放射性活度计量方法.ppt

放射性活度计量方法 报告人：韩先荣 指导老师：陈继华 专业：核技术及应用 学号： 201312131599 主要内容 课题背景及意义 放射性活度测量的几种方法 符合法原理和条件 符合法在放射性活度测量中的应用 4-符合测量装置 总结 1 课题背景及意义 电离辐射计量是十大计量之一 。 电离辐射计量涉及医疗 、 工业 、 农业 、 军事 、 环境监测等方面 。 而放射性活度计量是电离辐射计量中一个重 要的量 。 目前已知的放射性核素近 2000种 ， 比较重要的核素约 250多种 ， 每种放射性核素有它独特的衰变方式 ， 因此放射性活度测量标准或测 量方法也是多种多样的 ， 没有一种测量方法能测量所有的核素的放射性 活度 。 本文主要介绍了应用最广泛的一种放射性活度的测量方法 -符合 测量法 。 符合法是研究核衰变和核反应过程中在时间上 、 方向上相互关联的事 件的一种方法 。 符合测量技术在核物理实验各领域中有着广泛的应用 ， 在核反应的研究中 ， 可以用来确定反应物的能量和角分布；在核衰变测 量中可以用来研究核衰变机制 、 级联辐射之间的角关联 、 短寿命放射性 核素的半衰期等；在早期用于宇宙射线的研究 ， 按一定方向放置的几个 计数管的符合测量 ， 可以测量宇宙射线在各个方向上的强度分布 、 角分 布和观察簇射现象 。 2 放射性活度测量的几种方法 放射性核素在单位时间内发生衰变的数目即衰变率称为放 射性活度 。 但是由于放射性核素种类较多 ， 且每种核素都有 自己独特的衰变方式 ， 因此迄今没有一种能测量所有放射性 核素活度的通用方法 ， 每一种活度测量方法通常只适用于一 定的衰变方式和活度范围的放射性核素 。 表 1中列出了几种 常用的放射性活度测量的方法。 2 放射性活度测量的几种方法 方法名称 测量方法 用途 扩展不确定度 (k=3) 小立体角法 绝对测量 、 X核素的活度 0.1% 1% 4计数法 绝对测量 、 核素的活度 3% 4-符合方法 绝对测量 衰变核素的活度 0.1% 3% 4-符合方法 绝对测量 EC衰变核素的活度 0.1% 3% 4-反符合方法 绝对测量 衰变核素的活度 0.1% 3% 数字符合 绝对测量 衰变核素的活度 0.1% 3% 4NaI法 绝对测量 、 EC衰变核素的活度 0.1% 3% 表 1 测量放射性活度的几种方法 2 放射性活度测量的几种方法 方法名称 测量方法 用途 扩展不确定度 (k=3) 4+4符合方法 绝对测量 各种衰变核素的活度 0.1% 3% 液体闪烁法 绝对测量 和一些低能 核素的活度 0.1% 3% 内充气法 绝对测量 衰变放射性气体核素 的活度 3% 电离室 相对测量 衰变放射性气体核素 的活度 1% 4% 谱仪 相对测量 衰变放射性气体核素 的活度 3% 、 、 量热法 绝对测量 、 、 强度放射源的 活度 3% 表 1 测量放射性活度的几种方法 3 符合法原理和条件 符合测量方法是指在一额定时间间隔内，用两个探测器分别记录一 个相关事件中两个脉冲信号，最后在仪器输出端产生一个符合脉冲信号 的测量方法。相关事件 (符合事件 )是指两个或两个以上同时发生的关联 事件。 符合法符合法的基本原理是基于事件之间的概率关系。