Способ измерения распределения радиоактивногоизотопа,

240864

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15Х.1967 (1ч 1159278/26-25) с присоединением заявки №

Кл. 21g, 18/02

МПК С 011

УДК 539.1.07:539.164 (088.8) Приоритет

Опубликовано 01.! т/.1969. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 20Х111.1969

Койитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

О. А. Чуткин и В. П. Григоров

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО

ИЗОТОПА, ИСПУСКАЮЩЕГО МОНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

АЛЬФА-ЧАСТИЦЫ, ПО ГЛУБИНЕ ИЗЛУЧАТЕЛЕИ

Настоящее изобретение относится к ядерному приборостроению.

Известен способ измерения распределения радиоактивного изотопа, испускающего моноэнергетические альфа-частицы, по глубине излучателей, основанный на использовании фотопластинок, чувствительных к альфа-излучению.

Пластинку прикладывают к поверхности излучателя, несколько суток экспонируют, проявляют, а затем с помощью оптического микроскопа изучают направление треков в эмульсии от отдельных альфа-частиц.

По пересечению большого числа треков находят активный центр, а затем определяют глубину его залегания.

Такой способ трудоемок.

Предлагаемый способ отличается от извесгного тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса, с помощью коллиматора выделяют альфа-излучение в телесном угле, близком к перпендикуляру к поверхности излучателя, измеряют энергетический спектр альфа-частиц с помощью спектрометра альфа-излучения, а спектр импульсов на выходе спектрометра регистрируют в нескольких группах амплитуд импульсов с помощью многоканального дифференциального амплитудного анализатора.

Способ поясняется чертежами.

Количество импульсов, зарегистрированных в каждом канале анализатора или группе каналов, пропорционально активности выделенных слоев излучателя (1-ro, 2-го и т. д.).

Активный центр излучателя — неактивный носитель, смешанный с альфа-активным изотопом, испускающим моноэнергетические частицы с энергией Е,(лтэв), пробег которых в веществе излучателя равен R<, располо(мг смх/

10 женный на расстоянии Н от поверхности, испускает в пространство над излучателем альфа-частицы с энергией от 0 до Е=Е,— Е > где Ен — потеря энергии альфа-частицы после прохождения ею слоя Н в направлении пер15 пендикуляра к поверхности.

Если из всех этих альфа-частиц выделить частицы, вылетающие в направлении, близком к перпендикуляру к поверхности излучателя, то все они будут обладать приблизительно

20 одной энергией Е, величина которой будет характеризовать глубину залегания активного центра в излучателе.

При регистрации энергетического спектра альфа-частиц с помощью спектрометра альфа25 излучения спектр размывается. Так, при регистрации альфа-частиц с энергией, например, Ес, на выходе спектрометра наблюдается спектр амплитуд импульсов шириной iV, максимум которого Л „„., соответствует Ес (фиг. 1).

30 Если с помощью такого же спектрометра из240864 мерить непрерывный энергетический спектр альфа-частиц исследуемого излучения с набором энергии от О до Е (фиг. 2), то на выходе спектрометра окажется спектр, изображенный на фиг. 3.

Приборный спектр можно разделить на группы, в каждую из которых входит Ж каналов (фиг. 3), а спектр энергий альфа-частиц — на энергетические интервалы (см, фиг.

2). Импульсы с амплитудой больше У „„„, могут образоваться только от альфа-частиц с энергией от Е до Е,. Импульсы первой группы каналов с амплитудой до М„„,, образуются от альфа-частиц как первого, так и второго энергетического интервала соответственно (Е, Е1 И Е1, Ь2) .

При монотонном и медленно меняющемся характере энергетического спектра (см. фиг.

2) с незначительной ошибкой можно считать, что взаимный вклад импульсов от альфа-частиц, принадлежащих двум соседним энергетическим интервалам, в две соседние группы каналов одинаков. Таким образом, импульсы в первой группе каналов соответствуют альфачастицам с энергиями от Ео до Е . Импульсы в остальных группах вызываются альфа-частицами, принадлежащими соответствующим энергетическим интервалам.

Измеряя таким образом импульсы от альфачастиц исследуемого излучателя, вылетающих перпендикулярно к поверхности, можно найти энергетический спектр альфа-излучения, а по нему определить распределение активности по слоям излучателя. В общем случае, так как первый интервал энергии альфа-частиц вдвое меньше всех остальных, толщина первого верхнего слоя излучателя примерно вдвое меньше второго слоя.

Предлагаемый способ можно упростить, если импульсы на выходе спектрометра измерять с помощью амплитудного анализатора, в один канал которого попадают преимущественно все импульсы от альфа-частиц с энергией

Ео. Другими словами, следует использовать анализатор, ширина канала которого равна Л каналов анализатора, использованного в предыдущем случае. При этом можно считать, что все импульсы от альфа-частиц первого энергетического интервала (Eo, Е ) попадут в один максимальный канал анализатора, импульсы от альфа-частиц второго энергетического интервала (Е, Е1) — в предыдущий ка5 нал и т. д. Аналогично изложенному, импульсы, зарегистрированные в каналах, характеризуют активность верхнего, второго и других слоев излучателя.

Применение предлагаемого способа откры10 вает качественно новый подход к ряду задач, которые раньше решались недостаточно точно и оперативно.

К таким задачам можно отнести, например, следующие:

15 1) изучение механизма фильтрации аэрозольных частиц волокнистыми фильтрами, в том числе в процессе фильтрации.

2) изучение механизма осаждения различных веществ, меченных радиоактивным изото20 пом, из растворов на сорбирующие ткани.

3) изучение проникновения указанных веществ в защитные покрытия.

4) изучение процессов пропитывания и структуры, текстильных тканей, кож и других

25 пористых материалов с применением растворов, меченных радиоактивным изотопом.

5) определение поправок на поглощение альфа-излучения при измерении радиоактивности проб с неизвестным законом залегания.

Предмет изобретения

Способ измерения распределения радиоактивного изотопа, испускающего моноэнергети35 ческие альфа-частицы, по глубине излучателей, толщина которых не превышает максимального пробега альфа-частиц в веществе излучателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса, с помощью

40 коллиматора выделяют альфа-излучение в телесном угле, близком к перпендикуляру к поверхности излучателя, измеряют энергетичесский спектр альфа-частиц с помощью спектрометра альфа-излучения, а спектр импульсов

45 на выходе спектрометра регистрируют в нескольких группах амплитуд импульсов с помощью многоканального дифференциального амплитудного анализатора.

240864 иа.!

Ег Ео

Ез

9Ъ г .3

Составитель T. М. Горчакова

Техред T. П. Курилко

Редактор Б. Б. Федотов

Корректор О. И. Попова

Заказ 1869)12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2