ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 0
кристалла с колодцем 40 X 50 (12 X 35) мм. Образцы шарооб разной или цилиндрической формы опускались внутрь колодпа.
Непосредственно с ФЭУ в один блок соединен катодный пов торитель на лампе 6Ф1П, импульсы от которого передавались по коаксиальному кабелю к усилителю с аттенюатором на входе, ос лаблявшим сигнал в 4 раза, для обеспечения плавного усиления, необходимого в работе со стоканальным анализатором. Напряже ние на ФЭУ подавалось от высоковольтного выпрямителя типа ВС-32. Стабильность (0,02%) обеспечивалась применением опор ного напряжения от сухой батареи. Питание всех приборов от сети осуществлялось через ферромагнитные стабилизаторы.
Поскольку измеряемые активности очень малы, детектор за щищали от фона, который был в этом месте выше обычного из-за рассеянного излучения от облучателя. Толщина защиты составля ла 8,3 см свинца и 5 см железа, обеспечивая понижение фона, достаточное для измерения активностей с минимальной скоростью
счета |
до 2 имп/мин. |
Градуировка у-спектрометра. Градуировка проведена при по |
|
мощи |
набора у и з л У ч а т е л е и различной энергии и активности. |
В результате построены кривые зависимости энергии от номера канала анализатора при различных коэффициентах усиления, эф
фективности регистрации |
при различных энергиях Y - K B |
a H T 0 B ' |
з а _ |
||
висимости энергетического |
разрешения |
спектрометра |
от |
энергии |
|
у-излучения. |
|
|
|
|
|
Абсолютная активность |
эталонных |
у - и з л У ч а т е л е й |
измерена |
во |
ВНИИ метрологии им. Д. И. Менделеева.
Обработка результатов экспериментов. Сечение фотоактива ции изомеров вычислялось по формуле, связывающей сечение про цесса со скоростью счета,
|
|
JA (а + |
1 ) е - х / ' |
|
|
|
|
|
(1.7) |
|||
|
|
EQN<& атр{\ |
|
— е~и*) |
' |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
У —скорость |
счета, |
экстраполированная |
к началу |
||||||||
|
|
измерения, |
илм/сек; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
А—массовое |
число |
возбуждаемого |
яара; |
||||||||
|
а — полный |
коэффициент внутренней |
конверсии; |
|||||||||
|
е~1'1 |
— поправка |
на |
распад |
за |
время |
tu |
прошедшее |
||||
|
|
от конца облучения образца до начала изме |
||||||||||
|
|
рения; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 — е~и* |
— поправка |
на |
насыщение |
активации, |
учитыві- |
||||||
|
|
ющая накопление и распад активного |
вещества |
|||||||||
|
|
за время |
облучения |
t2\ |
|
у-крантов; |
||||||
|
s — эффективность регистрации |
|||||||||||
|
Q — поправка |
на |
геометрический |
фактор: |
|
|||||||
|
Ф |
— удельный |
поток |
|
т-квантов |
в |
единичном ин |
|||||
|
|
тервале |
энергий, |
|
ч-кв/см2-сек-эв; |
|
||||||
|
N— число Авогадро; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 - 1 9 2 |
|
|
|
, |
|
, „V,. |
Л У 6 Л И Э Н А Я |
I |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р — процентное содержание возбуждаемых ядер в естественной смеси изотопов;
а— вероятность испускания регистрируемого из лучения;
m — вес образца.
Сдругой стороны, сечение возбуждения метастабильного
состояния можно представить в виде
о = о |
(1.8) |
где а —сечение возбуждения активационного |
уровня; |
г |
|
т— относительная вероятность перехода с активационного
уровня в изомерное |
состояние. |
|
|
Возбуждение активационного уровня с помощью у-квантов яв |
|||
ляется' резонансным |
процессом |
и описывается известной |
форму |
лой Брейта—Вигнера |
(I . 1). |
Поскольку активационные |
уровни |
мы возбуждаем излучением со сплошным энергетическим спект ром, необходимо знать сечение, проинтегрированное по области энергий вокруг резонансного значения Е = Е0. Величина о {Е) быстро падает при удалении от этой области, поэтому интегриро вание можно распространить до ± оо . В результате получим вы
ражение |
(I . 2), подставив которое |
в (I . 8), найдем |
сечение |
|
|
ст |
= ^a(E)dE^f-- |
g ^ - l \ ~ . |
(1.9) |
Зная |
энергию |
активационного |
уровня, вычисляем |
длину волны |
по Е — Аѵ = hcjk и, измеряя ат, находим соотношение ширин пере ходов с активационного уровня в изомерное и основное состояния:
^ Г о ^ Г = % - - |
( І Л ° ) |
Поправки и погрешности. 1. Поправка в скорости счета при длительных измерениях вводится, когда время измерения М- сравнимо с периодом полураспада, т. е. не выполняется условие )At<^\. Если обозначить среднюю скорость счета за время изме рения через У = "д^" , где Уп о л н — полное число импульсов за время М, то скорость счета J в начале измерений будет
J=J- Ш
О 693
здесь ^ = —f постоянная распада. Мы вводили эту поправку,
когда М > 0 , ' Ь і 7 Ѵ з .
