«Радиометрия»

(от Радио... и ... метрия (См. …метрия))

совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) нуклидов (См. Нуклиды) в радиоактивных источниках. Родоначальниками Р. можно считать Э. Резерфорда и Х. Гейгера,впервые в 1930 осуществивших с помощью искрового счётчика (См. Искровой счётчик) определение числа α-частиц, испускаемых в 1 сек 1 г Ra (удельная активность).

Радиометрические методы различают по способу приготовления источника, по геометрии измерений, по используемым физическим явлениям. К первой группе относятся методы: «бесконечно тонкого» и «бесконечно толстого» слоев, «перевода метки в газ», «полного испарения проб». Ко второй группе — методы определённого телесного угла и «4π-счёта». К третьей группе методов относятся калориметрический, весовой, метод жидкостного сцинтилляционного счёта, методы счётчиков внутреннего наполнения, ионизационных камер (См. Ионизационная камера), масс-спектрометрический, эмиссионный спектральный, метод совпадений и др.

Для абсолютных измерений активности α- и β-излучателей широко применяют метод 4π-счёта, при котором регистрируются частицы, испускаемые из источника в любом направлении. Активность находят по формуле:

А=N/PK,

где N — скорость счёта с поправками на фон и «мёртвое время», Р — поправка на схему распада, К — коэффициент, учитывающий поглощение в подложке, самопоглощение в источнике и пр. Для измерений твёрдых радиоактивных источников используют газоразрядные 4π-счётчики. Геометрия измерений, близкая к 4π, осуществляется также при применении жидкостных сцинтилляционных счётчиков (См. Сцинтилляционный счётчик), счётчиков и камер внутреннего наполнения.

Для абсолютных измерений активности нуклидов, распад которых сопровождается каскадным излучением, применяют Совпадений метод. Установки, включающие два детектора, настраивают так, чтобы раздельно регистрировались излучения разного рода или разной энергии. При этом измеряют активность источника с нуклидом, распад которого сопровождается каскадным испусканием именно этих излучений. Активность определяют по формуле:

где N₁ и N₂— скорости счёта, получаемые с каждым из детекторов, N₁₂— скорость счёта совпадений, а F — некоторая функция от (N₁/N₂), стремящаяся к 1 при (N₂/N₁) → 1. В наиболее простых случаях F(N₂/N₁₂) = 1.

Если источники обладают значительной активностью, применяют калориметрический метод, основанный на измерении теплового эффекта, вызванного распадом нуклида в образце. Зная среднюю энергию, поглощаемую в системе образец — калориметр при одном акте распада, и общую интенсивность выделения энергии источником, рассчитывают активность нуклидов. Калориметрический метод является одним из самых старых, но им широко пользуются до сих пор.

Если удаётся выделить нуклид в макроколичествах, его активность может быть найдена по формуле:

А=λМ,

где М — число атомов нуклида в образце, λ— постоянная распада (в сек^—1),Т — период полураспада (в сек). Этот метод называется весовым, т.к. М рассчитывают, исходя из веса нуклидов в источнике. Весовой метод называется масс-спектрометрическим или методом эмиссионного спектрального анализа, если относительное содержание нуклида в источнике определяют с помощью масс-спектрометра или эмиссионного спектрального анализа.

Массовые измерения активности осуществляют в основном относительными методами, сравнивая измеряемые источники с образцовыми (откалиброванными с высокой точностью радиоактивными растворами, жидкостями, газами, при создании которых используют методы абсолютных измерений активности). Относительные измерения активности нуклидов, распад которых сопровождается γ-излучением, обычно осуществляют с помощью ионизационных камер, сцинтилляционных счётчиков и полупроводниковых детекторов (См. Полупроводниковый детектор). В случае β-излучающих нуклидов используют ионизационные камеры и газоразрядные счётчики. Массовые измерения активности низкоэнергетичных β-излучателей (¹⁴C, ³H и др.) осуществляют методом жидкостного сцинтилляционного счёта.

