南华大学《核辐射探测学》教学课件 第五章 放射性测量方法
106页1、一 活度的测量方法概述 (1) 绝对测量用测量装置直接测量放射性核素的衰变数 (2) 相对测量用一个活度已知的放射源(称为标准源)与活度未知的待测源,在相同条件下,测出两者的比值,通过计算求得待测源活度。,第五章 放射性测量方法,5.1 放射源(放射性样品)活度的测量,所谓“相同条件”指源的活性区面积.源到探测器的距离.源发射的射线种类和能量.源的组成成分. 源的承托物材料及厚度. 测量仪器设备及其使用环境条件等都相同。,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,1,相对测量的方法有两种,) 用标准源把仪器刻度好或做好源活度.与仪器读数的校准曲线,则根据仪器读数立即知道待测源活度 )上述直接比较计算方法,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,2,2.常用的和发射源(或发性样品)的活度测量方法,(a)小立体角法-用于对薄源和源活度的绝对测量和相对测量,(b)比放射性相对测量方法-对厚源活度相对测量,(c)4计数-对源活度的绝对测量,源放到探测器内,探测器对源张角为4,(d)符合法(4-符合)-对-级联衰变放射源活度的绝对测量.,(e)氡、钍射气测量
2、法-对空气中放射性测量(测),(f)液闪法-源、源,(g)核径迹法-源,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,3,3.源活度的测量方法,(a)注量率测量法-源(点源) (b)内充气法-低能源和源 能谱法-、,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,4,以下介绍几种常用的方法,二.测量放射性样品活度绝对测量的小立体角法,(1)测量装置 小立体角法 :测量放射性样品的活度实际是用的计数测量系统,其放射源或样品与探测器之间的布置P128给出,为了减少本底,探测器和样品都放在铅室内.,为了减少散射,铅室内腔要足够空旷.,为了减少在铅中的韧致辐射(),铅室内壁有一薄层铅皮或塑料,为了减少源的支架及托板的散射和韧致辐射,它们都采用低Z材料作成.,准直器用来确定立体角,并可防止立体角以外的射线,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,5,(2)测量原理 假设样品的放射性活度为A,每次衰变放射出一个粒子,有样品时实验测得计数率为 ,测得的本底计数率为 ,则样品的净计数率为 所以,进入探测器. 采用薄云母窗的高窗型(又叫钟罩型)G-M计数管.
3、也可以用薄窗正比管、塑料闪烁探测器(加避光铝铂).,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,6,(3)诸修正因子 (a)相对立体角修正因子(又称几何因子) 因为,放射性发射的是各向同性的实际进入探测器仅是小立体角内的射线.几何因子为,式中,为探测器效率,它包括各种修正因子:,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,7,看成点源:仅考虑立体角修正因子时,如图所示,球面坐标系中,立体角所对应的球冠上的面积元,若设r=1(单位长度) 则,相应于这个 的锥体的小立体角为,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,8,(b) 吸收因子 射线服从指数吸收规律: 物质对这种的质量吸收系数 穿过物质的厚度,这里的吸收因子是指射线从一定厚度的源内发射出来要经过源本身,一定的空气层(源到探测器),探测器的窗,它们都会吸收射线,被吸收部分没进入探测器,但在小立体角内,所以要对这部分进行修正.,)源的自吸收因子 若放射性核素均匀分布在源物质中,当不考虑自吸收时,强度(或活度)为 ,则以源表面相距 的 薄层中发射的粒子数应该为,2019/1/13,南华大
4、学核辐射探测学 授课老师:屈国普,9,考虑自吸收后, 经 层吸收后,射出源表面的粒子数应为,当源很薄时,利用级数展开,两边对整个源厚度积分得考虑自吸收后单位时间发射的粒子数应为,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,10,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,11,该式表明,厚度为 , 的均匀分布的薄源自吸收效应,相当于厚度为 的吸收片的吸收效应(入射为 , 穿过 物质后 ),)其它吸收因子 若源到探测器之间的空气层厚度为lcm,空气层的质量厚度 , 此空气吸收因子 源的封膜厚 ,探测器的窗厚 ,它们的吸收因子,(c)反射修正因子 粒子在源的托板支承物等上的大角度散射,使得本不在小立体角内的粒子会进入探测器引起计数增加,故要修正,所以总的吸收因子,2019/1/13,南华大学核辐射探测学 授课老师:屈国普,12,定义,一般是实验测得.测量方法是:先把放射性物质溶液滴在厚度 的有机膜上,测量结果为n,因为有机膜的Z较低,又很薄,散射可以忽略 =1。,再把有源 的有机膜下衬铝片,测量得到 则 就是这一衬托铝片厚度下的反散射因子,一般 饱和在1-2
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