Содержание урана в почве определялось гамма-спектрометрическим методом, сущность которого состоит в регистрации гамма-квантов, испускаемых ядрами радионуклида, гамма-спектрометром.
Измерения выполнялись согласно «Методике измерений удельной активности радионуклидов в объемных образцах на гамма-спектрометре ACCUSPEC» с использованием многоканального анализатора «InSpector-2000» фирмы «Canberra» (рис.4,5).
Рис. 4 Гамма-спектрометр ACCUSPEC
Рис.5 Схема гамма-спектрометра
В состав измерительного тракта входят (рис.5):
1. Свинцовый экран - защита. Обеспечивает повышение чувствительности спектрометра за счет снижения уровня внешнего гамма-фона, регистрируемого в блоке детектирования (внешняя сторона «домика» выполнена из свинца с толщиной стенки 100 мм, а внутренняя часть ─ из листового свинца и листового кадмия);
2. полупроводниковый детектор коаксиального типа из особо чистого германия фирмы «Canberra». Диапазон регистрируемых энергий детектора от 50 кэВ до 10 МэВ. Эффективность регистрации ─ 35 %. Разрешение по линии 60Со (1.33 МэВ) ─ 1.8 кэВ;
. предусилитель спектрометрический;
. спектрометрическое устройство;
. многоканальный анализатор «InSpector-2000» (рис. 6).
. компьютер Pentium-II с системой Windows-98 и программным обеспечением для гамма-спектрометрии «Genie-2000» фирмы «Canberra»;
. принтер;
. измеряемая проба в сосуде необходимой геометрии (сосуд типа «Дента»).
Рис.6. Многоканальный анализатор «InSpector-2000»
Гамма-кванты, испускаемые в процессе распада урановых ядер частично (комптоновское рассеяние) или полностью (фотопоглощение), попадая в детектор, теряют свою энергию в веществе детектора. Потерянная энергия испускается затем в виде квантов света, которые с помощью фотоэлектронного умножителя превращаются в электрические импульсы. Амплитуда импульсов пропорциональна поглощенной энергии гамма-квантов. Расчет содержания U238 гамма-спектрометрическим методом проводим по радионуклиду Th234. В цепочке распада он находится в состоянии равновесия с U238. Для расчета используем энергетические линии 63,4 Кэв (выход гамма-квантов 3,8%) и 92 Кэв (суммарный выход гамма квантов 5,4%).
На экране анализатора возникает гамма-спектр, в котором наряду с комптоновским распределением импульсов присутствуют фотопики, соответствующие полной потере энергии гамма-квантов в кристалле детектора. Площадь фотопика пропорциональна активности радионуклида, а его местоположение (после калибровки установки по энергии) соответствует энергии гамма-квантов, испущенных радионуклидом. Эти данные используются для определения активности урана.
Энергетическая калибровка спектрометра проводится с целью установления связи между энергией гамма-квантов и положением пиков полного поглощения в экспериментальном спектре.
Перед непосредственным измерением активности пробы почвы, измерялась активность объемного эталонного образца для градуировки спектрометра по энергии, энергетическому разрешению и эффективности регистрации.
Методы определения урана в растительности
TimeBiology