Р. широко используется при решении самых разнообразных задач — от исследований с помощью меченых атомов (см. Изотопные индикаторы) до определения возраста горных пород (см. Геохронология) и в археологии.

Лит.: Караваев Ф. М., Измерения активности нуклидов, М., 1972; Коробков В. И., Лукьянов В. Б., Методы приготовления препаратов и обработки результатов измерений радиоактивности, М., 1973; Туркин А. Д., Дозиметрия радиоактивных газов, М., 1973; Ванг Ч., Уиллис Д., Радиоиндикаторный метод в биологии, пер, с англ., М., 1969; Техника измерений радиоактивных препаратов. Сб. ст., М., 1962; Манн У. Б., Селигер Г. Г., Приготовление и применение эталонных радиоактивных препаратов, [пер. с нем.], М., 1960.

В. А. Баженов.

1. радиоме́трия;
2. радиоме́трии;
3. радиоме́трии;
4. радиоме́трий;
5. радиоме́трии;
6. радиоме́триям;
7. радиоме́трию;
8. радиоме́трии;
9. радиоме́трией;
10. радиоме́триею;
11. радиоме́триями;
12. радиоме́трии;
13. радиоме́триях.

-и, ж.

Раздел физики, изучающий способы измерения радиоактивности веществ.

РАДИОМЕТРИЯ (от радио... и ...метрия) - обычно совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) радионуклидов в радиоактивных источниках. Используются различные детекторы ядерной физики.

жен. radiometry

radiometry

РАДИОМЕТРИЯ

в ядерной физике, совокупность методов измерений активности А (числа распадов в ед. времени) радионуклидов. Родоначальниками Р. можно считать Э. Резерфорда и X. Гейгера, впервые в 1903 осуществивших с помощью искрового счётчика определение числа a-частиц, испускаемых в 1 с одним г Ra (у д е л ь н а я а к т и в н о с т ь). Массовые измерения А проводят относит. методами: сравнением изучаемых радиоактивных источников с образцовыми или с использованием откалиброванных установок. Для создания образцовых источников применяют абс. измерения А. В простейших из них используются газоразрядные т. н. «4p-счётчики» a-, b-частиц и рентгеновского излучения. Абс. измерения осуществляют также с помощью ионизационных камер, полупроводниковых детекторов, калориметров и др. Если удаётся определить число М атомов радионуклида в источнике, то А=lМln2/Т1/2, где l — постоянная распада; T1/2 — период полураспада.

Для абс. измерений активности нуклидов, распад к-рых сопровождается каскадным излучением, применяют совпадений метод. Установки, включающие два детектора, настраивают так, чтобы раздельно регистрировались излучения разного рода или разной энергии. При этом измеряют источник с нуклидом, распад к-рого сопровождается каскадным испусканием именно этих излучений:

A =F(N2/N12j
• N1N2/N12,

где N1 и N2 — скорости счёта, получаемые с каждым из детекторов, N12 — скорость счёта совпадений, а ф-ция F(N2/N12)®1 при N2/N12®1.

Одной из форм калибровки установок является снятие зависимости вероятности регистрации (или величины производимого эффекта) от энергии излучения (кривые эффективности).

Методы Р. применяют при решении разных задач от исследований методом радиоизотопных индикаторов до датирования в археологии и геологии.

IРадиометри́я

измерение общей активности источника ионизирующих излучений, либо некоторой доли частиц или квантов, испускаемых им в пространстве. Может быть абсолютной и относительной.

Абсолютная Р. — непосредственное определение активности источника ионизирующих излучений в беккерелях с помощью прямых методов без использования какого-либо радиоактивного стандарта. Для любого прямого метода Р. необходима определенная информация об источнике, например схема распада радионуклида (см. Радионуклиды), или введение целого ряда поправок к результатам измерений.

