Методы анализа основанные на радиоактивности

курсовая работа

1.3 Регистрация излучений и оптимальное время регистрации

Наиболее широко используют следующие методы регистрации излучения:

1) ионизационные, основанные на ионизирующем действии излучения;

2) сцинтиляционные, основанные на преобразовании энергии радиоактивного излучения в энергию фотонов светового излучения;

3) фотографические (авторадиографические), основанные на образовании скрытого фотографического изображения.

Независимо от используемого метода регистрации в детектор счетной установки попадает, как правило, не все испускаемое препаратом излучение. Доля незарегистрированного излучения зависит от многих факторов: относительного расположения препарата и детектора, поглощения излучения в самом препарате и на пути между препаратом и детектором, чувствительности детектора к излучению и т.д. Регистрируемая активность связана с абсолютной активностью следующим соотношением:

(4)

где I и б - регистрируемая и абсолютная активности соответственно; ц- коэффициент регистрации, зависящий от перечисленных выше факторов.

Коэффициент регистрации трудно рассчитать с большой точностью, поэтому его обычно определяют экспериментально.

Для определения радиоактивности препарата необходимо измерить скорость счета фона Iф и препарата с фоном Ic, а затем по разности определить скорость счета препарата. Таким образом, общее время измерения: t=tф+tс.

Возникает задача выбора оптимального соотношения между временами счета фона и препарата с фоном, которое обеспечивало бы минимальную погрешность при измерениях.

В предположении, что разброс результатов обусловлен только статистическим характером распада и колебаний фона, можно использовать соответствующие формулы, приведенные в рекомендованной литературе. В общем случае удобно использование таблиц, где приводится суммарное число импульсов N, которое должно быть зарегистрировано при измерении препарата с фоном и фона в зависимости от заданной точности получаемого результата и соотношения скоростей счета препарата с фоном и фона.

В таблице 1 приведены величины Ic и Iф для различных значений Ic/Iф и относительных погрешностей 3, 5 и 10% при 95%-ной доверительной вероятности. Рассмотрим использование таблицы на конкретном примере.

В результате предварительного определения скорости счета препарата с фоном и фона были получены следующие результаты:

Iс=1190 имп*мин-1 и Iф=40 имп*мин-1. Рассчитаем необходимую продолжительность измерений Iс и Iф для относительной погрешности 3%. Отношение Iс / Iф=1190/40?30.

Таблица 1. Определение суммарного числа импульсов, обеспечивающего заданную точность регистрации (Р=0,95%)

Iс / Iф

д0,95=3%

д0,95=5%

д0,95=10%

Nc

Nc

Nc

1,3

110 000

150 000

37 000

54 000

9200

14 000

1,5

38 000

70 000

14 000

26 000

3500

6300

1,7

21 000

45 000

7300

16 000

1900

4000

2,0

11 000

30 000

3700

11 000

930

2700

3,0

3000

16 000

1100

5500

270

1400

5,0

860

9800

310

3500

80

870

7,0

430

8000

160

2900

40

720

10,0

220

7000

80

2500

20

630

20,0

70

6000

30

2200

6

540

30,0

40

5400

12

2000

3

490

50,0

15

5100

6

1900

-

460

100,0

5

4800

-

1800

-

430

500,0

-

4500

-

1700

-

410

Таблица 2. Чувствительность определения радиоактивных изотопов с различными значениями Т1/2

Т1/2

Число атомов

Число молей

1 час

1,7?104

3?10-20

1 день

4,2?105

1?10-19

1 месяц

1,2?107

2?10-17

1 год

1,5?108

3?10-16

103 лет

1,5?1011

3?10-13

109 лет

1,5?10-17

3?10-7

Из таблицы 2 для Iс/Iф=30 и д=3% находим, что Nc=5400 имп и Nф=40 имп. Отсюда

Здесь рассмотрены только погрешности, связанные со статистическим характером радиоактивного распада. В действительности же при любом методе анализа результаты измерений отягощены и другими погрешностями, которые необходимо учитывать при определении погрешности по закону накопления ошибок [2].

Делись добром ;)