- •Содержание
- •Глава 1. История развития учения о радиоактивности 7
- •Глава 2. Общие сведения о строении 15
- •Глава 3. Радиоактивный распад 35
- •Глава 4. Виды радиоактивных превращений (физические основы) 57
- •Глава 5. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом 88
- •Глава 6. Детекторы ионизирующих излучений 125
- •Глава 7. Методы измерения ионизирующих излучений 168
- •Глава 8. Статичтическая обработка радиометрических измерений 186
- •Предисловие
- •Глава 1. История развития учения о радиоактивности
- •Глава 2. Общие сведения о строении и свойствах ядер
- •2.1 Элементарные частицы
- •2.2 Свойства атомных ядер
- •2.3 Масса ядра и энергия связи
- •2.4 Вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения
- •2.4.1 Вопросы для самоконтроля
- •2.4.2 Задачи
- •Глава 3. Радиоактивный распад
- •3.1 Основной закон радиоактивного распада
- •3.2 Статистический характер радиоактивного распада
- •3.3 Радиоактивный распад в природе
- •3.4 Последовательный распад радиоактивных ядер. Радиоактивное равновесие
- •3.5 Определение периода полураспада
- •3.6 Определение возраста минералов
- •3.7 Вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения
- •3.7.1 Вопросы
- •3.7.2 Задачи
- •238U (4,51109 лет) → 234Th (24,1 суток) →.
- •Глава 4. Виды радиоактивных превращений (физические основы)
- •4.1 Альфа-распад
- •4.2 Бета-распад
- •4.2.1. Особенности бета-распада
- •4.2.2 Схемы бета-распада
- •4.2.3 Условия бета-распада
- •4.2.4 Бета-спектр и факторы, влияющие на его формирование
- •4.3 Фотонное излучение
- •4.3.1 Гамма-излучение
- •4.3.2 Место гамма-излучения в электромагнитном спектре
- •4.3.3 Рентгеновское излучение
- •4.4 Спонтанное деление ядер
- •4.5 Вопросы для самоконтроля
- •Глава 5. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом
- •5.1 Взаимодействие альфа-частиц с веществом
- •5.2 Взаимодействие электронов и позитронов с веществом
- •5.3 Черенковское излучение
- •5.4 Взаимодействие гамма-квантов с веществом
- •5.4.1 Фотоэффект
- •5.4.2 Комптоновское рассеяние γ-квантов
- •5.4.3 Эффект образования пары
- •5.4.4 Ослабление гамма-излучения в веществе
- •5.5 Вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения
- •5.5.1 Вопросы
- •5.5.2 Задачи
- •Глава 6. Детекторы ионизирующих излучений
- •6.1 Газонаполненные ионизационные детекторы
- •6.1.1 Ионизационные камеры
- •6.1.2 Пропорциональные счетчики
- •6.1.3 Счетчики Гейгера-Мюллера
- •6.2 Сцинтилляционные детекторы
- •6.2.1 Основные характеристики сцинтилляторов
- •6.2.2 Основные виды и типы сцинтилляторов
- •6.2.3 Фотоэлектронные умножители (фэу)
- •6.3 Полупроводниковые (твердотельные) детекторы
- •6.3.1 Физические основы полупроводниковых детекторов
- •6.3.2 Принцип действия полупроводниковых детекторов
- •6.3.3 Типы полупроводниковых детекторов
- •6.4 Вопросы для самоконтроля
- •Глава 7. Методы измерения ионизирующих излучений
- •7.1 Радиометрия
- •7.1.1 Абсолютная и относительная активность
- •7.1.2 Радиометр как цепь измерительных преобразователей
- •7.2 Спектрометрия
- •7.2.1 Гамма-спектрометрия
- •7.2.2 Альфа-спектрометрия
- •7.3 Вопросы для самоконтроля
- •Глава 8. Статичтическая обработка радиометрических измерений
- •8.1 Общие положения
- •8.2 Распределение Пуассона при радиометрических измерениях
- •8.3 Погрешность скорости счета
- •8.4 Определение необходимого времени проведения радиометрических измерений с заданной точностью
- •8.5 Проверка правильности работы счетной аппаратуры
- •8.6 Оценка погрешности результата вычислений
- •8.7. Вопросы для самоконтроля
- •Рекомендованная литература
- •Приложение Радиоактивные семейства
7.3 Вопросы для самоконтроля
1. Приведите блок-схему радиометрической установки и правила работы с ней.
2. Опишите последовательность действий при измерении активности источников.
3. Почему при определении абсолютной активности относительным методом скорости счета препарата и эталона должны быть близкими?
4. От каких факторов зависит ширина пика в спектре -частиц?
5. Как будет меняться энергетический спектр -частиц при удалении детектора от источника?
6. Какие можно предложить методы привязки номера канала к энергии -источника?
7. Влияет ли разрешение установки на точность определения энергии?
Глава 8. Статичтическая обработка радиометрических измерений
8.1 Общие положения
В любой сфере человеческой деятельности для оценки количественных или качественных характеристик используемого объекта применяются измерения. Результаты измерений используются как для описания объекта, так и для оценки изменения его характеристик в течение времени и при воздействии влияющих факторов. Для регулирования деятельности в области измерений существует большое количество нормативных документов и технологических регламентов, основной целью которых является унификация и стандартизация процедур измерения. Наука, которая занимается в том числе и вопросами обработки результатов измерений называется метрология.
Основополагающим законом в РФ является Федеральный закон Российской Федерации № 102-ФЗ от 26 июня 2008 «Об обеспечении единства измерений», который устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации, выделяет сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений, регулирует отношения, возникающие при выполнении измерений, обеспечивает защиту прав и законных интересов граждан, общества и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений и потребность граждан, общества и государства в получении объективных, достоверных и сопоставимых результатов измерений.
Согласно данному закону измерение – это совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины, а единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.
Для проведения измерений количественного значения величины на практике применяют методику (метод) измерений – совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности. Т.е. совокупность процедур и алгоритмов, которые необходимо выполнить, чтобы получить количественное значение величины. При этом данные операции включают в себя не только процесс измерения, но процесс подготовки объекта к измерениям, например, выделение и концентрирования стронция из почвы, упаривание раствора и нанесение его на подложку.
Результаты всех измерений, как бы тщательно и на каком бы научном уровне они ни проводились, подвержены влиянию различных факторов, которые приводят к отклонению результата от «истинного» значения. Например, не полное извлечение радиоактивного препарата из образца, унос части радиоактивного вещества при упаривании, неточность воспроизведения геометрии измерения, число зарегистрированных импульсов от радиоактивного источника и т.д. Стоит отметить, что для каждого измерения (методики измерения) характерны свои влияющие факторы, оказывающие воздействие на результат измерений, которые должны быть специальным образом исследованы, и определена степень их воздействия на конечный результат.
В данной главе будут рассмотрены не все факторы, влияющие на результаты определения радиоактивности, а только факторы, связанные со статистическим характером радиоактивного распада и детектированием радиоактивного излучения.