Относительная Р. реализуется непрямыми методами, основанными на измерении активности источника в условиях, полностью идентичных предварительно проведенным измерениям первичного стандарта с известной активностью. Это означает, что при Р. источника и стандарта должны быть полностью воспроизведены геометрия и режимы измерений с использованием одной и той же радиометрической аппаратуры.

Из прямых методов чаще других применяют метод β —γ-совпадений, пригодный только для Р. радионуклидов с одновременным испусканием β-частиц и γ-квантов. Наиболее известна его разновидность — 4πβ —γ-совпадения, когда пропорциональный газонаполненный счетчик с 4π-геометрией регистрации β-частиц помещают между двумя сцинтилляционными детекторами γ-излучения с кристаллами NaI (Tl). Сигналы от сцинтилляционных детекторов суммируются, после чего они регистрируются только при совпадении с сигналом от 4π-счетчика β-частиц. Основное преимущество метода — отсутствие необходимости введения поправок на эффективность регистрации β-частиц и γ-квантов, однако для повышения точности абсолютной Р. необходимо введение поправок на «мертвое» время детекторов, лабораторный фон и разрешающее время блока совпадений. Метод β — γ -совпадений может быть использован также для Р. смесей различных β — γ-излучающих радионуклидов.

Самостоятельно 4π-пропорциональные счетчики могут использоваться для радиометрии α- и β-излучателей. В этом случае необходимо введение поправок на поглощение и обратное рассеяние α- или β-частиц в подложке, самопоглощение в материале самого источника, а также на фон и «мертвое» время счетчика. Для абсолютной Р. радиоактивных газов наиболее удобен метод, основанный на введении их внутрь чувствительного объема пропорционального счетчика. При этом отпадает необходимость поправки на самопоглощение, но требуется корректировка результатов измерений на стеночный и концевой эффекты счетчика. Жидкостные сцинтилляционные счетчики используют для прямых измерений активности только для жидких растворов α-излучающих радионуклидов.

Калориметрический метод абсолютной Р. требует информации о величине средней энергии излучения на 1 распад и обеспечивает наибольшую точность среди других прямых методов Р., позволяя стандартизовать источники радия и других радионуклидов с погрешностью всего 0,1—0,2%.

Основной метод относительной Р. — спектрометрический анализ излучения источника, позволяющий по энергии и интенсивности γ-линий спектра идентифицировать все радионуклиды источника, в т.ч. и его радиоактивные примеси, а также определять их активность при калибровке спектрометра по стандартным источникам тех же радионуклидов. Наиболее часто для относительной Р. по γ-излучению используют спектрометры с полупроводниковыми детекторами из сверхчистого Ge или Ge (Li) и со сцинтилляционными кристаллами из NaI (Tl). Спектры регистрируют на многоканальных амплитудных анализаторах и обрабатывают на ЭВМ по программам, позволяющим вводить поправки на эффект комптоновского рассеяния γ-излучения от материалов детектора и его защиты, а также лабораторный фон и влияние на форму регистрируемого спектра импульсной загрузки.

Метод относительной Р., основанный на применении жидкостных сцинтилляторов, предназначен для измерения концентрации низкоэнергетических β-излучателей ³Н и ¹⁴С в различных растворах. Наибольшую трудность в данном случае представляет корректное введение поправки на фон, обусловленный целым рядом химических реакций, происходящих в сцинтилляторе с заметным световыделением. Калибровку такого радиометра осуществляют либо методом внутреннего стандарта, весьма точным, но достаточно трудоемким, либо менее точным, но более простым методом внешнего стандарта.

Для относительной Р. используют также специальные ионизационные камеры, при калибровке которых с пересчетом показаний к нормальным условиям погрешность может быть снижена до 0,02%.

