Пристрій для вимірювання питомої (об’ємної) активності бета-радіонуклідів

Пристрій для вимірювання питомої (об'ємної} активності бета-радюнуклідів, який містить два фотоелектронних помножувачі (ФЕП), розміщені в світлонепроникному корпусі з встановлюваним між ними циліндричним детектором, що є ємністю для проби і виготовлений з сцинтиляційного матеріалу у вигляді паралельних пластин або коаксіальних циліндрів, з максимальним діаметром, рівним фо токатоду ФЕП, який відрізняється тим, що ФЕП розміщені вертикально, а пластини або коаксіальні циліндри детектора розділені на середині висоти світлонепроникною перегородкою і об'єднані спільною основою та пришліфованою кришкою з того ж сцинтиляційного матеріалу, при цьому товщина шарів сцинтилятору, дна та кришки вибирається ВІДПОВІДНО до повного поглинання бетавипромінювання з максимальною енергією ERmax > ш и Р и н а проміжку між шарами сцинтилятору - по критерію застосування методу "товстих проб", а напіввисота детектора вибирається такою, щоб бета-випромінювання з максимальною енергією E R m a x , яке викликало сцинтиляцію в Винахід відноситься до області радіометри багатокомпонентного середовища І може бути використаний при радіологічному контролі продуктів харчування І об'єктів природного середовища з малою концентрацією радіонуклідів Відомий детектор для визначення альфавипромінювання з розвиненою поверхнею, який складається з великої КІЛЬКОСТІ ТОНКИХ паралельних листів, виготовлених з сцинтиляційної пластмаси, які оптично зв'язані з катодом фотоелектронного помножувача (ФЕП) Його можна також застосувати для реєстрації бета-випромінювання Але через те, що пластини сцинтилятору малої товщини він не може бути використаний для визначення максимальної енергії бетавипромінювання конкретного радіонукліда [1] Відома проточна камера для виміру витрат бета-активної проби, в якій висока чутливість реєстрації бета-випромінювання досягається за рахунок збільшення контакту радіоактивного зразка з поверхнею детектора Камера може вміщати декілька шарів сцинтилятору, які можуть бути також циліндричними, які мають оптичний контакт з одним, або кількома ФЕГІами Вадою цієї каме ри є те, що відстань між шарами сцинтилятору вибирається 0,1-0,2 пробігу бета-частинок в пробі, що потребує змінювати відстань між пластинами в залежності від густини проби Конструкція камери не дозволяє зменшити фон за рахунок усунення його космічної компоненти [2] Відома багатошарова сцинтиляційна камера для одночасного виміру радіоактивних зразків (прототип), яка є ємністю для зразка І складається з світло непроникливого корпусу, двох ФЕП І кількох шарів сцинтиляційної пластмаси, які розміщені паралельно один одному в корпусі, І КІНЦІ яких оптично зв'язані з двома ФЕП, електронні схеми налаштовані на відбір тільки тих подій, для яких співпадають Імпульси двох ФЕП Це дає змогу підвищити чутливість камери за рахунок зменшення фону від ФЕП Вадою цієї камери є те, що хоча ввімкнення ФЕП в схему співпадань дозволяє підвищити чутливість реєстрації бетавипромінювання камерою за рахунок зменшення шумів від ФЕП, однак в області енергій бетавипромінювання за межею шумів від ФЕП чутливість не покращується Така конструкція камери не дозволяє зменшити космічну компоненту фо районі оптичного розділу детектора, було б ще зареєстроване в заданому інтервалі енергії (О ю 00 48516 нового випромінювання І тим самим підвищити чутливість в області енергій бетавипромінювання за межею шумів від ФЕП [3] В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою для вимірювання питомої (об'ємної) активності компонента суміші бегаактивних радіонуклідів з найбільшою максимальною енергією бета-випромінювання Ерр тах шляхом зменшення фону космічного випромінювання та збільшення об'єму проби і за рахунок цього забезпечити збільшення порогової чутливості визначення питомої (об'ємної} активності проби по даному компоненту Технічний результат полягає в збільшенні робочого об'єму проби та зменшенні фону, що