13. MĚŘENÍ IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ Záření je nutno měřit při: §každém použití radionuklidů či jiného zdroje ionizujícího záření §měření dávek v dozimetrické kontrole §průmyslovém nebo léčebném ozařování §monitorování radioaktivity v životním prostředí Nebezpečnost ionizujícího záření je dána: §jeho neviditelností §není vnímáno ani jinými smysly Měření ionizujícího záření: §je dáno jeho interakcí s hmotou a procesy, které záření vyvolává při absorpci v hmotě, tj. ionizací nebo excitací elektronů §je prováděno elektronicky, fotograficky, optickými spektrálními metodami (rtg.), aj. § [USEMAP] 1 Obsah obrázku skříňka, interiér, trouba, vsedě Popis byl vytvořen automaticky Detekce jaderných částic v mlžné komoře Obsah obrázku osoba, interiér, mikroskop, muž Popis byl vytvořen automaticky Wilsonova mlžná komora je fyzikální přístroj umožňující pozorovat dráhy elektricky nabitých částic. Částice prolétávající vzduchem obsahujícím podchlazené páry, v něm zanechávají stopu v podobě vysrážených kapiček vody. Tyto stopy lze následně vyfotografovat. [USEMAP] 2 Obecné blokové schéma zařízení pro měření radioaktivity Zařízení pro měření radioaktivity 3 [USEMAP] Elektronický způsob detekce ionizujícího záření §detektor záření (energie sdělená detektoru při absorpci se přeměňuje na elektrické nebo optické signály) §tento typ detektoru vyžaduje napájení vysokým napětím §elektrické impulsy je nutno elektronicky upravit (zesílit, tvarovat, třídit podle energie) §upravené signály se registrují analyzátorem v pulsním režimu (čítač impulsů) – čas může být libovolně dlouhý §nebo integrálním režimu (na čtecí jednotce se zobrazuje jako počet impulsů za čas. jednotku, tzv. četnost v imp s-1 - dozimetrické přístroje k určení úrovně radioaktivity, kontaminace apod. §místo imp s-1 lze display kalibrovat přímo v dávce záření, příp. v dávkovém příkonu (v Gy hod-1) §některé detektory jsou schopny rozlišit energii záření na základě výšky elektrického impulsu pomocí analyzátoru výšky impulsů § 4 [USEMAP] [USEMAP] 5 Z obrázku plyne skutečnost, že při měření je nutno vzít v úvahu geometrii měření – ta výrazně ovlivňuje účinnost měření. Uspořádání měřicí aparatury pro měření scintilační metodou Zpravidla se ionizační záření neměří se 100%-ní účinností (h) h = počet naměřených částic x 100/počet všech emitovaných částic Účinnost měření radioaktivity [USEMAP] [USEMAP] Detekční účinnost Je dána geometrií především měření. Např. u tzv. studnového scintilačního krystalu (viz dále) závisí detekční účinnost na objemu měřeného vzorku a jeho poloze v krystalu. Proto při sérii měření je třeba zachovat stále stejnou geometrii měření, pak měříme stále se stejnou účinností. Na obrázku vpravo jsou uvedena gama spektra změřená scintilačním krystalem – je vidět, že jejich tvar na geometrii (zde tedy na naplněnosti měřicí nádobky) silně závisí. 6 [USEMAP] Gama - spektrometrie Při měření radionuklidu se určují energie jednotlivých druhů přeměn, kterým nuklid podléhá: jednokanálové gama spektrometry vícekanálové (512, 1024, 4096 kanálů) Gama spektrum je čarové a obsahuje: ·fotopík (odpovídá absorpci celého -fotonu detektorem) · ·Comptonovo kontinuum před fotopíkem (je způsobeno neúplnou absorpcí fotonu Comptonovým rozptylem). Lze jej potlačit volbou většího detektoru · ·anihilační záření 0,51 MeV · · 7 [USEMAP] [USEMAP] Příklad gama spektra 8 [USEMAP] Chyby při měření ionizujícího záření ·jsou dány pravděpodobnostním charakterem radioaktivní přeměny (četnost jednoho vzorku může být při opakovaných měřeních různá) · 9 Chyby lze eliminovat: §měřením dostatečně vysokých aktivit §prodloužením doby měření §opakováním měření a určení průměrné hodnoty aktivity (pozor – nelze použít, jestliže proměřujeme krátkodobý nuklid, který nám v měřicím čase rychle vymírá) [USEMAP]