Толщины алюминиевых поглотителей

Еmax, МэВ	Rmax, мг/см2	Толщина алюминиевой фольги, см
0,14–0,20	25–50	0,01
0,30–0,40		0,04
0,50–0,70	150–200	0,06
0,80–1,00	300–400	0,11
1,5		0,26
2,0		0,35
2,5		0,44
3,0		0,56

Различие в схемах распада калия-40 и цезия-137 (см. рис. 7.1 и рис. 7.2) приводит к различным граничным энергиям бета-спектров в алюминиевом поглотителе. Для полного подавления бета-компоненты излучения цезия-137 в лабораторной работе достаточно двух слоев алюминиевого фильтра толщиной 0,03 см, тогда как подавление бета-компоненты излучения калия-40 этими же двумя слоями фольги лишь частичное с коэффициентом подавления 0 < k < 1.

2. Приборы и принадлежности

Наиболее распространенные детекторы бета-частиц: торцевые (с тонким слюдяным окошком) или тонкостенные цилиндрические счетчики Гейгера – Мюллера и сцинтилляционные счетчики с органическим сцинтиллятором.

В данной работе для измерений применяются дозиметр-радио-метр бытовой АНРИ-01-02 «Сосна», описание которого приведено в лабораторной работе № 1 и радиометр-дозиметр комбинированный смешанного применения бытовой РКСБ-104, описание которого приведено в лабораторной работе № 6.

3. Порядок выполнения работы и обработка результатов

Проведение измерений с использованием прибора АНРИ-01-02 «Сосна»

3.1.1. Включите прибор. Переключатель режима работы установите в положение «Т». Откройте заднюю крышку. Нажмите «Пуск» и, аккуратно положив прибор на стол на торец с полуоткрытой крышкой, в течение 5 мин измерьте количество импульсов N_ф, которые соответствует естественному радиационному фону. Время зафиксируйте по своим часам.

3.1.2. Выполните измерение числа импульсов N_сф (сигнал и фон) для исследуемых препаратов KС1 (образец № 1) содержащих калий-40, грибного порошка (образец № 2), содержащего цезий-137 и их смеси (образец № 3). Для этого на кюветку с исследуемым веществом положите прибор с открытой крышкой (детектором точно на кюветку). Время измерения – 5 мин.

Число импульсов N_с (сигнал) вычисляется по формуле

N_с = N_сф – N_ф. (7.2)

3.1.3. Выполните измерения числа импульсов N_сф для исследуемых препаратов (№ 1, № 2, № 3) с двумя слоями алюминиевого фильтра (на кюветку положите фильтры, сверху установите прибор с открытой крышкой). Для каждого из препаратов рассчитывайте N_с. Убедитесь, что бета-излучение цезия-137, находящегося в грибном порошке, полностью поглощается алюминиевыми фильтрами (для образца № 2 число N_сф ≈ N_ф). Данные результатов измерений занесите в табл. 7.3.

Таблица 7.3

Результаты измерений

№ образца	Исследуемый препарат	Nф	Nсф	Nс
без фильтра	с фильтром	без фильтра	с фильтром
	KС1 (K-40)
	Грибной порошок (Cs-137)
	Смесь KС1 и грибного порошка

3.1.4. Определите коэффициент подавления k бета-излучения калия-40, находящегося в KС1 (образец № 1), двумя алюминиевыми фильтрами:

, (7.3)

где – число импульсов от первого образца с фильтром; – число импульсов от первого образца без фильтра.

3.1.5. Определите число импульсов от смеси препаратов без фильтра (обозначим его по номеру образца) по формуле

, (7.4)

где N₁ и N₂ – число импульсов от каждого из компонентов смеси.

Число импульсов от смеси препаратов с фильтром (обозначим его ) будет равно

, (7.5)

так как излучение от второго компонента смеси (грибного порошка) практически полностью подавляется фильтром. Используя определенные значения , и значение коэффициента подавления k, решите совместно уравнения (7.4) и (7.5) и найдите N₁ и N₂. Результаты расчетов занесите в табл. 7.4.

Таблица 7.4

Результаты расчетов

№ образца	Анализируемый препарат	N1	N2	k	А1, Ки/л	А2, Ки/л
	Смесь KС1 и грибного порошка

3.1.6. Определите объемные активности А₁ и А₂ каждой из компонент смеси:

; , (7.6)

где k_п – постоянная прибора (k_п = 8×10^–9 Ки×мин/л); t – время измерения, мин.