призводить до підвищення чутливості селективного визначення активності радіонукліду з найбільшою максимальною енергією бетавипромінювання Ерр тах в пробі Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для вимірювання питомої (об'ємної} активності бета-радюнуклідів, який містить два ФЕП, розміщених в світлонепроникливому корпусі з встановлюваним між ними циліндричним сцинтиляційним детектором, що являє собою ємність для зразка, виконаним у вигляді паралельних пластин або коаксіальних циліндрів, з максимальним діаметром рівним фотокатоду ФЕП, згідно винаходу, ФЕП розміщені вертикально, а пластини або коаксіальні циліндри детектора розділені на середині висоти світлонепроникливою перегородкою і об'єднані спільною основою та пришліфованою кришкою з того ж сцинтиляційного матеріалу, при цьому товщина шарів сцинтилятору, дна та кришки вибирається ВІДПОВІДНО до повного поглинання бетавипромінювання з максимальною енергією, ширина проміжку між шарами сцинтилятору - по критерію застосування методу "товстих проб", а напіввисота детектора вибирається такою, щоб бета-випромінювання з максимальною енергією, яке викликало сцинтиляцію в районі оптичного розділу детектора було б ще зареєстроване в заданому інтервалі енергій При вимірах бета-спектрів радіонуклідів детектором з розвиненою поверхнею, який є ємністю для проби, спостерігається ефект зміщення положення Ер,пах по мірі віддалення радіоактивного зразка від частини детектора, яка знаходиться в оптичному контакті з ФЕП Це накладає обмеження на розміри детектора при проведенні вимірів по визначенню питомої (об'ємної} активності радіонуклідів шляхом реєстрації бетавипромінювання у виділених енергетичних інтервалах і тому обмежує масу досліджуваної проби і як наслідок - порогову чутливість вимірювання питомої активності радіонуклідів На порогову чутливість суттєво впливає і величина природного фону При зменшенні фону збільшується чутливість Суть винаходу, який пропонується, полягає в тому, що в пристрої застосовується два ФЕП, розміщених вертикально, і сцинтиляційний детектор з розвиненою поверхнею, який є ємністю для проби, розділений по середині світлонепроникливою перегородкою При чому кожна частина детектора має оптимальні розміри для реєстрації бета-випромінювання з максимальною енергією Eppmax в заданому інтервалі енергій Для подавления космічного компонента фону два ФЕП ввімкнуті в схему антиспівпадань На фіг 1 приведено схематичне зображення пристрою для вимірювання питомої (об'ємної) активності бета-радюнуклідів Пристрій містить в собі світлонепроникливий корпус (1), два опозитні вертикально розташовані ФЕП (2), сцинтиляційний детектор з розвиненою поверхнею (3), схематичне зображення якого приведене на фіг2Дце (4) -кришка детектора, (5) - шар світло відбиваючого фарбника, (6) - світлонепрониклива перегородка Приклад використання детектор з пробою чи без неї (фонові виміри) встановлюється в світлонепроникливий корпус між фотокатодами ФЕП За допомогою багатоканального аналізатора визначають число ВІДЛІКІВ на вибраній ДІЛЯНЦІ бета спектру, як з пробою так і без проби Розрахунок активності проби проводять по формулі А = (S - So) K (метод "товстих проб"), Де А - активність вимірюваної проби, S - число ВІДЛІКІВ в вимірах з пробою на вибраній ДІЛЯНЦІ бета спектру, So - число фонових ВІДЛІКІВ на тій же ДІЛЯНЦІ бета спектру, К - коефіцієнт, який визначають при вимірах еталонного зразка Випробування запропонованого пристрою показало, що в випадку вимірювання концентра90 ції Sr в радіоактивній пробі, яка містить суміш радіонуклідів 4 0 К, І Ш 137Cs, та 90Sr + 90Y, чутливість визначення 90Sr в порівнянні з аналогом підвищилась на 15% Джерела інформації 1 Патент ВЕЛИКОБРИТАНИЯ(ОВ) 2232482, кл 5 G 0 1 Т 1/203 2 Патент ЯПОНИЯ(ІР) 5-15235, кл 5 G 01 Т 1/20,1/167 3 Патент США № 4 495 419, кл З G 01 Т 1/20 48516 Фіг. 1 4 5 ч 77/, Фіг. 2 48516 f J J • • • ' ^\\Ч ~H У / / // // / ; • -Г ' — / Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71