11 . 8 . 1.5438 0 Radiactividad
La actividad A es una cantidad física que representa el número de desintegración de los radionucleidos. Se refiere a la cantidad de radionucleidos a una energía específica en un momento dado. estado, el número de desintegraciones nucleares por unidad de tiempo, es decir,
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En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de actividad es el becquerel, representado por el símbolo Bq . 1Bq se refiere a una cierta cantidad de nucleidos que producen desintegración nuclear una vez por segundo, es decir, 1Bq=1s-1. En el sistema CGS, la unidad de actividad es Curie (Ci), y su relación con Bq es
1Ci = 3,7×1010Bq
11.8.1.2 El contenido de radionucleidos en el material
El contenido de radionucleidos en materiales sólidos suele expresarse como fracción de masa wb. Wb se refiere a la relación entre la masa del radionucleido B y la masa de la mezcla. En el Sistema Internacional de Unidades, las unidades son 10-6 y 10-9. En la exploración nuclear, la fracción de masa de potasio w (K) está en unidades; la fracción de masa de uranio en equilibrio w (U) es 10-6. Cuando el radionucleido y su estado de equilibrio no están claros, la unidad es una millonésima parte de un equivalente de uranio, w(eU)=10-6 representa la radiactividad equivalente al efecto de ionización de la radiación γ producida por w(U)=10-6U Masa fracción de sustancia.
El contenido de radionucleidos en líquidos o gases se expresa principalmente mediante la concentración másica ρb, que es la relación entre la masa del radionucleido b y el volumen de la mezcla. Las unidades de ρb en el sistema SI son kg/m3, g/m3, mg/m3, ng/m3 (solo aplicable a muestras de gas). Las unidades de ρb son g/L, mg/L y μ g/l. La relación entre las dos unidades es
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Cabe señalar en particular que. el líquido y La cantidad de radón en el gas se expresa como concentración de radiactividad. La concentración de radiactividad se refiere a la relación entre la radiactividad A del radón en la muestra y el volumen de la muestra. En el sistema SI, su unidad es Bq/L, que tiene la siguiente relación con la unidad de concentración de radón en el sistema CGS, Emman (em).
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11.8.1.3 Exposición
La exposición X es una cantidad física que mide el efecto de ionización de los rayos. Se define como la relación entre el valor absoluto de la carga total de iones del mismo signo dQ y dm producidos en el aire, es decir, X = dq/dm, cuando todos los electrones (electrones y positrones) con una masa de dm liberados en el aire son bloqueados por el aire.
La unidad de exposición en el Sistema Internacional de Unidades es C/kg (culombio/kilogramo). En el pasado, se utilizaba R (roentgen). La relación entre ellos es la siguiente
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Cabe señalar que la dosis de irradiación y otras radiaciones.
11.8.1.4 Tasa de exposición
La tasa de exposición se refiere a la cantidad de exposición por unidad de tiempo, es decir, = d x/d t, y la unidad SI es c/(kg·s ) [Coulomb/( kg·s)] o A/kg (amperios/kg). En el pasado, se usaba como unidad R/s (roentgen/segundo), y la unidad comúnmente utilizada era R/h (roentgen/hora) y su unidad decimal γ, 1 γ = 10-6 R/h. La relación entre las dos unidades es
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Existe una estrecha relación proporcional entre la tasa de exposición y la intensidad del rayo (la energía del rayo que incide verticalmente en la sección unitaria de el material por unidad de tiempo), por lo que la tasa de exposición también se utiliza a menudo para medir la intensidad de los rayos.
11.8.1.5 Otras cantidades físicas nucleares
① Tasa de conteo. Se refiere al número de pulsos registrados por un instrumento radiactivo por unidad de tiempo. La unidad es cps (pulsos/segundo) o cpm (pulsos/minuto). 1 cpm = 60 cps
②La densidad de seguimiento de las partículas alfa. Se refiere al número de pistas por unidad de área del detector de pistas sólidas, la unidad es J/mm2.
11.8.2 Fuente estándar
La medición de la radiación nuclear debe tener ciertos estándares de medición, por lo que es necesario preparar algunas fuentes radiactivas con un contenido de radionúclidos conocido o una tasa de exposición como punto de referencia, denominadas como una fuente estándar.
La fuente estándar es en realidad un material radiactivo con una masa determinada en un contenedor especial. Dado que la fuente estándar es el punto de referencia para la medición y debe ser precisa y fiable, en la producción se deben utilizar materiales radiactivos con vidas medias largas. Al mismo tiempo, también es necesario comprender de antemano la composición, el contenido, el proceso de desintegración y la composición del espectro energético del material radiactivo utilizado para fabricar la fuente estándar.
