Определения
1 кюри (Ки) – радиоактивность (количество) радона Rn, находящегося в радиоактивном равновесии с 1г радия Ra. Эквивалентно количеству радиоизотопа, в котором за 1 секунду распадается 3,7*10(10) ядер (за 1 минуту распадается 2,22*10(12) ядер). Применяются также кратные единицы: 1 мКи (милликюри, 10(-3) Ки) и 1 мкКи (микрокюри, 10(-6) Ки). 1 Ки = 3,7*10(10) Бк.
1 беккерель (Бк) – единица радиоактивности в СИ. 1 Бк = 2,7*10(-11) Ки. Применяются также кратные единицы:
1 мкКи = 37000 Бк = 37 кБк
1 мКи = 37*10(6) Бк = 37 МБк
1 Ки = 37*10(9) Бк = 37 ГБк
Относительный атомный избыток – разность процентных концентраций изотопа в данном образце (элемента) и в естественной смеси изотопов природного элемента.
Удельная радиоактивность (активность) – радиоактивность единицы массы элемента (вещества).
Изотоп без носителя – теоретически это чистый изотоп данного элемента, то есть образец элемента, содержащий только один (данный) изотоп.
1 электронвольт (эВ; 1МэВ = 10(6) эВ) – энергия приобретаемая электроном при ускорении вдоль градиента потенциала в 1В. 1 эВ = 1,6*10(-12) эрг.
Слой половинного ослабления – толщина материала, уменьшающая поток радиации вдвое. Заряд электрона е = 1,6*10(-19) Кл. толщина половинного ослабления бета-излучения приближенно равна 1/7 максимального пробега бета-частиц в этом веществе.
1 рентген (1 Р) – количество (доза) рентгеновского или гамма-излучения в воздухе, при котором сопряженная корпускулярная эмиссия в 0,001293 г сухого воздуха (1мл при 0 градусов Цельсия и 760 мм рт. ст.) приводит к появлению ионов, несущих 1 СГСЕ заряда каждого знака. 1Р соответствует поглощению 5,24*10(13) эВ/г воздуха (или 83, 8 эрг/г). 3876 Р = 1 Кл/кг (в СИ).
Физический эквивалент рентгена – доза излучения, которая будучи поглощенной в 1 г вещества приводит к такой же диссипации (рассеянию) энергии, как при поглощении 1 Р в 1 г сухого воздуха, то есть 83,8 эрг/г вещества.
Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) дозы того или иного вида излучения (называемая также «коэффициентом качества») определяется как отношение степени повреждения тела, которое оно вызывает, к степени повреждения, вызываемой в воде той же дозой рентгеновского излучения со средней удельной ионизацией в 100 пар ионов/мкм.
Рад – единица поглощенной дозы. 1 рад равен поглощенной дозе в 100 эрг/г тела. В СИ единица поглощенной дозы 1 грей (Гр). 1 ГР = ДЖ/кг. 1 Гр = 100 рад.
Биологический эквивалент рада (бэр) определяется как (доза в бэр) = (доза в рад) * (ОБЭ). В СИ 100 бэр = 1 Дж/кг = 1 зиверт (Зв).
Определение массы радионуклида по его радиоактивности
W = 3,19*10(10) N(T ½) M, где W – масса (в микрограммах); N – радиоактивность нуклида (в микрокюри); T ½ - период полураспада (в часах), M – молекулярная масса радионуклида.
Остаточная радиоактивность
Или количество радиоизотопа в процентах = 100/antilg {0,3010 (t/h)} или 100*е в степени (-0,6931(t/h)).
Где t – время распада, h – период полураспада, N0 – радиоактивность в нулевой момент времени, Nt – радиоактивность в момент времени t.
