Измерение концентрации радиоактивных газов (таких, как аргон, криптон, ксенон, тритий и др.) основано на счете отдельных β-частиц или фотонов и на измерении ионизационного тока, создаваемого этими частицами. Кроме измерения концентрации часто возникает необходимость в определении нуклидного состава смеси радиоактивных газов, что осуществляют по периодам полураспада, спектрометрией фотонов, определением граничной энергии β-спектра, радиометрией аэрозольных продуктов распада газов, хроматографическим разделением газов в угольных или силикагелевых ловушках, избирательным концентрированием и др. Ввиду сильного поглощения β-частиц либо измеряемый газ вводят внутрь газоразрядного счетчика или ионизационной камеры, либо применяют сетчатые камеры (с воздушной стенкой), счетчики и сцинтилляционные детекторы, погружаемые в радиоактивный газ.
Наименьшая погрешность (до 1 %) измерения активности газов достигается при использовании счетчиков внутреннего наполнения, что обеспечивает регистрацию почти каждого акта распада, если он сопровождается испусканием заряженной частицы. Однако этот метод сложен и громоздок.
Широкое распространение в серийной аппаратуре получил метод измерения активности газов с помощью тонкостенных торцовых счетчиков, помещаемых в торец цилиндрических камер, которые наполняют радиоактивным газом, или цилиндрических счетчиков, расположенных в центре таких камер.
Концентрация С газа в камере определяется по формуле
(11.11)
где k — коэффициент, зависящий от выбора единиц; Nβ — скорость счета β-частиц; η — градуировочный коэффициент, зависящий от граничной энергии β-частиц Еβ, толщины входного окна торцового счетчика и размеров объема с газом; S — рабочая площадь входного окна счетчика; V — объем камеры.
Чувствительность радиометров газов приведена в табл. 11.5.
Таблица 11.5
Чувствительность некоторых радиометров газов, Бк/л
Нуклид |
Камера ДЗ-20· |
Камера ДЗ-70* |
УДГБ-08** |
3H |
6,6* 103 |
2,2*103 |
|
14С |
1,2*103 |
5,5*102 |
— |
133Хе |
1,0*103 |
3,7*102 |
— |
85Кг |
9,6*102 |
2,6*102 |
|
41Аг |
9,6*102 |
2,2*102 |
72,0 |
* При этой концентрации стрелка усилителя «Кактус» отклоняется на всю шкалу в первом диапазоне. ** Детектор — два счетчика. |