في هذه المقالة ، سأعود إلى موضوع الإشعاع الذي أثير في منصبي على عداد جيجر.
... في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، غالبًا ما ذهب الناس إلى السوق باستخدام مقياس الجرعات ، حيث اختاروا أن يكونوا "نظيفين" ، كما اعتقدوا ، الخضار والفواكه. في بعض الأحيان والآن في الأماكن العامة والمنتديات المواضيعية ، يطرح السؤال: ما مقياس الجرعة للشراء من أجل الذهاب إلى السوق للحصول على الطعام. وإذا كان هناك أشخاص أكفاء في المجتمع ، فسيقومون بالإجابة الصحيحة: لا شيء. سوف يوضحون أن النشاط الإشعاعي للمنتجات الغذائية لا يتم اكتشافه بواسطة مقياس الجرعات إلا بمستويات تزيد عدة أضعاف عن الحد ، ولن يميز مقياس الجرعات نشاط البوتاسيوم - 40 غير الضار عن نظيره في قراءات الجرعات ، ولكن القتل باستخدام الاستهلاك المنتظم لنشاط السترونتيوم - 90 ، والبلوتونيوم السام إشعاعي للغاية مع لن ترى أمريكا على الإطلاق ، ولتقييم مدى ملاءمة المنتج للاستخدام ، من الضروري إجراء الأبحاث في مختبر خاص.
في الوقت الحالي أنا أعمل في مثل هذا المختبر. نحن لا نفعل قياسات النظافة. مهمتنا هي دراسة النشاط الإشعاعي للبيئة الطبيعية - لا سيما مياه البحر ، وهطول الأمطار. ما يهمنا ليس حقيقة تجاوز المعايير ، بل مستويات النويدات المشعة في الأشياء الطبيعية ذاتها ، والأشكال التي تتواجد بها ، وتوزيعها وترحيلها. لحسن الحظ ، في حين أن محتوى النويدات المشعة في البيئة في معظم الحالات صغير جدًا. وأود أن أقول كيف وجدنا هذه المستويات المنخفضة ، وفي الوقت نفسه تبديد بعض الخرافات الشائعة.
على KDPV - Novaya Zemlya ، حيث زرت العام الماضي كجزء من رحلة استكشافية إلى السفينة القطبية الشمالية Misislav Keldysh.
ألفا ، بيتا ، جاما ، كريبل ، كراب ، بوم
من الخصائص الفريدة للتحلل الإشعاعي كمصدر لإشارة تحليلية أننا نسجل بسهولة حدثًا واحدًا من التحلل - أي ما حدث لذرة واحدة. لذلك ، فإن قياس النشاط الإشعاعي غالبًا ما يكون متفوقًا في الحساسية لأي طرق تحليلية أخرى. فقط العناصر طويلة العمر - اليورانيوم 238 و 235 ، الثوريوم ، وأحيانًا النبتونيوم - هي الأكثر حساسية لتحديد كيميائيًا.
كما يعلم الجميع ، أثناء الانحلال الإشعاعي ، تنبعث جسيمات ألفا - نوى الهيليوم - 4 ، وجزيئات بيتا - الإلكترونات وأحياناً البوزيترونات ، وأشعة جاما ، وفي حالات نادرة ، تنبعث نواة "التشظي" والبروتونات. ومع ذلك ، يحدث في بعض الأحيان أنه لا يوجد شيء ينبعث: على العكس من ذلك ، تلتقط النواة إلكترونًا. لكن في هذه الحالة ، لا يمكن الاستغناء عن الإشعاع: قذيفة الإلكترون للذرة ، التي يجري إعادة بنائها ، تنبعث منها أشعة سينية مميزة.
أسهل طريقة هي إذا كان النظير الذي يهمنا هو باعث غاما. نادراً ما توجد إشعاعات جاما منفصلة عن غيرها - فقط عند انتقال أيزومرات نووية طويلة العمر إلى الحالة الأساسية للنواة. وكقاعدة عامة ، يحدث أثناء تحلل ألفا وبيتا ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن النواة الجديدة تحتاج إلى فقد الطاقة الزائدة بعد التحلل. بسبب الاختراق ، عادةً ما يترك إشعاع جاما حدود العينة
السميكة للغاية ، وهو أمر مستحيل في حالة إشعاع ألفا وغير ممكن دائمًا عندما يتعلق الأمر بالبيتا. ولإشعاع جاما ميزة جيدة: طيفه خطي ، ويحدد بشكل فريد النوكيد المنبعث.
