Düşük aktiviteli bir radyoaktif kaynağın Geiger Sayacı ile doğru şekilde ölçülmesi. Miktar, metodoloji ve gerekli araçlar.
Düşük aktiviteli bir radyoaktif kaynağın Geiger Sayacı ile ölçülmesi, sektördeki herhangi bir meraklı veya profesyonel için en ilginç zorluklardan birini temsil etmektedir.. Bu koşullar altında, Aslında, Dedektör tarafından yakalanan Gama parçacıklarının veya fotonların sayısı çok az olabilir, Ölçümü normal istatistiksel dalgalanmalara karşı özellikle hassas hale getirmek.
Miktar, Güvenilir ölçümler elde etmek için gerekli metodoloji ve araçlar
Deneyimsiz bir kullanıcı bu salınımları cihazın arızası olarak yorumlayabilir, ancak fiziksel gerçeklikte bu tamamen normal bir davranıştır. Güvenilir veri elde etmek için Geiger Sayacı'nı açmak ve ekranda gösterilen değeri okumak yeterli değildir.: Doğru bir ölçüm metodolojisinin benimsenmesi ve radyoaktif bozunmanın olasılıksal yapısının anlaşılması gerekmektedir..
Çünkü Geiger Sayacı ölçümleri sürekli dalgalanıyor?
Nükleer fizik bize radyoaktif bozunmanın rastgele bir olay olduğunu öğretiyor. Radyoaktif bir maddenin atomları düzenli aralıklarla bozunmaz, ancak Poisson dağılımı olarak bilinen istatistiksel bir dağılımı takip ediyorlar.
Sonuç olarak, Geiger Sayacı'nı tamamen hareketsiz ve aynı ölçüm koşullarında tutmak bile, tespit edilen sayımların sayısı sürekli olarak değişecektir.
Mesela, 60 saniyelik bir ölçüm sırasında 30 sayım kaydedebilirsiniz, bir sonraki dakikada sayım 42 olabilir. Bu değişkenlik cihazda bir kusur olduğunu göstermez, ancak radyoaktif bozunmanın rastgeleliğinin doğal sonucu.
Bu olguyu anlamak, herhangi bir radyometrik ölçümü doğru şekilde yorumlamanın ilk adımıdır..
Edinim süresinin ve istatistiksel hatanın rolü
Zayıf radyoaktif kaynakların ölçülmesi gerektiğinde, Edinim süresi temel öneme sahiptir.
Aslında, sayılan toplam darbe sayısı arttıkça ölçümün istatistiksel hatası azalır.. Başka bir deyişle, biriken olayların sayısı arttıkça, Nihai sonuç ne kadar güvenilir olursa.
Pratik örnek
- 100 sayım → istatistiksel hata yaklaşık ±
- 1.000 sayımlar → istatistiksel hata yaklaşık ±%3
Bu nedenle, en kritik ölçümlerde bu fonksiyonun kullanılması tavsiye edilir. ÖLÇEKLEYİCİ O Toplam Sayımlar, profesyonel Geiger sayaçlarında bulunur, uzun edinim süreleri ayarlayarak, Örneğin:
- 300 saniye;
- 600 saniye;
- 3600 saniye.
Yalnızca çok sayıda olayı toplayarak istatistiksel belirsizliği azaltmak ve gerçekten anlamlı sonuçlar elde etmek mümkündür..
Birden fazla ardışık ölçümün yapılması güvenilirliği artırır
Tek bir ölçüme güvenmek yanıltıcı olabilir.
Normal istatistiksel dalgalanmalar aslında zaman zaman ortalamanın üzerinde veya altında değerler üretebilir. Bu nedenle, En önemli ölçümlerde, aynı entegrasyon süresiyle en az üç ardışık kazanımın gerçekleştirilmesi iyi bir uygulamadır..
Elde edilen değerlerin ortalamasının hesaplanması ve açıkça anormal sonuçların değerlendirilmesi, Kaynağın gerçek faaliyetini daha iyi temsil eden daha sağlam bir veri elde edilir.
Bu prosedür aynı zamanda metroloji alanında da yaygın olarak kullanılmaktadır..
