Файл: Анализ радиоактивных руд a-f-методом Х. Б. Межиборская, В. Л. Шашкин, И. П. Шумилин. 1960- 4 Мб.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 55
Скачиваний: 0
|
I |
—скорость |
счета |
от |
слоя х, которая была бы зареги |
|||
|
|
|
стрирована. если |
бы не было Самопоглощения, |
||||
|
/о—скорость счета |
от слоя толщиной в 1 г/см2 без само |
||||||
|
|
|
поглощения. |
|
|
|||
Зависимости (2) и |
|
|
||||||
(3) |
представлены |
на |
|
|
||||
рис. 1 и 2. График на |
|
|
||||||
рис. |
|
1 разделен |
на |
|
|
|||
три части. В первой |
|
|
||||||
части |
он |
имеет |
вид |
|
|
|||
наклонной |
прямой, |
|
|
|||||
so |
второй — изгиба |
|
|
|||||
ется |
и |
в |
третьей |
|
|
|||
идет |
почти |
парал |
|
|
||||
лельно оси х. |
|
|
|
|||||
Первая* часть гра |
|
|
||||||
фика |
относится |
к |
|
|
||||
так называемым тон |
|
|
||||||
ким слоям. Здесь ре |
|
|
||||||
гистрируемая интен |
|
|
||||||
сивность |
излучения |
|
|
|||||
практически |
пропор |
Рис. 1. Кривая зависимости скорости счета |
||||||
циональна |
толщине |
|||||||
|
от толщины излучающего слоя. |
|||||||
слоя: разложив вы |
|
|
||||||
ражение (2) в ряд. |
|
|
||||||
для |
|
малых |
значений |
|
|
х получим
|
1х^10х . |
(4) |
|
|
|
|
||
Область тонких |
сло |
|
|
|
|
|||
ев |
можно |
опреде |
|
|
|
|
||
лить |
при |
|
известном |
|
|
|
|
|
ц из выражения |
|
|
|
|
|
|||
|
рх<0,1 . |
(5) |
|
|
|
|
||
Расчет |
концентрации |
|
|
|
|
|||
определяемого элемента |
|
|
|
|
||||
при измерениях в тон |
|
|
|
функции самопоглоще |
||||
ких |
слоях |
производит Рис. |
2. График |
|||||
ся по формуле |
|
ния |
излучения в слое пробы. |
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
QHP = ?эт |
/ |
,р |
(6) |
|
|
|
|
|
|
|
2эт |
1 пр |
|
где Q„p, |
q31 — концентрация определяемого элемента в про- |
|||||||
|
/пр, |
|
бе и эталоне, |
|
|
|
измерениях пробы и |
|
|
/„-скорость счета при |
|||||||
|
|
|
эталона, |
эталона. |
|
|||
|
^пр- /-’„—вес пробы и |
|
9
Вторая часть кривой соответствует так называемым проме жуточным слоям. Здесь начинает заметно сказываться самопоглощеиие в источнике, так что измеряемая скорость счета Iя растет медленнее, чем толщина слоя х. Поправка на самопоглощение может быть введена с помощью выражения (3)> которое позволяет по найденному 1Х определить / [дальнейший расчет выполняется по формуле (6)].
Третья часть графика относится к толстым слоям (употреб ляются также термины «насыщенные», «предельные» и «беско нечно толстые» слои).
Под толстыми понимают слои, толщина которых равна ил»
больше пробега лучей в данном веществе, так что член е ~ Vх в выражении (2) становится близким нулю. Регистрируемая скорость счета при этом, как следует из выражения (2), пропор циональна /о, т. е., иначе говоря, концентрации активного веще
ства, и не зависит от общего веса пробы при |
одинаковой по |
верхности излучающего вещества. Расчетная |
формула для |
толстых слоев поэтому принимает следующий вид: |
|
Qnp — <7эт [п • |
(7) |
§ 4. ГАММА-ИЗМЕРЕНИЯ
Средняя энергия у-лучей уранового ряда может быть при нята равной 0,8 Мэв, а массовый коэффициент поглощения (для бетона) — 0,068 см21г.
Тогда область слоев, тонких для у-лучей, может быть опре делена из выражения (б):
х < 1,5 г!см,2.
Принимая среднюю насыпную плотность измельченной ру ды равной 1,3 г)см?, получаем, что наибольшая толщина слоя, который может быть принят за тонкий при измерениях по у-лучам, составляет около 12 мм. В ряду тория средняя энер гия у-лучей близка к средней энергии у-лучей уранового ряда.
Гамма-измерения при лабораторных анализах проводятся обычно с одинаковыми по толщине образцом и эталоном, ле жащими в пределах слоев, тонких для у-лучей. Поэтому ре зультаты у-измерений рассчитываются с помощью соотноше ния (6).
§ 5. БЕТА-ИЗМЕРЕНИЯ
Поглощение р-частиц связано с потерями энергии на воз буждение и ионизацию атомов среды (ионизационные потери) и на тормозное излучение (радиационные потери). Кроме того, имеет место упругое рассеяние.
to
Для p-излучения естественно радиоактивных веществ су щественны лишь ионизационные потери и упругое рассеяние, первый и третий процессы, в то время как радиационные поте ри невелики.