La fuente estándar se puede utilizar para corregir la sensibilidad de los instrumentos de medición nuclear; calibrar los datos de medición del instrumento y convertirlos en una unidad de tasa de exposición unificada; comparar la tasa de irradiación de la muestra y la fuente estándar; para determinar los elementos radiactivos en el contenido de la muestra.
Según la forma de la materia, las fuentes estándar se pueden dividir en fuentes estándar sólidas, fuentes estándar en polvo y fuentes estándar líquidas. Según las características de uso, se puede dividir en tres tipos: fuente estándar de rayos, fuente estándar de chorro y fuente estándar de contenido.
11.8.2.1 Fuente estándar de rayos X
La fuente estándar de rayos X utiliza los rayos que irradia como base para la comparación y medición. Según las propiedades de los rayos, las fuentes de rayos estándar se pueden dividir en cuatro categorías: fuentes estándar de rayos α, fuentes estándar de rayos β, fuentes estándar de rayos γ y fuentes estándar de neutrones.
El U3O8 recién extraído del mineral se puede utilizar como fuente estándar de rayos alfa. Aproximadamente 1 año después, después de que 238U, 234Th y 234Pa alcancen el equilibrio, dado que 234Th y 234Pa son fuentes de radiación beta, esta fuente de radiación se puede utilizar como fuente estándar estable de rayos beta (los rayos alfa deben filtrarse con una pantalla de absorción). . Además, los radionucleidos artificiales se utilizan ampliamente como fuentes estándar de rayos alfa y beta.
El radio que ha sido purificado y equilibrado con sus productos de desintegración se puede utilizar como fuente de rayos gamma después de filtrar los rayos beta a través de una pantalla de absorción. El radionucleido artificial 60Co también puede utilizarse como fuente estándar de rayos gamma. Además, 137Cs, 214Am, 234Pu, etc. Puede utilizarse como fuente estándar de trabajo para instrumentos de inspección.
Las fuentes de neutrones estándar incluyen la fuente de neutrones de polonio-berilio, la fuente de neutrones de radio-berilio y la fuente de neutrones de californio. A excepción de la fuente de neutrones de californio, que produce neutrones mediante fisión espontánea, las otras dos fuentes de neutrones utilizan partículas alfa producidas por la desintegración del polonio o el radio para bombardear núcleos de berilio y producir neutrones.
11.8.2.2 Fuente estándar de emisión
La fuente estándar de emisión utiliza su concentración de emisión acumulada como punto de referencia para mediciones comparativas. Hay dos tipos principales de fuentes estándar de radón (222Rn) y fuentes estándar de torio (220Rn).
La fuente estándar de radón se elabora a partir de una solución de sal de radio sellada en un recipiente de vidrio. El contenido de radio en la solución es generalmente de 10-6 ~ 10-11 g/L. Actualmente, existen fuentes estándar de gas radón y cámaras de radón hechas de sales sólidas de radio, que son las fuentes estándar para calibrar los medidores de radón. La fuente estándar de emisión de torio está hecha de una solución de compuesto de torio en un recipiente de vidrio especial, con un contenido de torio de 1 ~ 10 mg/L.
11.8.2.3 Fuente estándar de contenido
La fuente estándar de contenido es una fuente estándar para comparar el contenido de uranio, torio y potasio. Para análisis de física radiactiva en interiores y mediciones de espectroscopia gamma de campo. Se elabora principalmente a partir de uranio en polvo, mineral de torio y sales de potasio.
Las fuentes estándar de contenido para análisis en interiores incluyen fuentes estándar de uranio (fuentes estándar de potasio hechas de torio y cloruro de potasio).
Determinar el coeficiente de conversión del espectrómetro gamma y la fuente estándar necesaria para convertir los resultados de medición del instrumento en unidades de contenido (g/t, 10-6, etc.). ) tiene un cierto volumen y se llama modelo estándar. El modelo estándar se puede dividir en cinco tipos: ① modelo de uranio de equilibrio, que está hecho de mineral de uranio puro que ha alcanzado el equilibrio; ② modelo de torio, que está hecho de mineral de torio puro; ③ modelo híbrido de uranio-torio, que está hecho de; una mezcla de uranio y torio prueba la precisión de la medición del coeficiente de conversión del instrumento; ④ modelo de potasio, hecho de sal de potasio; ⑤ modelo de valor cero, hecho de arena de cuarzo con un contenido de radionucleidos extremadamente bajo, utilizado para medir la base. del instrumento (es decir, el instrumento detecta la tasa de exposición causada por la contaminación de materiales radiactivos o detectores, ruido del instrumento, pulsos falsos, etc.).