Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия

1. Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия

2. Эффективность

d k1 k2
k1 k 2 1
1(0,5)
d 0,6(18,6кэВ ) 1,0

3. ЖС смеси

Растворитель:
• бензол,
бензол
• толуол,
• ксилол,
• 1,2,4-триметилбензол
ЖС (2,5-дифенилоксазол –
лат. аббревиатура PPO)
ксилол
толуол
2,5-дифенилоксазол

4. ЖС смеси

+/hv (Y≈1)
hv (Y=0,1)
W
растворитель
2,5-дифенилоксазол

5. ЖС спектры

14С(E
β max=156,5
кэВ)
3000
237Np(E =4,771 и 4,788
α
233
= Pa(Eβ max=236 кэВ)
90Sr(E
β max=546 кэВ)=
=90Y(Eβ max=2,248 МэВ)
5000
МэВ)=
5000

6. Регистрация сцинтилляций

α- или βчастица
Растворитель
Сцинтиллятор
Химическое
гашение
Оптическое
гашение
ФЭУ

7. ЖС спектры 14C с различным уровнем гашения

8. ЖС спектры 211At (5,867 МэВ) с дочерним 211Po (7,450 МэВ)

9. Метод внутреннего стандарта

I 2 I1
A

10. Параметры гашения, основанные на спектральных характеристиках

• Соотношение скоростей счета в различных
энергетических каналах
(Sample Channel Ratio, SCR)
I1 I2

11. Параметры гашения, основанные на спектральных характеристиках

• Спектральный индекс препарата
(Spectral Index of the Sample, SIS)
Eср.(53)
Eср.(197)
Eср.(402)
Eср.(777)

12. Параметры гашения, основанные на спектральных характеристиках внешнего стандарта

Внешний
стандарт

13. Параметры гашения, основанные на спектральных характеристиках внешнего стандарта

• Соотношение скоростей счета в различных
энергетических каналах спектра внешнего
стандарта (External Standard Ratio, ESR)
• Положение точки перегиба в спектре
внешнего стандарта (H#)
• Спектральный индекс внешнего стандарта
(Spectral Index of the External Standard, SIE)
• Преобразованный спектральный индекс
внешнего стандарта (Transformed SIE, tSIE)

14. Параметры гашения, основанные на спектральных характеристиках внешнего стандарта

• Преобразованный спектральный индекс
внешнего стандарта (Transformed SIE, tSIE)
P1 – 20% of counts
P2 – 10% of counts
F = 1000 / E
F = Calibration factor
tSIE = E × F

15. Зависимость эффективности регистрации β-частиц 3H, 14C и α-частиц 239Pu от гашения

16. Определение абсолютной активности (трассирование эффективности)

• Метод трассирования эффективности DPM
Интервал,
кэВ
0-2
2-4
4-8
8-10
10-2000
ε, %
стандарт
24
49
59
68
83
I, имп./с
препарат
2
5
7
10
19
A I 34 Бк
ε, %
100
80
60
40
I
A
20
0
0
10
20
30
40
I, имп./с

17. Определение абсолютной активности (трассирование эффективности)

• Метод CIEMAT/NIST
Параметр гашения
Свободный параметр

18. Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия

19. Жидкостно-сцинтилляционная спектрометрия

20. Измерение черенковского излучения

21. Излучение Черенкова-Вавилова

c
c' c
n
v c' 1
v c'
c c n
1
1
0,75
n 1,33
>0,267 МэВ

22. Спектры черенковского излучения

23. Эффективность регистрации по черенковскому излучению

Радионуклид
Eβ max, МэВ
Эффективность,
%
90Sr
0,54
1,5-3
40K
1,33
22-25
32P
1,7
50
90Y
2,28
70

24. Другие методы определения радионуклидов

• Масс-спектрометрия
• Активационный анализ

25. Масс-спектрометрия

26. Масс-спектрометрия

27. Масс-спектрометрия

28. Активационный анализ

29. Активационный анализ

A Ф N (1 e
N – количество ядер исходного элемента;
Ф – поток ядерных частиц или квантов;
σ – сечение (вероятность) ядерной реакции;
λ – постоянная распада продукта активации;
t1 – времени облучения;
t2 – выдержки после облучения.
t1
)e
t 2

30. Активационный анализ

Cобр.
Сст. Aобр.
Aст.
Cобр. – содержание определяемого компонента в исследуемом образце;
Aобр. – измеренная активность продукта активации в исследуемом образце;
Cст. – содержание определяемого компонента в стандартном образце;
Aст. – измеренная активность продукта активации в стандартном образце;

31. Нейтронно-активационный анализ

Радионуклид
Продукты
активации
Энергия γквантов, кэВ
(выход, %)
Фактор
выигрыша
(I2/I1)
238U
(23,5 мин)
239Np (2,36 сут.)
74,7 (48%)
106,1 (27%)
7,0·106
8,0 ·105
312 (38%)
4,0 ·105
232Th
239U
233Pa
(27 сут.)