4.2. Относительные измерения активности бета-излучателей

Относительные измерения заключаются в сравнении скорости счета исследуемого препарата со скоростью счета образцового препарата, содержащего известное количество того же радионуклида, или в сравнении регистрируемой активности двух препаратов, содержащих одинаковые радионуклиды.

Для правильного проведения относительных измерений активности исследуемых препаратов необходимо выполнить несколько условий. Подложки, на которые нанесены измеряемые препараты, должны быть выполнены из одинакового материала и иметь равную толщину либо толщина подложек должна превышать толщину слоя насыщения.

Форма и площадь препаратов должны быть одинаковы. Толщина препаратов должна быть также одинакова либо превышать толщину слоя насыщения (если для работы приходится применять препараты, толщина которых меньше слоя насыщения, то стремятся использовать бесконечно тонкие препараты, так как изготовление препаратов одинаковой толщины — кропотливая и сложная процедура). Радиоактивное вещество должно быть равномерно распределено по всему объему препаратов. Перед измерением препараты необходимо тщательно высушивать. Все измерения следует проводить на одной установке с одним и тем же счетчиком и держателем для препаратов. Расположение препаратов относительно счетчика также должно быть одинаковым.

Следует иметь в виду, что погрешности, обусловленные некоторым различием во взаимном расположении препаратов и счетчика, резко возрастают по мере приближения препарата к счетчику; одновременно сильно сказывается и неравномерность распределения активности в препаратах. Поэтому при относительных измерениях рекомендуется помещать образцы по возможности дальше от счетчика. Например, для точечного препарата и счетчика с диаметром входного окна 20 мм расстояние между препаратом и окном счетчика должно составлять не менее 2-3 см. Для цилиндрических счетчиков влияние указанного геометрического фактора уменьшается, если измеряемые образцы огибают счетчик.

Чтобы оценить, вносят ли вклад в рассеяние результатов измерений погрешности, связанные с неравномерностью распределения радиоактивного вещества в препарате, рекомендуется провести несколько измерений радиоактивности препарата с помощью цилиндрического счетчика или торцового счетчика со щелевой диафрагмой, всякий раз поворачивая препарат вокруг оси на некоторый случайный угол.

Если в процессе работы приходится заменять счетчик, защитный домик или другие приспособления, следует определить в новых условиях скорость счета одного из ранее измеренных препаратов и привести результаты всех измерений к одинаковым условиям.

При относительных измерениях, выполняемых с помощью счетчиков ядерных частиц, в значения скоростей счета вводятся лишь поправки на разрешающее время счетной установки и фон. Скорость счета препарата, исправленная на разрешающее время и фон, будет равна:

(4.5).

Величина представляет собой регистрируемую активность; ее называют также истинной скоростью счета.

При проведении длительных работ следует в ходе каждого цикла измерений проверять стабильность аппаратуры и в случае необходимости вводить в результаты соответствующие поправки. Здесь возможны следующие случаи.

1. Экспериментатора интересуют непосредственно значения регистрируемой активности, получаемые на протяжении значительного промежутка времени (например, если при определении периодов полураспада измерения проводятся в течение нескольких дней или даже месяцев). При этом поступают таким образом. Каждый раз, когда измеряют активность исследуемого образца, проводят измерение и стандартного препарата с постоянной скоростью счета (т.е. содержащего радионуклид с настолько большим периодом полураспада, что можно пренебречь изменением его активности за все время предполагаемой работы). Отношение скорости счета стандартного препарата в момент времени , к которому собираются привести результаты всех измерений, к скорости счета его в i-й момент времени дает поправочный коэффициент, на который следует умножить скорость счета исследуемого образца, полученную в i-й момент времени. Исправленное значение скорости счета будет равно:

(4.6).

2. Экспериментатора интересуют соотношения регистрируемых активностей. В этом случае каждый раз измеряют скорость счета двух стандартных препаратов постоянной активности. Если отношение скоростей счета этих препаратов не остается неизменным, в результаты измерений вносят соответствующие поправки.

3. Иногда в качестве результата экспериментов можно использовать отношения скорости счета исследуемого образца к скорости счета стандартного препарата. При этом отпадает необходимость в введении поправок на нестабильность радиометрической аппаратуры. Заметим, что если стандартный препарат содержит тот же радионуклид, что и исследуемый образец, то нет необходимости вводить и поправку на радиоактивный распад.

Достоинством относительных измерений является их простота. Если стандартный и исследуемый препараты содержат один и тот же радионуклид, причем абсолютная активность стандартного препарата известна, то от результата относительных измерений легко перейти к абсолютной радиоактивности исследуемого образца.

Следует подчеркнуть, что использование любых прямопоказывающих дозиметрических и радиометрических приборов, откалиброванных по образцовым источникам или установкам, напрямую относится к относительным измерениям.

Различные способы относительных измерений активности проб можно разбить на несколько групп исходя из других принципов:

а) способы, использующие относительные измерения активности проб, основанные на прямых сравнениях с образцовыми источниками; в дальнейшем эти способы мы объединим под названием метод прямых сравнений;

б) способы, использующие относительные измерения активности проб с применением калиброванной аппаратуры, их можно объединить под названием метод калиброванной аппаратуры;

в) способы, в которых для проведения относительных измерений к исследуемым пробам добавляют мерные количества стандартных образцов; эти способы объединим под названием метод внутреннего стандарта.