SU849874A1 - Device for measuring low specific activity of -radioactive preparations - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ УЛЕЛЬНЫХ АКТИВНОСТЕЙ -РАЛИОАКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ, содержащее Изобретение относитс  к области  дерно-физической аппаратуры, предназначенной дл  измерени  |5 -радиоактивности , в частности дл  измере- ни  ее низких удельных уровней, и может быть использовано дл  определени  содержани  радионуклидов в морской воде, почвах, растени х и других объектах окружающей среды. Определение малых удельных активностей предполагает 1змерение препаратов , нэ единицу массы которых приходитс  небольшое количество радиодва расположенные симметрично отно . сительно исследуемого образца блока Детектировани , состо щие из фотоэлектронного умножител  и пластмассового сцинтилл тора, и электронный вычислительный блок, от л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повышени  чувствительности и производительности измерений активности толстослойных образцов, каждый блок детектировани  дополнительно содержит пластину из кварцевого стекла и светоизолирующую прокладку и помещен в металлический корпус, внутри кото- рого последовательно один над другим расположены светоизолируихча  прокладка , пластмассовый сцинтилл тор, пластина из кварцевого стекла и фоS тоэлектронный умножитель, оба корпуса механически соединены между собой с зазором дл  установки исследуемого образца. 00 активного материала . Поэтому уста- новка , предназначенна  дл  таких измерений, облада  всеми признаками высокочувствительной установки (низким остаточным фоном, больши геометрическим фактором, высокой эффективностью счета регистрируемого излучени ) должна позвол ть прово дить измерени  проб больиюй массы, т.е. толстослойных проб с большой .площадью активной части лл  достижени  .максимальной чувствительности.THE DEVICE FOR MEASURING LOW ULTRA ACTIVITIES - RALIOACTIVE PREPARATIONS, containing the invention relates to the field of nuclear-physical equipment intended for measuring | 5-radioactivity, in particular for measuring its low specific levels, and can be used to determine the radionuclide content in human , soils, plants and other environmental objects. The definition of low specific activities implies the measurement of drugs, the unit mass of which is a small amount of radio two symmetrically arranged relations. The sample of the Detection unit, consisting of a photomultiplier and a plastic scintillator, and an electronic computational unit, that is, with the aim of increasing the sensitivity and productivity of measuring the activity of thick-layer samples, additionally contains a plate of quartz glass and a light-insulating gasket and placed in a metal case, inside of which there is a photoisolation gasket, one tmassovy scintillator, a quartz glass plate and optoelectronic foS multiplier, both bodies are mechanically connected to each other with a gap for positioning the sample. 00 active material. Therefore, a device designed for such measurements, having all the features of a highly sensitive installation (low residual background, a large geometrical factor, high counting efficiency of the recorded radiation) should allow measurements of samples of mass, i.e. thick-layer samples with a large area of the active part of the ll achieve maximum sensitivity.

