Детектори іонізуючих випромінювань, дозиметричні і радіометричні прилади

 .                                               (5.44.)

Розв’язок цієї системи дозволяє визначити постійні градуювання

 ,  .                   (5.45.)

Лінійне градуювання каналів гама-спектрометра за енергією (43) не завжди дає добрі результати, бо технічно добитися високої лінійності важко. Тому використовують градуювання у вигляді полінома 3 степеня

 ,                    (5.46.)

де   – постійні градуювання. Для визначення цих постійних вже треба мати 4 гама-лінії з відомими енергіями  , розміщені приблизно рівномірно по шкалі енергій гама-спектрометра. Визначивши номера каналів, в які попадають максимуми ППП  , з отриманої системи рівнянь згідно з (46) знаходяться постійні градуювання.

ППП спотворені статистичними викидами. Тому визначення енергії гама-фотонів по максимуму піка неточне, оскільки в результаті статистичних флуктуацій максимум піка може оказатись не там, де він повинен бути. Крім того, наявність косого п’єдесталу також може привести до зміщення максимуму піка. Більш точне значення енергії отримується, якщо його розрахувати по середньому номеру каналу  , яке знаходиться з трансформацією п’єдесталу до горизонтального положення.

При обробці спектрограми треба перш за все відзначити початок і кінець піка (точки А і В на рис.12), яким відповідають номера каналів   і  .

Пряма АВ апроксимує п’єдестал в межах піка. Нехай   число імпульсів в m-ному каналі гама-спектрометра, що попадає в область ППП,  – число імпульсів в m-ному каналі, що зумовлене фоном (на рис.12 попадає на пряму АВ). Повна площа спектрограми під піком  . Фонова площа знаходиться під прямою АВ  . Площа самого піка

 .              (5.47.)

Середнє значення номера каналу

 .                            (5.48.)

Пік може утворитись не тільки в результаті поглинання гама-випромінювання з певною енергією фотонів, а і в результаті статистичних флуктуацій фону. Якщо числа імпульсів в каналах розподілені за законом Пуассона, то середньоквадратичне відхилення фону

 .                                                         (5.49.)

Якщо

 ,                                                            (5.50.)

то вважається, що пік з великою ймовірністю викликаний поглинанням гама-випромінювання, тобто є ППП. Інтенсивність піка визначається параметром

 .                                        (5.51.)

Чим більша величина Q, тим чіткіше видно пік на фоні статистичних флуктуацій числа імпульсів в каналах.

Наведені вище співвідношення дозволяють провести якісний гама-спектральний аналіз. За апаратним спектром і формулою (48) можна визначити середнє значення номера каналу, що відповідає даному ППП. Підставляючи знайдене значення   у формулу (43) або (46), можна знайти енергії фотонів, що випромінює радіонуклід. За енергіями фотонів і інтенсивністю ліній цей  нуклід можна ідентифікувати. Формула (50) використовується для перевірки, чи існування даного ППП статистично обгрунтоване.

При проведенні кількісного гама-спектрального аналізу знаходиться активність проби

 ,                                                    (5.52.)

де  – світлосила установки як функція енергії фотонів, t – час набору імпульсів. Світлосила установки знаходиться шляхом градуювання гама-спектрометра за допомогою спеціальних проб, виготовлених з такого ж матеріалу і в такій же кількості, як і робоча проба. В ці проби для градуювання повинна бути введена контрольована кількість радіонуклідів, активність проби по кожному радіонукліду повинна бути відомою. Для знаходження   як функції енергії необхідно в пробу для градуювання вводити радіонукліди, різниця енергій яких (двох сусідніх значень) не перевищує 300кеВ. Якщо енергія фотонів робочої проби не співпадає ні з однією з енергій, при якій проводилось градуювання, то значення світлосили для енергій фотонів повинно бути обраховане за формулою (15).

 

 

Природні радіоактивні ізотопи можна розділити на два види. Перший вид являє собою ізотопи, які були наявні при утворенні твердих гірських порід Сонячної системи ( років) і на Землі не існує механізму їх відтворення. Вони мають великий період піврозпаду і до даного часу повністю не розпались. Другий вид – радіоактивні ізотопи, які утворились внаслідок розпаду ядер ізотопів першого виду, або дії космічного випромінювання на атмосферу (космогенні радіонукліди). Радіонукліди другого виду мають, в основному, менший період піврозпаду, хоч можуть утворюватись ізотопи з великим періодом піврозпаду і, навіть стабільні ізотопи. Значний