源活度測(cè)量課件

α、β源活度的測(cè)量李小樂α、β源活度的測(cè)量李小樂1目錄1.概述

2.α放射源活度的測(cè)量3.β放射源活度的測(cè)量4.

液體閃爍計(jì)數(shù)器測(cè)源活度放射性活度的測(cè)量及標(biāo)定，在核物理及核技術(shù)應(yīng)用中有著很重要的地位。它涉及面廣，活度范圍很大，所以測(cè)量方法也需因地制宜。目錄1.概述2.α放射源活度的測(cè)量3.β放射源活度的測(cè)2概述11.源活度及其單位2.絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量放射性活度：是放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)原子核衰變數(shù)目的量度。放射性活度的單位：貝可、居里絕對(duì)測(cè)量：用測(cè)量裝置直接測(cè)量放射性核素的衰變數(shù)，不必依賴于其它標(biāo)準(zhǔn)樣品或標(biāo)準(zhǔn)儀器的比較（注：需對(duì)影響測(cè)量結(jié)果的許多因素作修正）相對(duì)測(cè)量：用一個(gè)活度已知的標(biāo)準(zhǔn)源與待測(cè)樣品在相同條件下測(cè)量，根據(jù)它們測(cè)量的量值之比值和標(biāo)準(zhǔn)源活度值即可算出待測(cè)源的活度概述11.源活度及其單位2.絕對(duì)測(cè)量和相對(duì)測(cè)量放射性活度：是3原理：假定放射源各向同性地發(fā)射出粒子，而測(cè)量?jī)x器的效率是已知的，則通過(guò)記錄一定立體角內(nèi)的粒子記數(shù)率便能推算出源的活度。2一、薄源活度的絕對(duì)測(cè)量——小立體角法原理：假定放射源各向同性地發(fā)射出粒子，而測(cè)量?jī)x器的效率是已知4

設(shè)放射源活度為A,每衰變放出一個(gè)α粒子,測(cè)到的計(jì)數(shù)率為n

,本底計(jì)數(shù)率為nb

,則凈計(jì)數(shù)率為：

為探測(cè)器對(duì)源所張的相對(duì)立體角，又稱幾何因子，記為

。

點(diǎn)源的立體角及幾何因子為：（8.1）（8.5）設(shè)放射源活度為A,每衰變放出一個(gè)α粒子,測(cè)到的計(jì)數(shù)率為n5實(shí)際情況中，源面積總有大小。一般源的半徑和源到準(zhǔn)直孔距離相比不能忽略，這時(shí)的幾何因子可用下面的公式來(lái)計(jì)算：注：應(yīng)用凈記數(shù)率公式計(jì)算α源活度時(shí)要注意測(cè)到的記數(shù)率n必須對(duì)分辨時(shí)間τ進(jìn)行修正。實(shí)際情況中，源面積總有大小。一般源的半徑和源到準(zhǔn)直孔距6應(yīng)用（8.1）式來(lái)計(jì)算源活度時(shí)需注意到必須對(duì)分辨時(shí)間進(jìn)行修正，所以設(shè)裝置的分辨時(shí)間為，測(cè)到的記數(shù)率為，則真正進(jìn)入計(jì)數(shù)管的粒子數(shù)應(yīng)為：分辨時(shí)間修正因子：則放射源活度為：（8.7）應(yīng)用（8.1）式來(lái)計(jì)算源活度時(shí)需注意到必須對(duì)分辨時(shí)72二、厚樣品的放射性比活度測(cè)量以點(diǎn)為頂點(diǎn)在圓錐內(nèi)發(fā)射的粒子占點(diǎn)發(fā)射的粒子總數(shù)的份額為：比放射性（）：即每克樣品的放射性活度。2二、厚樣品的放射性比活度測(cè)量以點(diǎn)為頂點(diǎn)在圓8

于是，深度為的薄層中發(fā)射的粒子中，能射出樣品表面的粒子數(shù)就為：

上式對(duì)整個(gè)樣品厚度的積分，便得到每秒內(nèi)能射出樣品表面的粒子總數(shù)的：

當(dāng)樣品厚度時(shí)，從表面出射的粒子數(shù)達(dá)到飽和。飽和出射率為：（8.12）于是，深度為的薄層中發(fā)射的9

選擇一種比放射性已知的樣品作為標(biāo)準(zhǔn)，它與待測(cè)樣品有相同的S和R，則：

其中及分別為待測(cè)樣品及標(biāo)準(zhǔn)樣品的粒子表面出射率。再由樣品的質(zhì)量M可得總的放射性活度A：選擇一種比放射性已知的樣品作為標(biāo)準(zhǔn)，它與待測(cè)樣103一、小立體角法測(cè)β放射源活度原理：對(duì)小立體角裝置的基本要求是能最大限度地消除、減少影響測(cè)量準(zhǔn)確度的因素。缺點(diǎn)：小立體角法方法簡(jiǎn)單，但修正因子多，誤差較大。3一、小立體角法測(cè)β放射源活度原理：對(duì)小立體角裝置的基本要11

定義小立體角裝置的總探測(cè)效率，它是測(cè)到的計(jì)數(shù)率與源衰變率之比。

（其中，A為源的活度，為凈計(jì)數(shù)率，為計(jì)數(shù)率，為本底計(jì)數(shù)率）與探測(cè)效率有關(guān)的諸因子裝置的總絕對(duì)效率可以寫成許多因子的乘積：幾何因子分辨時(shí)間修正因子坪修正因子反射修正因子吸收修正因子計(jì)數(shù)管的本征效率

計(jì)數(shù)修正因子定義小立體角裝置的總探測(cè)效率，它是測(cè)到的12幾何因子分辨時(shí)間修正因子坪斜修正因子：造成坪斜的原因：工作電壓的增高，計(jì)數(shù)管內(nèi)的假計(jì)數(shù)亦增加。反射修正因子：c飽和反散射系數(shù)：飽和時(shí)的反散射修正因子飽和厚度：剛達(dá)到飽和時(shí)的承托膜厚度幾何因子分辨時(shí)間修正因子坪斜修正因子：造成坪斜的13吸收修正因子：

包括：自吸收、空氣吸收、窗吸收、源保護(hù)膜吸收、源與計(jì)數(shù)管間吸收片的吸收

計(jì)數(shù)修正：

（其中：為質(zhì)量吸收系數(shù)；為總吸收厚度。）計(jì)數(shù)管的本征效率：G-M計(jì)數(shù)管的本證效率可認(rèn)為是100%

吸收修正因子：包括：自吸收、空氣吸143二、4π

計(jì)數(shù)法原理：把放射源移到計(jì)數(shù)管內(nèi)部，使計(jì)數(shù)管對(duì)源所張的立體角接近于4π

，減少散射、吸收及幾何位置等的影響。3二、4π計(jì)數(shù)法原理：把放射源移到計(jì)數(shù)管內(nèi)部，使計(jì)數(shù)管對(duì)源15源承托膜吸收修正源自吸收修正

承托膜吸收掉的粒子數(shù)：

膜吸收修正因子：方法：A：外推法B：子體標(biāo)記法求出修正因子后，便可算出活度：源承托膜吸收修正源自吸收修正承托膜吸收掉的粒子163三、符合法測(cè)源的活度

當(dāng)兩個(gè)探測(cè)器中有一個(gè)探測(cè)器對(duì)放射源各點(diǎn)的探測(cè)效率都相等時(shí)：

（

即為放射源活度。）（8.34）其他需要修正的3三、符合法測(cè)源的活度當(dāng)兩個(gè)探測(cè)器中有一個(gè)探測(cè)17符合測(cè)量中的各修正因子a.本底修正：（，即包含真符合計(jì)數(shù)率和偶然符合計(jì)數(shù)率。）b.分辨時(shí)間修正：c.內(nèi)轉(zhuǎn)換電子修正：d.β探測(cè)器對(duì)γ射線靈敏度的修正：符合測(cè)量中的各修正因子a.本底修正：（18e.β探測(cè)器對(duì)γ靈敏度和內(nèi)轉(zhuǎn)換電子的綜合修正：

當(dāng)時(shí)，將使修正項(xiàng)作用趨于零，從而回到了簡(jiǎn)單的（8-34）式。這說(shuō)明了符合裝置（課本第222頁(yè)圖8.13示）比采用小立體角形式的符合裝置準(zhǔn)確度高得多的原因。f.對(duì)死時(shí)間的修正：使分辨時(shí)間和死時(shí)間盡可能小；減少本底，同時(shí)提高β探測(cè)效率使之接近于1，此式即可非常接近和返回到（8.34）式e.β探測(cè)器對(duì)γ靈敏度和內(nèi)轉(zhuǎn)換電子的綜合修正：當(dāng)19符合法測(cè)源活度的幾個(gè)問題1>放射源活度與分辨時(shí)間2>符合法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差3>復(fù)雜衰變綱圖下的符合方法4>效率外推法（符合吸收法）符合法測(cè)源活度的幾個(gè)問題1>放射源活度與分辨時(shí)間204一、液體閃爍計(jì)數(shù)器的基本原理及測(cè)量裝置原理：閃爍體吸收射線能量原子、分子電離激發(fā)受激原子、分子退激發(fā)射熒光光子光子在光電倍增管的光陰極激出光電子光電子經(jīng)倍增產(chǎn)生電子流電子流在陽(yáng)極負(fù)載上產(chǎn)生電信號(hào)電信號(hào)由電子儀器記錄分析選擇合適的液體閃爍劑，優(yōu)良的光電倍增管，采取雙管符合技術(shù)，好的制樣技術(shù)等都很重要。4一、液體閃爍計(jì)數(shù)器的基本原理及測(cè)量裝置原理：閃爍214二、液體閃爍計(jì)數(shù)器的絕對(duì)測(cè)量1.積分外推法2.零概率修正

設(shè)為信號(hào)脈沖幅度，為微分脈沖幅度譜。當(dāng)甄別閾為時(shí)，測(cè)到的微分計(jì)數(shù)為：

帶電粒子在閃爍體中損耗能量，在光陰極上產(chǎn)生個(gè)光電子的幾率服從泊松分布：4二、液體閃爍計(jì)數(shù)器的絕對(duì)測(cè)量1.積分外推法2.零概率修正22可以認(rèn)為，打拿極的次極發(fā)射也相當(dāng)好地服從泊松分布。因此，在陽(yáng)極上沒有信號(hào)輸出的幾率（零概率）為：產(chǎn)生的平均光子數(shù)，可以寫成：用來(lái)表示閃爍體和光電倍增管的總轉(zhuǎn)換效率，則便表示光電倍增管陽(yáng)極產(chǎn)生一個(gè)電脈沖所需要的平均能量亦即探測(cè)閾。于是在測(cè)到的衰變率與真正的衰變率之間有如下關(guān)系：可以認(rèn)為，打拿極的次極發(fā)射也相當(dāng)好地服從泊松分布。因此，在陽(yáng)23為測(cè)得的衰變率，為真正的衰變率。為射線的分布函數(shù)，。當(dāng)源及閃爍液給定后，、、可視為常數(shù)。于是有：

可見，當(dāng)時(shí)。即外推到探測(cè)閾為零時(shí)即得真正的衰變率。為測(cè)得的衰變率，為真正的衰變率。244三、淬滅及其校正淬滅：就是一種或幾種過(guò)程使閃爍脈沖幅度變小a.射線在使閃爍溶液溶劑分子激發(fā)之前就失去能量b.溫度變化引起閃爍體發(fā)光衰減時(shí)間變化。c.顏色淬滅d.由于溫度或其它因素的變化，使測(cè)量杯表面沾有塵污或蒸汽冷凝，也會(huì)使光的傳遞受到影響。1.造成淬滅的原因：4三、淬滅及其校正淬滅：就是一種或幾種過(guò)程使閃爍脈沖幅度變小252.淬滅的修正方法：a.外推法

當(dāng)將不同淬滅劑濃度與相應(yīng)計(jì)數(shù)率在半對(duì)數(shù)紙上作圖，外推到淬滅劑濃度為零時(shí)，即可獲得無(wú)淬滅時(shí)的計(jì)數(shù)率。b.

β內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法探測(cè)效率：待測(cè)樣品的活度為：2.淬滅的修正方法：a.外推法當(dāng)將不同淬滅劑濃26c.道比法d.外標(biāo)準(zhǔn)道比法

淬滅使得β譜向低能方向移動(dòng)。因此，在兩個(gè)測(cè)量道內(nèi)的計(jì)數(shù)率之比也變化。道比法利用變化來(lái)校準(zhǔn)淬滅。

此法把內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法與道比法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。事先用不同淬滅程度的閃爍液做好相對(duì)效率與外道比關(guān)系校準(zhǔn)曲線，再用內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)法求出某一淬滅程度時(shí)的絕對(duì)效率。c.道比法d.外標(biāo)準(zhǔn)道比法淬滅使得β譜向低能方274四、