Description

Одним из факторов, вли ющих на чувствительность радиометрической установки  вл етс  так называемый остаточный фон, который зависит, .главным образом, от уровн  содержа ни  различных мешающих радиоизлучений в элементах конструкции и конст рукционных материалах. Так, например , в стекле фотоумножителей установок предлагаемого типа содержитс  большое количество радиоактивного изотопа кали - О, который создает остаточный фон. Чтобы устранить этот недостаток примен ют фотоумножители , изготовленные из бес калийного стекла (с квацевым окном), что значительно.усложн ет техноло , изготовлени  и удорожает их стоимость. В практике из.мерений установка обычно работает, как минимум, несколько часов подр д, врем  установлени  рабочего режима фотоумножи тел  минут, поэтому дл  сохра нени  прбиаводительности.установки важно, чтобы конструкци  блока дете тировани  позвол ла производить смену образцов без сн ти  высокого напр жени  с фотоэлектронного умножител  . Одним из наиболее важных условий способствующих повышению чувствительности установки  вл етс , как известно, геометрическа  эффективность , равна  отношению Телесного угла , под которым излучение от ис точника попадает в окно счетчика, полному телесному углу п 4 . геометрическа  эффективность при н изменных размерах источника зависи от конструкции детектора. Если изм р емый препарат расположен непосредствеино около входного окна счетчика, то считаетс , что изме реиие идет в геометрии, близкой в. Zfr, Если препарат расположен вплот ную между двум  входными окнами счетчиков или тик, что вылетающие из образца частицы регистрируютс  по обе стороны от образца, то в .эт случае геометри  измерени  близка А н . В геометрии измерени  близкой Т , при прочих равных услови х, эффективность счета в два lue. в геометрии 2, ПТри измерении препаратов с различНОИ удельной актиеностьи на измерени  целесообразно подавать пробы такой массы, а, следовательно и BbiqoTbi, котора  обеспечивает выполнение поставленной задачи, то есть определенную точность и чувст1зительность измерени . При этом целесообразно проводить измерени  в наиболее выгодных геометрических услвои х, когда верхн   плоскость пре парата расположена на минимальном рассто нии от чувствительного объема детектора. Известно устройство ;:л  измерени  малых удельных активностей, состо щее из двух р дов газонаполненных счетчиков Гейгера, представл ющих собой трубки с тонкими стальными стенками. Каждый р д состоит из шести счетчиков. Между двух таких ковриков помещаетс  кювета, в которой размещен исследуемый прэпарат. Устройство работает в геометрии, близкой к tV. На. измерени  можно подавать довольно большое количество материала. Однако фон установки при работе в режиме антисовш1дений, то есть остаточный фон значительный и составл ет Ц и импульса и минуту. Лругим недостатком такого устройства  вл етс  то, что указанного типа имеет сталььую оболочку , знaчиteльнo поглощаюиую поток регистрируемого излучени . Указан ные недостатки существенно снижают чувствительность установки. Известно также устройство дл  измерени , /3- активности объектов окружающей среды, которое состоит из фотоумножител , комбинированного кристалла, выполненного из пластмассы и йодистого цези . Дл  установки образца в кристалле сделан колодец, благодар  чему обеспечиваетс  геометри  близка  к А, Такое устройство обладает низким фонох, однако небольшие размеры колодца не позвол ют подать на измерение необходимое количество вещестиа. Наиболее близким по те нической сущности к предлагаемому   вл етс С. устройство дл  измерени  низких удельных активностей -радиоактивных препаратов, содержа1че€ два расположенные симметрично относительно исследуемого образца блока детектировани , состо щего из фотоэлектронного умножител  и пластмас сового сцинтилл тора и электронный вычислительный блок.One of the factors affecting the sensitivity of a radiometric installation is the so-called residual background, which depends, mainly, on the level of content of various interfering radio emissions in the structural elements and construction materials. For example, in the glass of photomultipliers of installations of the type proposed, a large amount of the radioactive potassium isotope O is contained, which creates a residual background. To eliminate this drawback, photomultipliers made of potassium glass (with a quartz window) are used, which significantly complicates technology and increases their cost. In the practice of measurements, the installation usually works for at least several hours, the time for establishing the operating mode of the photomultipliers of the minutes, therefore, in order to preserve the performance of the installation. It is important that the design of the testing unit allows changing the samples without removing the high voltage with photomultiplier. One of the most important conditions contributing to an increase in sensitivity of an installation is, as is well known, the geometric efficiency, equal to the ratio of the solid angle at which the radiation from the source enters the counter window, the full solid angle n 4. geometric efficiency at n varying source sizes depends on the detector design. If the measurable drug is located directly near the entrance window of the counter, then it is considered that the measurement goes in a geometry close to. Zfr. If the preparation is located close between two input windows of counters or a tick, that particles departing from a sample are recorded on both sides of the sample, in this case the measurement geometry is close to A n. In a measurement geometry close to T, ceteris paribus, the counting efficiency is two lue. in geometry 2, PTri measurements of drugs with different specific activity on the measurement, it is advisable to submit samples of such a mass, and therefore BbiqoTbi, which ensures the performance of the task, that is, a certain accuracy and sensitivity of measurement. In this case, it is advisable to carry out measurements in the most favorable geometrical conditions, when the upper plane of the preparation is located at the minimum distance from the sensitive volume of the detector. A device is known;: l is a measurement of low specific activities consisting of two rows of gas-filled Geiger counters, which are tubes with thin steel walls. Each row consists of six counters. Between two such rugs is placed a cuvette in which the test apparatus is placed. The device works in geometry close to tV. On. Measurements can be supplied with a fairly large amount of material. However, the background of the installation when operating in the anti-sweep mode, i.e., the residual background is significant and amounts to C and pulse and minute. Another disadvantage of such a device is that this type has a steel envelope, a significant absorbable flux of detected radiation. These drawbacks significantly reduce the sensitivity of the installation. It is also known a device for measuring the / 3-activity of environmental objects, which consists of a photomultiplier, a combined crystal made of plastic and cesium iodide. A well was made to install the sample in the crystal, so that a geometry close to A is provided. Such a device has a low phonoch, but the small dimensions of the well do not allow the required amount of material to be measured. The closest in essence to the present invention is a C. device for measuring low specific activities of radioactive preparations, containing two arranged symmetrically with respect to the sample of the detection unit, consisting of a photomultiplier and a plastic scintillator and an electronic computing unit.

Однако в таком устройстве только один детектор, имеющий при этом сцин тилл тор небольшого размера (днаметр 20 мм), служит непосредственно дл  измерени . Второй детектор  вл етс  вспомогательным, включен в режим с основном на антисовпадени  и служит дл  уменьшени  части фона, обусловленной жесткой космической компонентой. Измерение на указанной установке ведетс  в геометрии 2н, что вдвое снижает эффективность счета и таким образом существенно снижает чувствительность установки. Кроме того, така  конструкци  не позвол ет производить смену образцов , не снима  высокого напр жени . Пластмассовый сцинтилллтор основного детектора имеет диаметр всего лишь 20 мм, а следовательно, позво- л ет исследовать массу образца весьма ограниченного объема. Расширение площади образца неизбежно приводит к существенному увеличению размеров кристалла и повышению фона.However, in such a device, only one detector, which has a small scintillator (measuring 20 mm), is used directly for measurement. The second detector is auxiliary, it is included in the anti-coincidence mode and serves to reduce the part of the background caused by the rigid space component. The measurement at this installation is carried out in a 2n geometry, which halves the counting efficiency and thus significantly reduces the sensitivity of the installation. In addition, this design does not allow for the replacement of samples, not removing high voltage. The plastic scintillator of the main detector has a diameter of only 20 mm, and consequently, it makes it possible to investigate the mass of a sample of a very limited volume. The expansion of the sample area inevitably leads to a significant increase in the size of the crystal and an increase in the background.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и производительности измерений активности толстослойных образцов. .:The aim of the invention is to increase the sensitivity and performance of measurements of the activity of thick-layer samples. .:

Поставленна  цель Достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  низких удельных активностей, содержащем два расположенных симметрично отногсительно исследуемого образца блока детектировани , состо щих из фотоэлектронного умножител  и пластмассово го сцинтилл тора, и электронный вычислительный блок, каждый блок детектировани  дополнительно содержит пластину из кварцевого стекла и светоизолирующую прокладку и помещен в металлический корпус, внутри которого последовательно один над другим расположены светоизолирующа  прокладка,П-пластмассовый сцинтилл ТОР , пластина из кварцевого стекла и фотоэлектронный умножитель, причем оба корпуса механич,ески соединены между собой с .зазором дл  установки исследуемого образца.The goal is achieved by the fact that in the device for measuring low specific activities, which contain two symmetrically located samples of a detecting unit under investigation, consisting of a photomultiplier tube and a plastic scintillator, and an electronic computing unit, each detecting unit additionally contains a plate of quartz glass and light-insulating gasket and placed in a metal case, inside of which a light-insulating gasket is arranged one above the other ka, a P-plastic scortillator TOP, a quartz glass plate and a photomultiplier tube, with both bodies mechanically interconnected with a gap to install the sample under study.

При этом каждый из указанных блоков детектировани  работает в измерительном режиме, а пластина из кварцевого стекла служит дл  экранировани  сцинтилл тора от попадани  в него рассе нных в стекле фотоэлектронногоIn addition, each of the indicated detection units operates in the measurement mode, and a quartz glass plate serves to shield the scintillator from scattered in the photoelectric scattering glass

умножител  радиоэлементов, создающих фон. .multiplier radio elements that create the background. .

Вклад в фон, обусловленный жесткой космической компонентой, в таком устройстве снижаетс  путем включени  обоих блоков детектиррвани  на антисовпадение между собой.The contribution to the background due to the rigid space component in such a device is reduced by turning on both anti-coincidence detection units.

Предлагаемое устройство дл  измерени  низких удельных активностейThe proposed device for measuring low specific activities

6-радиоактивных препаратов схематически изображено на чертеже.6-radioactive drugs are schematically depicted in the drawing.

Устройство состоит из двух блоков 1 детектировани , расположенных сим .метрично относительно исследуемого образца 2. Каждый из блоков представл ет собой металлический корпус 3 с фланцем i и специальным зазором внутри которого, . последовательноThe device consists of two detection units 1 arranged symmetrically with respect to sample 2. Each of the units is a metal case 3 with flange i and a special gap inside which,. consistently

уложены: светоизолирую1ца  прокладка 5, выполненна  из тонкой металлической фольги, пластмассовый сцинтилл тор 6, пластина 7 из кварцевого стекла и фотоэлектронный умножительlaid: light insulating gasket 5, made of thin metal foil, plastic scintillator 6, a plate 7 of quartz glass and a photomultiplier

8, Оба блока детектировани  1, механически соединенные между собрй фланец к фланцу, образуют общий зазор 9 дл  установки исследуемого обгразца 2. Сигнальные выходы фотоэлектронных умножителей 8 соединены с входами электронного вычислительного блока 10.8, Both detection units 1, mechanically connected between the assembled flange to the flange, form a common gap 9 for setting the test piece 2. The signal outputs of the photomultiplier tubes 8 are connected to the inputs of the electronic computing unit 10.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Исследуемый образец 2 в специальной кювете через входной паз устанавливаетс  в зазоре 9 дл  измерени , при этом чувствительные элементы сцин- .. тилл торов 6 обоих блоков детектйровани  1 расположены по обе стороны от образца 2.The sample 2 in a special cuvette is installed in the gap 9 through the entrance groove for measurement, while the sensitive elements of the scintillation sensors 6 of both detection units 1 are located on both sides of the sample 2.

Частицы, испускаемые исследуемым образцом, свободно проникают через светоизолирующую прокладку 5 толщиной Л 2 мг/см в сцинтилл торы 6, световые сигналы с которых поступают на фотоэлектронные умножители 8. Импульсы напр жени  с анодных нагрузок фотоэлектронных умножителей 8 подаютс  на сигнальные входы электронного вычислительного блока 10, где усиливаютс , дискриминируютс  по амплитуде и длительности и через элементы антисовпадений сосчитываютс  пересчетным узлом.Particles emitted by the test sample freely penetrate through a light-insulating gasket 5 with a thickness of 2 mg / cm into scintillators 6, light signals from which are fed to photomultipliers 8. The voltage pulses from the anode loads of photomultipliers 8 are applied to the signal inputs of the electronic computing unit 10 where they are amplified, discriminated in amplitude and duration, and counted by a counting unit through anti-matching elements.

С целью уменьшени  габаритов свинцовой защиты 3 установке не примен етс  защитный ковер из счетчиков.анIn order to reduce the dimensions of lead protection 3, the installation does not use a protective carpet of meters.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯDEVICE FOR MEASUREMENT НИЗКИХ УДЕЛЬНЫХ АКТИВНОСТЕЙ /3-РА•ДИОАКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ, содержащее два расположенные симметрично отно.сительно исследуемого образца блока детектирования, состоящие из фотоэлектронного умножителя и пластмассового сцинтиллятора, и электронный вычислительный блок, от л и чающее с я тем, что, с целью повышения чувствительности и производительности измерений активности толстослойных образцов, каждый блок детектирования дополнительно содержит пластину из кварцевого стекла и светоизолирующую прокладку и помещен в металлический корпус, внутри кото-? рого последовательно один над другим расположены светоизолирующая прокладка, пластмассовый сцинтиллятор, пластина из кварцевого стекла и фотоэлектронный умножитель, оба корпуса механически соединены между собой с зазором для установки исследуемого образца.LOW SPECIFIC ACTIVITIES / 3-RA • DIOACTIVE PREPARATIONS, containing two located symmetrically relative to the studied sample of the detection unit, consisting of a photoelectron multiplier and a plastic scintillator, and an electronic computing unit, which is noteworthy in order to increase the sensitivity and performance measurements of the activity of thick-layer samples, each detection unit further comprises a quartz glass plate and a light-insulating gasket and is placed in a metal case, inside of which? A light-insulating pad, a plastic scintillator, a quartz glass plate, and a photomultiplier are sequentially arranged one above the other, both cases are mechanically interconnected with a gap for installing the test sample.