Методы относительной Р. широко применяют для решения медико-биологических задач, основными из которых являются: 1) радиационная гигиена и контроль радиационной безопасности, в т.ч. определение уровней радиоактивного загрязнения различных поверхностей оборудования, помещений, одежды и обуви, оценка содержания искусственных и естественных радиоактивных аэрозолей в воздухе помещений, определение концентрации радионуклидов в пробах почвы, воды, биологических тканей, пищевых продуктов и т.д., 2) радионуклидная диагностика, включая радиоиммунологический анализ, определение объема циркулирующей крови, плазмы и эритроцитов, объема операционных кровопотерь, Р. фасовок радиофармпрепаратов диагностического и лечебного применения.

При решении обеих указанных задач одним из важнейших методов является Р. человека, проводимая со следующими целями: 1) идентификация и определение активности инкорпорированных радионуклидов, попадающих в организм при хроническом поступлении и (или) при радиационных авариях, с дальнейшей оценкой доз внутреннего облучения отдельных органов и всего тела; 2) определение содержания калия в организме по уровню естественного радиоактивного ⁴⁰К при различных заболеваниях сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и др.; 3) клиническая диагностика, основанная на Р. всего тела и отдельных органов после введения в организм соответствующего радиофармпрепарата и позволяющая выявлять и оценивать тяжесть заболеваний органов желудочно-кишечного тракта, нарушений белкового и водного обмена, диагностировать новообразования кожи полостных органов (по β-излучению ³²Р) и др.

Для Р. человека по γ-излучению используют счетчики излучений человека, представляющие собой одно- или многодетекторные сборки сцинтилляционными или полупроводниковыми детекторами, размещаемые вокруг тела сидящего или лежащего пациента. Детекторные сборки могут быть неподвижными или перемещаемыми. В последнем случае Р. проводят в режимах линейного сканирования с равномерной или переменной скоростью, прямоугольного или ротационного сканирования. Для Р. по β-излучению участков тела используют миниатюрные полупроводниковые или ионизационные детекторы. Основные требования к человеку — высокая чувствительность и пространственная однородность чувствительности радиометра.

Библиогр.: Габуния Р.И. Метода радиометрии всего тела в клинической диагностике, М., 1975; Колов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности с. 167, М., 1987; Радионуклидная диагностика, под ред. Ф.М. Лясса, с. 96. М., 1983, библиогр.

1) совокупность методов измерения активности радиоактивных веществ;

2) совокупность методов измерения энергии любого излучения.

(от лат. radio - излучаю и греч. metreo-измеряю), регистрация с помощью радиометрич. приборов излучений, испускаемых ядрами радионуклидов. Основана на разл. эффектах взаимод. излучения с в-вом (ионизация, люминесценция, излучение Черепкова - Вавилова, образование треков в прозрачных средах, тепловое действие излучения, воздействие на фотографич. материалы и др.).

Радиометрич. приборы состоят из детекторов, в к-рых происходит преобразование энергии излучения в электрическую или др. сигналы, и регистрирующих устройств. Детекторы м. б. ионизационными, сцинтилляционными, трековыми и др., в зависимости от того, на каком из эффектов основано их действие. По агрегатному состоянию рабочего тела различают газонаполненные, жидкостные, твердотельные детекторы; по типу регистрируемого излучения-детекторы а-частиц, р-частиц, у-квантов, нейтронов.

Среди газонаполненных ионизац. детекторов в соответствии с характером процесса, обеспечивающего регистрацию излучения, различают ионизац. камеры, пропорциональные счетчики, счетчики Гейгера-Мюллера. В радиометрич. практике распространены счетчики Гейгера-Мюллера, поскольку в них под действием излучения возникают мощные электрич. импульсы, что снижает требования к регистрирующей аппаратуре. Простота конструкции и надежность способствовали их широкому распространению в 30-50-х гг. 20 в. В настоящее время они применяются гл. обр. в дозиметрии, а в радиохим. исследованиях постепенно вытесняются сцинтилляционными и полупроводниковыми детекторами. Связано это с тем, что счетчики Гейгера Мюллера позволяют отмечать лишь факт попадания ионизирующей частицы в счетчик, тогда как большинство др. детекторов (газонаполненных, жидкостных и твердотельных) дает возможность, кроме того, определять распределение по энергии регистрируемых частиц или квантов.

