Определение поправки на поглощение К_п основано на законе Бугера, который целесообразно выразить через массовый коэффициент ослабления (μ_масс): N=N₀е^- , где N₀- число β-частиц, поглощение которых приближенно подчиняется закону Бугера, падающих на слой вещества; N – число частиц, оставшихся после прохождения слоя вещества; μ_масс- массовый коэффициент ослабления, который для β-частиц, излучаемых изотопом ¹⁴С равен 0,21 см²мг^-1; m/S –приведенная масса поглощающего слоя вещества (мг·см^-2).

Масса поглощающего слоя складывается из массы воздуха и массы слюды, покрывающей окно счетчика: m/S=m_возд/S+m_сл/S. m_возд/S=ρ_в·h, где ρ_в - плотность воздуха при комнатной температуре, равная 1,23 мг·см^-3; h – расстояние от препарата до счетчика (в см); m_сл/S (мг·см^-2) – указывается на рабочем месте.

Поправка на поглощение вычисляется по формуле:

К_п= е^- .

Относительный метод определения активности препарата заключается в расчете активности путем сравнения (по пропорции) скорости счета препарата и эталона, активность которого известна. Так, если препарат неизвестной активности (А_пр) при измерении на радиометрической установке дает скорость счета (N_пр), а эталон активностью (А_эт- N_эт,), то активность препарата будет равна:

где А_пр – активность препарата, выражаемая в Бк; Ки; Бк/кг (л); Ки/кг (л).

В данной формуле выражение А_эт/N_эт фактически означает "цену импульса", то есть какой активности в Бк, Ки или расп/мин соответствует один импульс, зарегистрированный радиометрической установкой. Подобным образом можно определить активность препаратов любого слоя: тонкого, промежуточного или толстого.

Относительный метод ввиду своей простоты широко применяется в лабораторной практике. Обязательным условием его использования - наличие соответствующих эталонов, при этом необходимо соблюсти ряд требований:

· препарат и эталон должны быть приготовлены на одинаковых подложках, иметь одинаковую толщину и технологию приготовления;

· препарат и эталон должны быть измерены на одной и той же радиометрической установке и на одном и том же расстоянии от счетчика, при одном и том же горизонтальном расположении (соосности), то есть при строгом соблюдении геометрии счета;

· эталон должен быть изготовлен из того радионуклида (вещества), который в основном определяет активность препарата.

В связи с этим в лаборатории должны быть образцовые (как правило, заводского изготовления) источники ИИ, химически чистые соли или образцовые растворы тех радионуклидов, которые определяют в исследуемых пробах.

В радиационной гигиене для определения активности растительных и животных организмов и некоторых других объектов относительным методом обычно используют эталоны на основе калия-40, поскольку именно этим радионуклидом обусловлена в основном радиоактивность биосферы.

Содержание калия-40 в естественной смеси изотопов калия составляет 0,0119 %. Для приготовления эталонов применяют химически чистый хлорид калия с удельной b-активностью 1,37•10⁴ Бк/кг (3,7•10^-7 Ки/кг или 8,19•10⁵ расп/мин•кг). Из хлористого калия готовят главным образом толстослойные препараты.

Для определения активности аэрозолей атмосферного воздуха, атмосферных выпадений и других проб, содержащих уран и продукты его распада, можно использовать эталоны азотнокислого уранила, 1 мг которого обладает b-активностью, равной 5,85 Бк (1,58•10^-10 Ки или 351 расп/мин). В качестве образцового раствора азотнокислого уранила для приготовления тонкослойных b-активных эталонов применяют раствор 634 мг этой соли в 100 мл воды (1 мл такого раствора имеет активность 37 Бк или 1•10^-9 Ки).

Вопросы для самоконтроля:

1. Перечислите основные методы определения радиоактивности.

2. Укажите особенности расчетного метода определения абсолютной радиоактивности.

3. Укажите особенности относительного метода определения радиоактивности.

Компьютерная верстка Шилова Е.Н.

____________________________________________________________________

Подписано в печать 14.06.2012. Формат 60х84 1/16

Усл. печ.л. 1,0 Бумага для множительных аппаратов. Печать офсетная.

Гарнитура Times New Roman. Объем ___ п.л. Заказ № 495/1 Тираж 50 экз.

____________________________________________________________________

Отпечатано в типографии ООО «Таймер»

620219, Екатеринбург, ул. Луначарского, 136