2. Поправки на самопоглощение наиболее существенны для тяжелых элементов (Pt, Hg, Au, Ir) и для ядер, испускающих
)8 |
5§1 —; |
|
Y-излучение с энергией < 80 кэв (Rh). Образцы из остальных эле ментов по форме и размерам аналогичны у-излучателям, по кото рым проводилась градуировка эффективности спектрометра, по этому вводимая поправка мала.
Для образца в виде диска толщиной d, испускающего у-излуче- ние со всего объема, можно написать
здесь J и /—регистрируемая и действительная скорости счета соответственно;
рт — массовый коэффициент поглощения излучения;
р— плотность образца;
k— поправка, учитывающая изменение геометрии при увеличении d по сравнению с толщиной градуировочных источников.
3.Поправка на просчеты из-за конечного разрешающего вре мени аппаратуры вводилась при измерениях эталонных активно
стей, связанных с определением эффективности регистрации у-квантов. Она вычислялась по формуле
здесь т — разрешающее время аппаратуры. В нашем |
случае оно |
|||
определялось «мертвым» |
временем |
амплитудного |
анализатора |
|
АИ-100 т = ( / Ѵ к + 4 0 ) |
мксек |
{NK—номер |
канала анализатора). |
|
Обычно измеряемые образцы с малыми активностями не тре |
||||
бовали введения поправок на просчеты |
(кроме 1 1 5 І п ) . |
|
||
При измерении |
сечений неупругого резонансного |
рассеяния |
общая погрешность складывается из следующих ошибок: стати
стических; вызванных |
нестабильностью |
аппаратуры, различием |
||
потоков у-кваитов при |
облучении, неточностью |
расчета |
потока |
|
у-квантов; обусловленных погрешностями |
при |
определении эф |
||
фективности у-спектрометра, вероятности |
испускания |
регистри |
руемого излучения; при измерении времени длительности облуче ния, времени от конца облучения до начала измерения, времени измерении. Рассмотрим подробнее перечисленные ошибки.
1. Статистическая ошибка обусловлена природой радиоактив ного распада и складывается из погрешностей измерений наблю даемой активности ста и фона а$:
(1.11)
Фон определялся перед и после каждого измерения активности, причем время измерения фона выбиралось таким, что а ф <^0,1а а (кроме специально оговоренных случаев). Ошибкой поределения
19
y |
Jt, |
фоііа считалось стандартное отклонение аф = |
^ — ( Л ф — число |
отсчетов фона за время £ф ), соответствующее |
распределению |
Пупссона.
Для определения ошибки измерения активности в большинстве
описываемых здесь случаев распределение Пуассона |
неприменимо |
|||||
вследствие |
невыполнения |
условий |
W<Cl |
и ii<^N0 |
( À — посто |
|
янная распада, t—время |
измерения, |
п — число |
зарегистрирован |
|||
ных ядер, |
/Ѵ0 — число радиоактивных |
ядер), |
так |
как |
измерялись |
|
малые активности, имеющие к тому |
же небольшие периоды полу |
распада. Для набора хорошей статистики время измерении вы биралось достаточно большим, соизмеримым с периодом полурас пада. Мы пользовались биномиальным распределением, стандарт ное отклонение для которого имеет вид
|
|
|
а |
- Ѵ Ч « - " |
- |
(U2) |
|
|
|
б а |
} |
' |
|
здесь |
У, |
— число отсчетов, |
а |
активностью за время |
||
обусловленное |
||||||
|
'а |
измерения |
/а . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Когда |
проводится |
п идентичных измеренчп, |
статистическая |
|||
погрешность уменьшается |
в У п раз. |
|
|
|||
2. |
Аппаратурная |
ошибка |
определялась |
экспериментально, с |
помощью эталонного долгоживущего у-излучателя 1 3 7 Cs, с доста
точной для быстрого набора статистики активностью. |
Стабиль |
||
ность аппаратуры, кроме профилактической |
еженедельной |
про |
|
верки, контролировалась и во время измерении |
(до и после каж |
||
дого замера). Погрешность оценивалась нами |
как а а |
п ^ 0 . 2 % |
за |
2 часа непрерывной работы. Если контрольные измерения с эта лонным источником до и после замера имели аппаратурную ошиб ку более 0,2%, результат отбрасывался.
3. Ошибка из-за различия интегральных потоков у-квантов при облучении может быть только следствием непостоянства гео
метрии облучения, поскольку источник 6 0 Со |
дает стабильный по |
||
ток у-квантов, а |
время |
облучения измеряется достаточно точно. |
|
Были приняты |
меры, |
обеспечивающие постоянное местоположе |
|
ние облучаемого |
объекта с точностью 1 мм. |
Величина поправки |
на эту погрешность определялась экспериментально по замеру ак тивности навески, помещаемой в поле облучения. Для этой цели
использовался эталон из индия, облучавшийся вместе |
с образцом. |
|||
4. Ошибка, |
обусловленная неточным знанием потока, |
связана |
||
с нормировкой |
вычисленного |
потока у-квантов по |
измеренному |
|
сечению фотоактивации l u C d |
и 1 1 5 Іп[41]. Относительные |
погреш |
||
ности определения сечения |
фотоактивации изомеров |
указанных |
выше ядер и определения удельного потока у-квантов одинаковы. Эта погрешность вносит наибольший вклад (30%) в полную ошибку определения сечений фотоактивации ядер.
20