Сцинтилляционные детекторы основаны на регистрации люминесценции, вызываемой действием излучения на люминофоры, в к-рых энергия излучения преобразуется в световые вспышки (сцинтилляции). Люминофоры, используемые для этих целей, обычно наз. сцинтиллятора-ми. Используют твердотельные неорг. (Nal или Csl, активированный Т1) и орг. сцинтилляторы (антрацен, стильбен, сцинтилляц. пластмассы) и жидкие сцинтилляторы (р-ры 2,5-дифенилоксазола в толуоле, диоксане и др.). Широко развивается техника жидкостно-сцинтилляц. измерений, при к-рых препараты радиоактивных в-в вводятся (растворяются, эмульгируются и т. п.) непосредственно в жидкостно-сцинтилляц. смесь, что обеспечивает простоту приготовления препаратов, выгодные геом. условия измерений, исключает потери, связанные с ослаблением излучения. Аппаратура, предназначенная для жидкостно-сцинтилляц. измерений, позволяет также регистрировать излучение Черепкова - Вавилова, возбуждаемое в прозрачных средах высо-коэнергетич. р-частицами (пороговая энергия для возбуждения этого излучения в воде составляет 0,267 МэВ).

Полупроводниковые детекторы основаны на том, что регистрируемая частица, проникая в кристалл, генерирует в нем дополнит. (неравновесные) электронно-дырочные пары. Носители заряда (электроны и дырки) под действием приложенного электрич. поля "рассасываются", перемещаясь к электродам прибора. В результате во внеш. цепи детектора возникает электрич. импульс, к-рый далее усиливается и регистрируется.

Важная характеристика детектора-его эффективность, т. е. вероятность регистрации частиц или квантов, попадающих в чувствит. объем детектора. При регистрации g-квантов она может составлять от долей процента (для счетчиков Гейгера - Мюллера или полупроводниковых детекторов сравнительно небольшого объема) до ~ 100% для сцинтилляц. детекторов с неорг. сцинтилляторами достаточно больших размеров. Для а-частиц и высокоэнергетич. р-частиц эффективность большинства совр. детекторов близка к 100%. Эффективность жидкостно-сцинтилляц. детекторов при регистрации р-частиц трития с макс. энергией всего 18 кэВ достигает 56-60%.

Излучение радиоактивного препарата регистрируется в виде числа импульсов N, зафиксированных детектором за время t. Скорость счета импульсов в единицу времени J = N/t и радиоактивность апрепарата связаны соотношением: J= fа, где f-коэф., учитывающий эффективность регистрации, а также особенности схемы распада исследуемого радионуклида, поправки на геом. условия измерения, ослабление излучения в стенках детектора и самоослабление в слое препарата и т. п. Для решения мн. радиохим. задач достаточно проведения сравнит. измерений, когда не нужно определять радиоактивность препарата, а можно лишь сравнить активность препарата с активностью эталона или стандарта, определенной в идентичных условиях (при постоянном ф).