Рассеяние электронов зависит от атомного номера и, сле довательно, различно для веществ с различным химическим составом. Рассеяние р-частиц в излучающем слое (саморас-
сеяние) |
приводит к анизотропному угловому распределению |
и играет |
существенную роль при измерениях в тонких и про |
межуточных слоях, толщина которых лежит в пределах 0,1—0,2 пробега р-частиц [34]. Чтобы уменьшить влияние рас сеяния, необходимо вести измерения при возможно больших телесных углах (лучше всего в 4лили хотя бы в 2л-гео- метрии).
При измерениях в толстых слоях основное значение имеют ионизационные потери. Зависимость их от среднего атомного номера материала выражена слабо. Ионизационные потери за висят главным образом от числа электронов п в единице объема среды:
Z
(8)
где N—число Авогадро, р — плотность,
Z — атомный номер элемента, А — атомный вес.
Из выражения (8) следует, что ионизационные потери в слоях одинаковой толщины (г/см2) пропорциональны Z/A.
Если учесть, что средний атомный номер большинства руд практически постоянен, то можно сделать вывод, что резуль тат p-измерений проб руды в толстых слоях обычно не зави сит от химического состава руды и достаточно правильно по казывает концентрацию радиоактивных компонентов.
Тонкие слои. Наименьшей граничной энергией среди р-из-
лучателей |
уранового |
и ториевого рядов |
обладает UXi |
|
(0,205 Мэв). |
|
|
|
|
Пробег р-лучей UXi равен приблизительно 45 мг/см2, по |
||||
этому регистрация их |
возможна только при |
использовании |
||
торцовых счетчиков. |
|
|
|
|
Следующими после UXi мягкими Р-излучателями являются |
||||
ThB и RaB |
(0,36 и 0,65 Мэв). Их |
излучение |
регистрируется |
|
не только |
торцовыми, но и цилиндрическими |
счетчиками с |
||
тонкостенным алюминиевым (30 |
мг/см2) |
или стальным |
||
(60 мг/см2) |
катодом. |
|
|
|
Обычно p-измерения ведутся при использовании фильтров, отсеивающих излучение UXi, ThB и RaB. Толщина фильтра, включая стенку счетчика, составляет при этом 200—250 мг/см2. В этих условиях область тонких слоев, определенная при no
li
мощи выражения (5),-ограничивается примерно 5,—7 :'лф7.слг2.. Если регистрируется, и. мягкое излучение, то. -.область: тонких слоев. следует ограничить до :Ь—2 М2]см2. ..
Для того чтобы" тонкий слой был достаточно однородным, пробы, необходимо тщательно измельчать, причем, размер ча стиц не должен превышать 50—60 мк (230—270 меш).
Выше указывалось, что результаты измерений в тонких слоях при. малом, телесном угле могут быть искажены за счет эффекта саморассеяния. Саморассеяцие в излучающем слое приводит к.тому, что скорость счета, отнесенная к единице веса
|
|
препарата |
(удельная |
ак- |
|||
|
|
тивность), не только не |
|||||
|
|
уменьшается |
с увеличени |
||||
|
|
ем поверхностной'плотно |
|||||
|
|
сти, но на некотором уча |
|||||
|
|
стке |
даже |
возрастает |
|||
|
|
(рис. 3). |
|
саморассея- |
|||
|
|
Эффекты |
|||||
|
|
ния |
и |
самопоглощения |
|||
|
|
при |
определенной |
для |
|||
|
|
каждого вещества толщи |
|||||
|
|
не |
слоя |
компенсируют |
|||
Рис. 3. Зависимость скорости сче |
друг друга.. |
|
' |
. |
|||
та от толщины слоя пробы при |
|
Чтобы устранить влия |
|||||
измерении (3-активности в тонких ■ |
ние саморассеяния при ис |
||||||
слоях [40]. |
|
пользовании |
4лили 2л- |
||||
гецметрии,- необходимо |
усложиить |
|
аппаратуру. |
Зна |
чительно. уменьшить это влияние можно простым увеличением телесного угла, в котором регистрируется излучение. При ис
пользовании торцового счетчика |
с |
окном |
диаметром 40 мм |
||
(Си-2Б) |
и при расстоянии между пробой и окошком, равном |
||||
|
|
|
|
5—6 мм, можно обеспе |
|
|
|
|
|
чить |
использование |
|
|
|
|
примерно одной трети |
|
|
|
|
|
полного излучения. На |
|
|
|
|
|
рис. 4 изображены кри |
|
|
|
|
|
вые |
самопоглощения. |
|
|
|
|
снятые в описанных ус |
|
|
|
|
|
ловиях на препаратах |
|
|
|
|
|
закиси-окиси урана 1 и |
|
|
|
|
|
урановой смоляной ру |
|
|
|
|
|
ды 2,‘ измельченных до |
|
|
|
|
|
320 меш. Препараты в |
|
Рис. 4. Кривые самопоглощения (3-излу- |
этом |
случае наносили |
|||
■рения |
закиси-окиси |
урана (/) и урано- |
на алюминиевые таре- |
||
|
вой |
смоленой руды |
(2). |
лочки диаметром 30 мм. |
Между пробой и окошком счетчика помещали алюминиевый филртр толщиной 220 мг/см2.