当对 1个样本 空间 N0进行两次随机独立抽样 , 在分别记录抽样结果 N 和 N 的同时，记 录两次抽样的相同结果 Nc, 那么 , 两次独立抽样的概率分别为 : 0 )( NNP 0 )( NNP 两次独立抽样相同事件发生的概率为： 0 )( NNP c (1) (2) 3 符合法原理和条件 如果两次抽样完全独立，且每次抽样的随机均匀性很好，则有 ： )()()( PPP 可以推出： cN NNN 0 从以上可看出 , 符合法认识事物必须遵循 3个基本条件 :1)两次抽 样必须独立； 2)两次抽样尽量保证随机均匀性 ， 至少 1次抽样必须保证 随机均匀性； 3)要提高认识的可靠性 ， 在保证随机均匀性的同时尽量 提高两次的抽样量 。 (3) (4) 4 符合法在放射性活度测量中的应用 在放射性活度测量中 ， 一些核素的原子核在衰变过程中发射 射线 后 ， 子核处于激发态 ， 几乎同时 ， 子核激发态退激发射 射线 。 如果把 发射 射线看作事件 1发生 ， 把发射 射线作事件 2发生 ， 把观察到的级 联事件视为事件 3， 则可通过观察事件 1、 2、 3来确定核衰变 ， 通过 3事件 之间存在的概率关系 ， 便可较为准确地确定待测样品中核衰变的发生次 数 。 用数学语言表达 ， 就是将测量时间段内的核衰变看作一个样本空间 ， 探测器对 射线的探测看作 1次抽样 ， 探测器对 射线的探测也看作 1 次抽样 ， 就可以采用符合方法确定该时间段内的核衰变数 。 4 符合法在放射性活度测量中的应用 在核衰变过程中 ， 一段时间内核衰变次数为 N0， 设探测系统记录事 件 射线 、 射线的几率分别为 P 、 P ,相应计数分别为 N 、 N ， 根式 (3)， 则同时探测到 射线和 射线的几率为 Pc=P P ， 相应的符合计为 Nc，则有： 0N NP 0N NP 0N NP c c 从而得到： cN NNN 0 (5) (6) (7) (8) 5 4-符合测量装置 对于 4-符合测量法，主要采用的是 4(PC)-符合测量装， 该测量装置的框图如图 1所示。 图 1 4-符合测量装置框图 5 4- 符合测量装置 工作过程 将制备好的 VYNS薄膜源放在 4正比计数器中心 ， 用 4正比数 器探测 射线 ， 道信号经过前置放大器和主放大器 、 单道分析器成形 及门产生器延迟后送入符合电路 ， 且同时被四路计数器记录 。 信号通 常用上下对称的两个 NaI(TI)探测器进行测量 ， 输出的信号经过前置放大 器和主放大器放大 、 单道分析器成形后与 信号进行符合 ， 同时被四路 计数器记录 。 四路计数器分别记录 道 、 道 、 符合道的计数及测量时 间 。 所采集的数据可通过四路计数器的通讯接口与计算机通信来获取并 存入到计算机的相关文件中 ， 数据处理可由专门开发的数据处理软件完 成。 总结 放射性活度是表示放射性核素特征的物理量 ， 放射性活度的测量在 电离辐射计量中也是很重要的一部分 ， 从最开始的小立体角法到后来精 确度更高的符合法 ， 有许多放射性活度的测量方法产生 ， 其中有绝对测 量 ， 也有相对测量 ， 这些方法也在不断的改进完善 。 符合法作为认识事物的基本方法之一 ， 其原理是基于事件之间的概 率关系 ， 有其条件 。 符合法测量活度只是符合方法的应用之一 。 符合法 利用了衰变中的相关联事件 ， 避免了困扰正比计数器测量 衰变的自吸 收 、 膜吸收问题 ， 因而大大提高了测量的准确度 。 4-符合测量方法的测量结果在一定条件下与效率高低无关 ， 通过一些修正就能得到准确度很高的测量结果 。 它可以测量绝大多数 - 型放射性核素的活度 ， 不仅适用于简单衰变核素活度测量 ， 也适用于 复杂衰变核素活度测量 。 对于直接衰变到基态的纯 核素以及亚稳态核 素 ， 由于不具有 -符合关系 ， 不能直接应用 4-符合法测量 ， 此 时可使用在效率外推法基础上发展起来的效率示踪法进行测量 。