Выбор детектора для регистрации радиоактивных излучений производят на основе критерия качества (КК) (коэф. качества, критерия надежности). Значение КК обратно пропорционально времени t, необходимому для получения результата с заданной погрешностью: КК = 1/t~ e² /Ф, где e - эффективность регистрации излучения, а Ф-фон прибора. Т. к. в большинстве совр. приборов эффективность регистрации корпускулярного излучения (a- и b-частиц) близка к теоретически достижимому пределу, повышение КК определяется возможностью подавления фона детектора, к-рый обусловлен регистрацией космич. излучения, внеш. излучения от радионуклидов, содержащихся в окружающей среде (воздух, строит. материалы, грунт), и радиоактивных загрязнений в конструкц. материалах, из к-рых изготовлен детектор; фон связан также с нек-рыми процессами в самом детекторе ("ложные" импульсы в счетчиках Гейгера-Мюллера, шумы фотоэлектронных умножителей в сцинтилляц. детекторах и т. п.). Для снижения фона детектор помещают в "пассивную" защиту из тяжелых материалов (свинец, чугун и т. п.), экранирующую детектор от внеш. у-излучения и ослабляющую мягкую компоненту космич. излучения. Для подавления главной на уровне моря составляющей космич. излучения - мюонной - применяется т. наз. активная защита-дополнит. детектор, окружающий основной и включенный с ним в спец. схему антисовпадений. При этом исключается регистрация импульсов осн. детектора, совпадающих по времени с импульсами, регистрируемыми детектором активной защиты (такие совпадающие импульсы как раз и обусловлены в осн. прохождением мюонов одновременно через оба детектора).

При регистрации у-квантов часто приходится выбирать между эффективностью регистрации и разрешающей способностью детектора по энергии. Так, эффективность регистрации сцинтилляц. детекторами больших размеров с неорг. сцинтилляторами может приближаться к 100%, но разрешающая способность их сравнительно низка (7-10%). В то же время совр. полупроводниковые детекторы на основе Ge обладают гораздо лучшей разрешающей способностью, но эффективность их составляет обычно доли процента. Ведутся интенсивные поиски полупроводниковых материалов для более эффективной регистрации у-излучения.

Измерение излучений, обладающих сравнительно Малыми пробегами, с помощью внеш. детекторов (расположенных вне исследуемого препарата) предъявляет жесткие требования к детектору, к-рый должен обеспечивать миним. потери, связанные с геом. условиями измерения и с ослаблением излучения на пути между препаратом и детектором. Важно также, чтобы при приготовлении препаратов обеспечивалось снижение потерь, связанных с самоослаблением излучения в слое самого препарата, равномерность нанесения препарата на подложку и т. п.

Совр. радиометрич. приборы позволяют автоматически выполнять измерения сотен радиоактивных препаратов по заданной программе с обработкой результатов измерений с помощью ЭВМ.

Лит.. Сидоренко В. В., Кузнецов Ю. А., Оводенко А. А., Детекторы ионизирующих излучений. Справочник, Л., 1984; Ляпидевский В. К., Методы детектирования излучений, М., 1987. Ю. А. Сапожников.

РАДИОМЕ́ТРИЯ -и; ж. [от сл. радий и греч. metreō - измеряю] Совокупность методов измерений энергии любого излучения (чаще радиоактивного). Раздел физики, изучающий методы измерения радиоактивности веществ.

* * *

(от радио... и...метрия), совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) радионуклидов в радиоактивных источниках.

* * *

РАДИОМЕ́ТРИЯ (от радио...(см. РАДИО... (часть сложных слов)) и греч. metreo — измеряю), обычно совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) радионуклидов в радиоактивных источниках. Используются различные детекторы(см. ДЕТЕКТОРЫ) ядерной физики.

(в геофизике) — см. Метод разведки радиометрический.

radiometry

* * *

radiometry

* * *

radiometry

ж.

radiometria f

техн., физ.

радіоме́трія

техн., физ.

радіоме́трія

(от радио... и ...метрик), совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) радионуклидов в радиоактивных источниках.

14. Радиометрия - измерение активности источника ионизирующего излучения

Источник: "МУ 2.6.1.1892-04. 2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при проведении радионуклидной диагностики с помощью радиофармпрепаратов. Методические указания" (утв. Главным государственным санитарным врачом России 04.03.2004)

РАДИОМЕТРИЯ

РАДИОМЕТРИЯ (от радио... и ...метрия) - обычно совокупность методов измерений активности (числа распадов в единицу времени) радионуклидов в радиоактивных источниках. Используются различные детекторы ядерной физики.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

Источник: