Первичный преобразователь для определения активности нуклидов альфа- и бета-излучения

Полезная модель относится к области радиометрии жидких и твердых сред, и может быть применена в лабораторных исследованиях, при радиационном контроле окружающей среды, контроле над сбросом вод предприятий атомной промышленности и других отраслей, где возникает необходимость в контроле радиационной безопасности. Устройство содержит кювету, сцинтиллятор, плоский пористый элемент, выполненный из оптически-прозрачного материала с открытыми порами для размещения сцинтиллятора и навески анализируемого материала. Плоский элемент размещен на дне кюветы без зазоров со стенками кюветы, а в качестве сцинтиллятора применен порошкообразный сцинтиллятор. Кювета выполнена из оптически-прозрачного материала. Пористый элемент закреплен в кювете прозрачным клеем. Пористый элемент выполнен из белого поролона или из оптически-прозрачного полиэтилена с открытыми порами. Внешняя боковая поверхность кюветы покрыта светоотражающим веществом. В качестве порошкообразного сцинтиллятора использован антрацен или порошок сернистого цинка, активированного серебром ZnS(Ag). Техническим результатом от применения предложенной полезной модели является значительное увеличение чувствительности, снижение уровня измеряемой активности, повышение экологичности за счет применения нетоксичных, экологически чистых сцинтилляционных материалов, снижение стоимости. Кроме того, упрощается процесс приготовления счетных образцов. 7 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к области радиометрии жидких и твердых сред, и может быть применена в лабораторных исследованиях, при радиационном контроле окружающей среды, контроле над сбросом вод предприятий атомной промышленности и других отраслей, где возникает необходимость в контроле радиационной безопасности.

Известен первичный преобразователь для определения активности нуклидов альфа- или бета-излучения, переводящий кинетическую энергию ионизирующей частицы в световую энергию, представляющий собой сцинтилляционную пленку (см. патент РФ 2279692, G01T 1/20, 22/04/205 г.). Преобразователь имеет достаточно разветвленную поверхность для взаимодействия альфа- или бета-излучения с сцинтиллятором. Недостатком известного преобразователя является очень низкая эффективность при измерении альфа- или мягкого бета-излучения, обусловленная высоким поглощением в самом измеряемом материале (самопоглощением), что приводит к ограничению в использовании преобразователя, как правило только для жесткого бета- излучения.

Известен первичный преобразователь по пат. США 5412216, G01T 1/204, 1995 г., содержащий жидкий сцинтиллятор. Недостатком известного преобразователя является сложность предварительной подготовки пробы и высокая стоимость.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является преобразователь по патенту РФ 2154843, G01T 1/204, 1998 г. содержащий кювету с размещенным в ней жидким сцинтиллятором, при этом анализируемое вещество вводится непосредственно в сцинтиллирующий материал. Недостатком жидких сцинтилляторов является сложность

приготовления счетных образцов, особенно в случае измерения объектов не растворимых в жидких сцинтилляторах, низкое / отношение, не позволяющее измерять альфа-излучение на значительном фоне бета-излучения, ядовитость и огнеопасность жидких сцинтилляторов и отрицательное влияние на экологию в случае массовых измерений, как это имеет место, например, в медицине.

Задачей решаемой предложенной полезной моделью является создание первичного преобразователя для более точного измерения альфа-излучения на значительном фоне бета-излучения.

Техническим результатом от применения предложенной полезной модели является значительное увеличение чувствительности, снижение уровня измеряемой активности, повышение экологичности за счет применения нетоксичных, экологически чистых сцинтилляционных материалов, снижение стоимости. Кроме того, упрощается процесс приготовления счетных образцов.

Указанный технический результат достигается тем, что первичный преобразователь для определения активности нуклидов альфа или бета излучения содержит кювету и сцинтиллятор. Первичный преобразователь снабжен плоским пористым элементом выполненным из оптически-прозрачного материала с открытыми порами для размещения сцинтиллятора и навески анализируемого материала, при этом плоский элемент размещен на дне кюветы без зазоров со стенками кюветы, а в качестве сцинтиллятора применен порошкообразный сцинтиллятор.

Кювета выполнена из оптически-прозрачного материала.

Пористый элемент закреплен в кювете прозрачным клеем.

Пористый элемент выполнен из белого поролона.

Пористый элемент выполнен из пористого оптически-прозрачного полиэтилена с открытыми порами.

Внешняя боковая поверхность кюветы покрыта светоотражающим веществом.

В качестве порошкообразного сцинтиллятора использован антрацен.

В качестве порошкообразного сцинтиллятора использован порошок сернистого цинка, активированного серебром - ZnS(Ag).

Полезная модель может быть осуществлена следующим образом. В кювету, выполненную из оптически прозрачного материала, например из твердых материалов на основе органических полимеров (полиакрилатов, полистирола, поликарбонатов, сополимеров винилхлорида с метилметакрилатом и др.) помещают плоский пористый элемент, эквидистантный дну кюветы. Упомянутый элемент плотно прилегает ко дну кюветы и не имеет зазоров со стенкам кюветы. Элемент выполнен из оптически прозрачного материала с открытыми порами, в частности из пористого полиэтилена с открытыми порами или из белого поролона.

Упомянутый элемент закрепляют в кювете прозрачным клеем, в частности немодифицированным раствором полиакрилового клея.

Внешнюю боковую поверхность кюветы покрывают специальной светоотражающей краской или слоем алюминия для увеличения чувствительности. Это позволит направить отклонившиеся фотоны снова к середине измерительного преобразования.

Навеска анализируемого вещества и порошкообразный сцинтиллятор вводят в пористый элемент и равномерно распределяют по всему объему механическим способом с помощью шпателя, стеклянной лопатки и т.п.

При измерении порошкообразного вещества, его перед внесением в пористый элемент тщательно перемешивают с сцинтиллятором.

В случае жидкой пробы, для увеличения чувствительности после введения высушивают при комнатной температуре в течении 12-24 часов или выпаривают при температуре 50-70°С в течении 20-30 минут.

Для нуклидов альфа-излучения в случае порошкообразного материала высокая чувствительность получается в том случае, когда размер частицы порошка меньше полного пробега альфа-частицы в этом веществе.

Сцйнтиллятор выбирается в соответствии с видом измеряемого вещества и видом излучения.

Предложенный первичный преобразователь совместно с фотоумножителем был использован для определения удельной активности в воде и почве. Установлено, что самопоглощение практически отсутствует, т.к. большинство частиц, возникающих при распаде, взаимодействует со сцинтиллятором. Выявлена высокая чувствительность, в случае водной пробы она составила более 0,9 Бк^-1с^-1 . В качестве порошкообразного сцинтиллятора был использован ZnS (Ag).

Преобразователь может также использоваться с фотодиодами.

1. Первичный преобразователь для определения активности нуклидов альфа- или бета-излучения, содержащий кювету и сцинтиллятор, отличающийся тем, что он снабжен плоским пористым элементом, выполненным из оптически прозрачного материала с открытыми порами для размещения сцинтиллятора и навески анализируемого материала, при этом плоский элемент размещен на дне кюветы без зазоров со стенками кюветы, а в качестве сцинтиллятора применен порошкообразный сцинтиллятор.

2. Первичный измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что кювета выполнена из оптически прозрачного материала.

3. Первичный измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что пористый элемент закреплен в кювете прозрачным клеем.

4. Первичный измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что пористый элемент выполнен из белого поролона.

5. Первичный измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что пористый элемент выполнен из пористого оптически прозрачного полиэтилена с открытыми порами.

6. Первичный измерительный преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что внешняя боковая поверхность кюветы покрыта светоотражающим веществом.

7. Первичный измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного сцинтиллятора использован антрацен.

8. Первичный измерительный преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного сцинтиллятора использован порошок сернистого цинка, активированного серебром - ZnS(Ag).