Через (х) периодов полураспада останется 2(-х)*100% исходной радиоактивности. Таким образом, при х=1 останется 50% радиоизотопа, х=2 25%, х=3 12,5%, х=4 6,25%, х=5 3,13%, х=6 1,56%, х=7 0,78%, х=8 0,39%, х=9 0,2%, х=10 0,1%.
| I (131) T ½ = 8,1 сут. | H (3) T ½ = 12,3 года | I (125) T ½ = 60 сут. | Ca (45) T ½ = 165 сут. | Cr (51) T ½ = 28 сут. | |||||
| Время в сут. | Остаточная рад-сть % | Время, годы. | Остаточная рад-сть % | Время в сут. | Остаточная рад-сть % | Время в сут. | Остаточная рад-сть % | Время в сут. | Остаточная рад-сть |
| 0,2 | 98,3 | 94,5 | 95,5 | 95,9 | 95,2 | ||||
| 0,4 | 96,6 | 89,3 | 91,2 | 91,9 | 90,6 | ||||
| 0,6 | 95,0 | 84,4 | 87,1 | 88,2 | 86,2 | ||||
| 1,0 | 91,8 | 79,8 | 83,1 | 84,5 | 82,0 | ||||
| 1,6 | 87,2 | 75,4 | 79,4 | 81,1 | 78,1 | ||||
| 2,3 | 81,2 | 71,3 | 75,8 | 77,7 | 74,3 | ||||
| 3,1 | 76,7 | 67,4 | 72,4 | 74,5 | 70,7 | ||||
| 4,0 | 71,0 | 63,7 | 69,1 | 71,5 | 67,3 | ||||
| 5,0 | 65,2 | 60,2 | 66,0 | 68,5 | 64,0 | ||||
| 6,1 | 59,3 | 56,9 | 63,0 | 65,7 | 61,0 | ||||
| 7,3 | 53,4 | 53,8 | 60,2 | 63,0 | 58,0 | ||||
| 8,1 | 50,0 | 50,9 | 57,4 | 60,4 | 55,2 | ||||
| 12,3 | 50,0 | 54,8 | 57,9 | 52,5 | |||||
| 52,4 | 55,5 | 50,0 | |||||||
| 50,0 | 53,3 | ||||||||
| 51,1 |
Поглощение бета-частиц и гамма-лучей.
Бета-частицы
Степень поглощения потока частиц зависит от плотности защитного материала, но практически не зависит от его атомной массы.
| Энергия бета-частиц, МэВ | Удельная масса вещества, ослабляющая интенсивность излучения вдвое, мг/см2 | Толщина материала, необходимая для двукратного ослабления интенсивности излучения, мм | |||
| вода | Стекло (d 2,5) | свинец | Органическое стекло (перпекс) | ||
| 0,1 1,0 2,0 5,0 | 1,3 | 0,013 0,48 1,3 4,0 | 0,005 0,192 0,52 1,6 | 0,0011 0,042 0,115 0,35 | 0,0125 0,38 1,1 4,2 |
Гамма-лучи
| Энергия гамма-лучей, МэВ | Толщина материала, необходимая для ослабления широкого пучка гамма-лучей в 10 раз, см | |||
| вода | алюминий | железо | свинец | |
| 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 | 54,6 | 20,3 25,4 | 6,1 8,2 11,0 12,0 12,7 13,0 | 1,8 3,8 5,9 6,4 6,3 6,1 |
Измерение радиоактивности по излучению Черенкова
Излучение Черенкова может быть использовано для регистрации радиоизотопов, испускающих жесткие бета-лучи, например Р (32). При этом не требуется добавления сцинтиллятора и, следовательно, не происходит химического тушения. Для измерения просто готовят раствор образца, для чего можно использовать широкий спектр смесей растворителей, включая органические растворители, хлорную кислоту, воду и тому подобное, а затем измеряют радиоактивность прямо в сцинтилляционном счетчике. Эффективность света зависит от энергии бета-частиц, так что на практике слабые бета-излучатели не могут быть зарегистрированы. Эффективность регистрации радиоизотопов с различными энергиями бета частиц приблизительно характеризуются следующими величинами:
| Энергия, МэВ | 0,6 | 1,0 | 1,5 | 2,5 | |
| Эффективность, % | 1;2 |
Цветовое тушение может сильно искажать результаты счета. В связи с этим окрашенные соединения необходимо удалять или делать поправку на тушение. Для увеличения эффективности счета используются вещества, «смешивающие» длину волны излучения, например 4-метилумбелиферон (100мг/л), но на их действие могут оказывать сильное влияние примеси (присутствующие в образце) и pH.