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.
1
Detekce jaderných částic v mlžné komoře
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.
2
Obecné blokové schéma zařízení pro měření radioaktivity
Zařízení pro měření radioaktivity
3
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
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 ()
 = počet naměřených částic x 100/počet všech emitovaných částic
Účinnost měření radioaktivity
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
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
Příklad gama spektra
8
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)