Ölçüm geometrisini değiştirmeden tutun
Farklı zamanlarda alınan ölçümleri doğru şekilde karşılaştırmak için ölçüm geometrisini sabit tutmak önemlidir..
Bu nedenle korumak önemlidir:
- kaynak ve prob arasında aynı mesafe;
- dedektörle aynı yönelim;
- aynı açık yüzey;
- aynı çalışma koşulları.
Nokta kaynakları durumunda, özellikle gama radyasyonu için, prob ve kaynak arasındaki mesafe sonucu önemli ölçüde etkileyebilir.
Düşük enerjili Beta radyasyonu daha da kritiktir, havadan kolayca emildikleri için. Uzaklıktaki küçük değişiklikler bile tespit edilen parçacıkların sayısını önemli ölçüde değiştirebilir.
Doğal arka planı ölçün: vazgeçilmez referans noktası
Geiger Sayacı her zaman kaynağın radyoaktivitesinin ve doğal çevresel arka planın toplamını ölçer.
İkincisi esas olarak aşağıdakiler tarafından üretilir::
- kozmik ışınlar;
- Radon havada mevcut;
- yapı malzemeleri;
- toprağın doğal radyoaktivitesi.
Bu nedenle, herhangi bir ölçüm yapmadan önce, daha sonra kaynak için kullanılacak olan aynı edinim süresini kullanarak çevresel arka planın tespit edilmesi tavsiye edilir..
Mesela:
- doğal arka plan: 25 BGBM;
- kaynak + alt: 45 BGBM;
Münhasıran kaynağa bağlı artış bu nedenle 20 BGBM'ye eşit olacaktır..
Bu işlem olmadan, düşük aktiviteli bir kaynağın doğal arka plandan ayırt edilmesi zor olabilir.
Yüksek hassasiyetli probların avantajı
Prob seçimi ölçümün kalitesini önemli ölçüde etkileyebilir.
Geleneksel küçük Geiger tüpleri sınırlı hassas yüzey alanına sahiptir ve önemli sonuçlar elde etmek için daha uzun çekim süreleri gerektirir.
Gözleme tipi profesyonel problar, KJV 7317 gibi, onun yerine var:
- geniş hassas yüzey;
- ince mika penceresi;
- yüksek algılama verimliliği.
Bu özellikler, daha fazla sayıda parçacığın yakalanmasını ve geleneksel Geiger tüplerinin daha az hassasiyetle ölçebildiği düşük enerjili Beta radyasyonunu bile daha etkili bir şekilde tespit etmeyi mümkün kılar..
Daha yüksek sayım sayısı aynı zamanda daha düşük istatistiksel hata ve daha kısa ölçüm süreleri anlamına da gelir.
BGBM veya µSv/h? Hangi birimin kullanılacağı?
Düşük aktiviteli kaynakların değerlendirilmesi için genellikle aşağıda belirtilen değerlerin kullanılması tercih edilir.:
- BGBM (Dakika Başına Sayım);
- CPS (Saniye Başına Sayım).
CPM'ler aslında dedektör tarafından ölçülen verileri temsil eder.
µSv/h cinsinden ifade edilen değer, cihaz yazılımı tarafından belirli kalibrasyon faktörleri temelinde gerçekleştirilen matematiksel dönüşümden elde edilir..
Bu katsayılar radyasyonun enerjisine ve mevcut izotopun türüne bağlı olarak değişebileceğinden, BGBM değeri genellikle farklı kaynakları karşılaştırmak için en objektif ve güvenilir parametredir.
Sonuçlar
Düşük aktiviteli bir radyoaktif kaynağın doğru şekilde ölçülmesi sabır gerektirir, Yöntem ve radyometrinin temel prensipleri hakkında iyi bilgi.
Yeterli edinim sürelerinin kullanılması, doğal arka planın önleyici tedbiri, edinimlerin tekrarlanması ve son derece hassas probların kullanılması, kesin ve tekrarlanabilir sonuçların elde edilmesini sağlar.
En iyi Geiger Sayacı bile doğru ölçüm metodolojisinin yerini alamaz.
Bu nedenle, zayıf radyoaktif kaynakların ölçümlerinde, Sabır ve teknik çoğu zaman kullanılan enstrümanın beyan ettiği performanstan daha önemlidir.