SU743410A1 - Способ измерени количества продукта по его собственному излучению - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ПРОДУКТА ПО ЕГО СОБСТВЕННОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ , заключающийс  в измерении скорости счета собственного излучени  контролируемого образца и сравнени  ее со скоростью счета образца, прин того за эталон, о тлича ющи с   тем, что, с целью уменьшени  погрешности измерени ,- возникающей в результате самопоглощени  радиоактивного излучени  контролируемого об разца, провод т измерени  скоростей счета в двух вьщеленных участках спектра собственного излучени  в диа пазоне возможных изменений толщины контролируемых образцов, определ ют эффективные массовые коэффициенты поглощени  материала образцов в каждом из двух вьщеленных участков спек ра, измер ют скорости счета собствен ного излучени  контролируемого образца в тех же участках спектра и оп  ют количество радиоактивного кта в нем по формуле: . j - количество контролируемого радиоактивного продукта, г; j. - средн   скорость счета в первом выделенном участке спектра , имп/cj средн   скорость счета во втором выделенном участке спектра, имп/с-, .j- эффективный массовый коэффициент поглощени  материала контролируемых образцов , (проб) в первом выделенном участке спектра, эффективньй массовьй коэффициент поглощени  во втором вьщеленном участке спектра , , коэффициент пропорциональности , завис 1ф1Й от геометрии измерени , изотопного состава, эффективности де тектора и т.д. и определ емый первичной градуировкой прибора при известных значени х Сд , rtj и п,7 дл  образца, прин того за эталон .

Description

1 , Изобретение от оситс  к области измерени  количества рад1 оактивных продуктов, а также к измерению количества радиоактивных продуктов по их собственному излучению в различных област х науки и техники, в которых используютс  радиоактивные изотопы. Известен способ измерени  количества радиоактивного продукта по его собственному излучению. Он заключаетс  в измерении скорости сч та собственного излучени  контролируемого образца и определении количества контролируемого продукта по градуировочному графику, построенному по образцам (пробам), прин тым за эталонные 1 . Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ по которому определ ют количество урана-235 измерением скорости счета импульсов собственного гамма-излучени  контролируемого образца по линии 185 кэ и сравнивают ее со скоростью счета образца, прин того за эталон 2. При этом имеетс  в виду пр ма  пропорциональна  зависимость между гам ма-излучением 185 кэВ и количеством урана-235 в пробе. Однако существующий способ измерени  количества радиоактивного про дукта не позвол ет учитывать самопоглощение собственного радиоактивного излучени  контролируемого прод та при отклонени х толщины и плотности образца пробы от имек цихс  в эта лонном образце(пробе). Это вносит в боль шинстве случаев существенную дополнит льную погрешность измерени . Целью изобретени   вл етс  умень шение погрешности измерени  количества радиоактивного продукта (например урана-,235) в образце (пробе) возникающей в результате самопоглощени  радиоактивного излучени  конт ролируемого образца. Цель достигаетс  тем, что провод измерение скоростей счета в двух вы деленных участках спектра собственн го излучени  в диапазоне возможных изменений толщины.контролируемых образцов (проб), определ ют эффекти ные массовые коэффициенты поглощени  материала образцов (проб) в каж дом из вьщеленных участков спектра, измер ют скорости счета собственного излучени  контролируемого образца (пробьО в тех же участках спектра 2 едел ют количество радиоактивпродукта в нем по формуле: Cj - количество контролируемого радиоактивного продукта, гTj - средн   скорость счета в первом вьщеленном участке спектра, имп/с; tiij- - то же, но во втором вьщеленном участке спектра, ими/с; - эффективный массовый коэффицир .нт поглощени  материала контролируемых образцов (проб) в первом вьщеленном участке спектра, см /г-, М-,7 то же, но во втором выделенном участке спектра, К - коэффиилент пропорциональности , завис щий от геометрии измерени , эффективности . детектора и т.д и определ емый первичной градуировкой прибора при известных значени х С5 , п ,-; дл  образца прин того за эталонный. риведем вывод формулы (1) прительно к определению количества а-235, наход щемус  в образце естно с ураном-238. этом случае при измерени х скоей счета собственного излучени  зцов (проб) и двух вьщеленных тках спектра справедливы следуювыражени : l() (2) ) (25 Сс- выход излучени  на 1 г ура- на-235 в первом вьщеленном участке спектра С« - выход излучени  на 1 г урана-238 в первом вьщеленном участке спектра; j - выход излучени  на 1 г урана-235 во втором выделенном участке спектраi ft - выход излучени  на 1 г урана-238 во втором вьщеленном участке спектра Cj- количество урана-235, г; Cj- количество урана-238, г; 3 j - плотность материала образцов , г/см; D - толщина (диаметр) образца, см; Kj - коэффициент пропорционально ти, завис щий от геометрии измерени , эффективности де тектора, и т.д. при измерени х в первом вьщеленном уч стке спектра,; К|- - то же, но при измерени х во втором выделенном участке спектра. Система уравнений (2) и (3) реша етс  относительно Cj при одновременном исключении Ч и D , В результате получим формулу (1) где й(/,-У/Ьa)7I7k ГкЛо. 1 5 о 8и .где фиксированное значени изотопного состава ур С целью упрощени  алгоритма обработки замеренных скоростей счета искомое количество радиоактивного продукта в контролируемом образце (пробе) может быть также определено по формуле С , котора   вл етс  линейным приближе нием точной формулы (1). Формула (5) получаетс  непосред ственно из выражени  (О, разложением его в р д Тейлора и использованием только линейных членов этого р да. Эта формула дает менее точньм результат чем формула (1), однакоалгоритм обработки измерительной информации проще и точность, обеспечиваема  формулой (5), в р де сл чаев оказываетс  вполне достаточно П р и м е р. Провод т определение количества радиоактивного изот па урана-235 в пробах, содержащих навеску шариков (несколько тыс ч штук) различных диаметров. Шарики состр т из смеси урана-238 и урана 235. Трудности измерени  заключаютс  в том, что из-за наличи  разницы в 0 . 4 диаметрах шариков самспоглощение ра .циоактивного излучени  в разных навесках будет разным и, следовательно , регистрируемые скорости счета от навесок не будут пропорциональны количеству урана-235 в них. Дл  проведени  измерений берут три пробы шариков с диаметрами 423, 476 и 603 мкм соответственно. При этом кажда  проба содержит 0,21 г изотопа урана-235. В качестве измерительной аппаратуры используют сцинтилл ционный блок детектировани  типа лимон с размерами кристалла 150x100 мм и анализатор. При проведении измерений контролируема  проба в виде моносло  накладываетс  на торцевую часть блока детектировани . Дл  получени  сравнительных данных измерени  провод т известным и предлагаемым способами. При измерени х известным способом используют участок спектра 175-195 кэВ. Дл  уменьшени  погрешности измерени  за эталонную прин та навеска шариков диаметром 476 мкм, так как этот диаметр  вл етс  примерно средним значением диаметров 423-603 мкм. При подобных- измерени х имеетс  в виду пр ма  зависимость регистрируемой скорости счета от количества контролируемого продукта. Результаты измерений приведены B табл. 1. При измерени х предлагаемым способом используют два вьщеленных участка спектра 84-114 и 175195 кэВ. При этом плотность материала шариков у 10 г/см, .величины pD дл  шариков диаметром 423, 476 и 603 мкм равны соответственно 0,448; 0,486 и 0,639 г/см, а ЛоВ , т.е. разности значений pD дл  перечисленных вьше диаметров шариков, равны соответственно 0 0,038 и 0,191 г/см2. Результаты измерений приведены в табл. 2. В расчетах использованы значени  p.JИ )и.которые определ ютс  по выражени м: Коэффициент К определ етс  при .известных значени х Су 0,21 г. 1596 имп/с и njj 1717 имп/с и равен К 1, . Как видно из сопоставлени  данных приведенных в табл. 1 и 2, погрешность измерени  количества радиоактив ного продукта в пробах при использовании предлагаемого способа по сравнению с известным уменьшилась более чем в 6 раз. 06 Использование продукта позволит проводить измерени  с существенно меньшими погрешност ми по сравнению с существующими способами. Точность измерений количества радиоактивного продукта существующими способами в р де случаев оказьшаетс  недостаточной, в то врем  как использование предлагаемого способа обеспечивает требуемую точность и даст большой экономический эффект. Таблица 1

Таблица 2

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ПРОДУКТА ПО ЕГО СОБСТВЕННОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ, заключающийся в измерении скорости счета собственного излучения контролируемого образца и сравнения ее со скоростью счета образца, принятого за эталон, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения,- возникающей в результате самопоглощения радиоактивного излучения контролируемого образца, проводят измерения скоростей счета в двух выделенных участках спектра собственного излучения в диапазоне возможных изменений толщины контролируемых образцов, определяют эффективные массовые коэффициенты поглощения материала образцов в каждом из двух выделенных участков спектра, измеряют скорости счета собственного излучения контролируемого об-' , разца в тех же участках спектра и оп ределяют количество радиоактивного продукта в нем по формуле:

   5 Г-j μ— 'll ^г I ^ηΊ где C₅ - количество контролируемого радиоактивного продукта, г;

   - средняя скорость счета в первом выделенном участке спектра, имп/с;

   ^ηή- средняя скорость счета во втором выделенном участке спектра, имп/с·, р- j- эффективный массовый коэффициент поглощения материала контролируемых образцов > (проб) в первом выделенном участке спектра, см²/г;

   Р- эффективный массовый коэффициент поглощения во втором выделенном участке спектра, см²/г;

   К - коэффициент пропорциональности, завися1ф1й от геометрии измерения, изотопного состава, эффективности де-* тектора и т.д. и определяемый первичной градуировкой прибора при известных значениях С ₅ , η j и п - для образца, принятого* за эталон.