poprawka na samoabsorpcję dla niskich energii Cs

poprawka na samoabsorpcję dla niskich energii Cs
Nadesłał Administrator
Poprawka na samoabsorpcję dla niskich energii promieniowania gamma
Stosowanie opisanych metod
wyznaczania poprawki Cs wymaga bądź znajomości składu chemicznego materiału próbki i wzorca
(obliczenia Monte Carlo) bądź znajomości wartości masowego współczynnika absorpcji, wynikającej ze
składu chemicznego (formuły analityczne). Dla wysokich energii promieniowania (powyżej około 100
keV) masowy współczynnik absorpcji jest w przybliżeniu stały dla wszystkich występujących w przyrodzie
materiałów. Dlatego często: - masowy współczynnik absorpcji wyznacza się na podstawie przybliżonego
składu chemicznego próbki i jego gęstości bądź - przyjmuje się że masowy współczynnik absorpcji nie
zależy od składu chemicznego próbki, a więc jego wartość, a tym samym wartość poprawki Cs, zależy
wyłącznie od gęstości próbki(por. Zjawisko samoabsorpcji promieniowania w próbce, poprawka na
samoabsorpcję Cs w spektrometrii gamma wzór 2 i Rys. 3) Dla niskich energii promieniowania gamma
(poniżej 100 keV) poprawka Cs przyjmuje zwykle znaczące wartości, a ponadto jej wyznaczenie jest
szczególnie trudne. Dzieje się tak dlatego, że masowy współczynnik absorpcji przybiera, dla różnych
pierwiastków, znacznie różniące się wartości, a więc wpływ składu chemicznego na własności absorpcyjne
materiału jest decydujący. W tej sytuacji w praktyce stosowane są 2 metody: - doświadczalne
wyznaczanie poprawki Cs (zwykle metoda transmisyjną), - określenie składu chemicznego i gęstości
próbki i wyliczenie na tej podstawie poprawki Cs.
1 Metoda Cutshalla Idea doświadczalnego
wyznaczania poprawki Cs dla próbki leży u podstaw, zaproponowanej przez Cutshalla (1983), metody
transmisyjnej, łączącej wyniki transmisyjnego pomiaru współczynnika absorpcji i równanie samoabsorpcji
dla próbek cylindrycznych. W pomiarze transmisyjnym źródło promieniowania (zwykle punktowe)
umieszcza się nad znajdującą się na detektorze próbką. Wynikiem pomiaru jest, pochodząca od tego
źródła, częstość zliczeń detektora w fotopiku o danej energii. Poprawka Cs na samoabsorpcję dla próbki
względem powietrza wynosi (Cutshall 1983):
(10) zaś poprawka Cs na samoabsorpcję dla
próbki względem wzorca wynosi
(11) gdzie I0, Is, Ic
wynik pomiaru transmisyjnego odpowiadający sytuacji, w której między źródłem a detektorem znajduje
się odpowiednio puste naczynie (I0), próbka (Is) lub wzorzec (Ic). Metoda zaproponowana przez
Cutshalla jest obecnie praktycznie jedyną, stosowaną w praktyce laboratoryjnej, metodą umożliwiającą
wyznaczenie, dla konkretnej próbki, poprawki Cs dla małych energii promieniowania gamma. W
szczególności znajduje ona zastosowanie przy pomiarach koncentracji w glebach czy osadach
radionuklidów emitujących niskoenergetyczne promieniowanie gamma, takich jak Pb-210, Th-234, Am241. Autorzy metody (Cutshall 1983, Joshi 1989), a później wielu innych autorów stosowali ją w
określaniu zawartości Pb-210 w sedymentach. Możliwość stosowania tej metody dla energii z zakresu 3040 keV (promieniowanie charakterystyczne I-129) potwierdza praca Lefévre i wsp. (2003). Wydaje się
jednak że metoda ta posiada szereg wad. Po pierwsze do jej stosowania konieczne jest posiadanie
źródła punktowego radionuklidu, który ma być oznaczany w próbce (w naszym przypadku Pb-210);
źródła takie często są komercyjnie trudno osiągalne. Ponadto wątpliwości budzi, bazująca na bardzo
przybliżonym równaniu samoabsorpcji, formuła (10) stosowana w tej metodzie do obliczenia poprawki Cs
na podstawie pomiaru transmisyjnego. Wielu autorów kwestionuje stosowaną formułę, proponuje jej
modyfikacje bądź wykazuje, że jej stosowanie prowadzi do błędów systematycznych (McMahon C.A. i
wsp. 2004; Miller 1987, Pilleyre T. i wsp. 2006; Saidou i wsp. 2007, Kather A., Ebaid Y. 2008), ale
wielkość tych błędów była do niedawna nieznana. Jodłowski i wsp. (2014) stwierdzili, ze poprawka Cs
wyznaczona metoda Cutshalla w pomiarach 210Pb (E= 46.5 keV) obarczona jest znaczącym błędem.
2
Wyznaczanie Cs na podstawie składu chemicznego i gęstości próbki W ostatnich latach wzrosła
dostępność oraz przystępność cenowa współczesnych metod analizy składu chemicznego materiałów (np.
analiza fluorescencyjna, spektrometria masowa). Nasuwa się więc nowa możliwość szacowania poprawek
Cs. Polega ona na oznaczeniu składu chemicznego i gęstości próbki i szacowaniu na ich podstawie
poprawki Cs. W ostatnich latach pojawiły się prace potwierdzające możliwość szacowania poprawki Cs tą
metodą (San Miguel i wsp. 2002, Saidou i wsp. 2007, Villa i wsp. 2007). Dotąd jednak brak było
informacji umożliwiających jej rutynowe stosowanie. Niniejsza witryna zawiera opis metodyki
wyznaczania Cs na podstawie składu chemicznego i gęstości próbki.
http://kfs.ftj.agh.edu.pl/~wachniew - Strona domowa Przemka
Powered by Mambo
Generated: 4 March, 2017, 04:58