للأسف ، تعتبر كل من النويدات المشعة مصادر فعالة لإشعاع جاما. بالنسبة للبعض ، تنبعث أشعة غاما في 0.0001 ٪ من جميع حالات الاضمحلال ، بالنسبة لشخص ما ، يحدث التسوس مباشرة في الحالة الأساسية لنواة الابنة ولا يمكنك الحصول على أي غاما منها. لذلك ، عليك أن تنظر إلى إشعاع ألفا وبيتا.
من المدرسة ، نعلم أن الإشعاع ألفا يتأخر بقطعة من الورق. سأقول أكثر من ذلك: تم تأجيله بسبب بضعة سنتيمترات من الهواء ، والأهم من ذلك - تم تأجيله بسبب الانهيار نفسه. وإذا حاولنا اكتشاف إشعاع ألفا من خلال إحضار المستشعر إليه من الخارج ، فلن تسقط فيه إلا جسيمات ألفا المنبعثة من الطبقة العليا من المادة ، أو سماكة ميكرون أو بضعة ميكرونات. مشكلة مماثلة هي مع تسجيل إشعاع بيتا. إذا كانت قاسية (مثل السترونتيوم 90) ، فيمكنها التغلب على عدة ملليمترات من العينة. وأشعة بيتا التريتيوم "تتخطى" حتى أقل من جسيمات ألفا ، ولا يمكنها عبور أي نافذة. حتى جسيمات بيتا من الكربون 14 أو النيكل -63 بالكاد تمر عبر الميكا رقيقة من عداد جيجر أو رقائق مبهمة تغطي كاشف التلألؤ.
بعد ذلك سوف أخبركم ماذا يفعلون مع هذا التعثر وكيفية التعامل معه.
ولكن أولا ، حول قياس الطيف غاما
حول طيف أشعة غاما قد يتم ذكره في أي مناقشة حول موضوع "فحص عيش الغراب باستخدام مقياس الجرعات". هذا أمر مفهوم: إن طريقة حل مشكلة "تحديد cesium-137 على مستوى MPC" بسيطة نسبيًا في الأجهزة (حتى خيارات "تصل إلى أعلى الركبة") وهي معبرة تمامًا (أي أنها تعطي نتيجة سريعة).
يعتمد مقياس طيف غاما على حقيقة أن إشعاع جاما الناتج عن التحلل الإشعاعي لهذا النظير المعين هو تيار من أشعة جاما أحادية الطاقة تقريبًا. هذا هو ، على الطيف الإشعاعي ، نرى خطًا ضيقًا أو عدة خطوط. وهذا الطيف مميز ، ويمكن استخدامه لتحديد موثوق النويدات المشعة.
إذا كان بالإمكان تحلل الإشعاع البصري أو حتى الأشعة السينية في الطيف باستخدام بعض عناصر التشتت - موشور أو صريف حيود (بالنسبة للأشعة السينية ، فإن صريف البلورة ، على سبيل المثال ، الجرافيت يخدم كالأخير) ، فإن الطريقة الوحيدة للحصول على طيف إشعاع جاما هي قياس الطاقة لكل من الطيف المسجّل. في كوانتا. هناك الكثير من الطرق لمثل هذا القياس ، على سبيل المثال ، هناك طرق مختلفة يتم فيها "تحويل" مقدار جاما إلى إلكترون له نفس الطاقة تقريبًا ، ثم يتم توسيع تدفق الإلكترون إلى الطيف وفقًا للطاقات في المجال المغناطيسي. لكن هذه الأساليب قابلة للتطبيق في الفيزياء النووية التجريبية - ولكن ليس في القياسات الروتينية. عادة ، يتم استخدام كاشف الإشعاع المؤين
النسبي لقياس طاقة أشعة جاما.
عداد جيجر مولر ، على سبيل المثال ، ليس كاشفًا. بعد امتصاص كمية أشعة غاما من americium-241 ، سيولد نبضًا لا يختلف عن النبضة نفسها التي سيصدرها عداد جيجر استجابةً لكمية أشعة غاما الكوبالت -60 ، على الرغم من اختلاف طاقات هذين الكوانتين في 23 مرات. لكن على العكس من ذلك ، فإن عداد التلألؤ له خاصية التناسب - شدة وميض الضوء ، وبالتالي يتم تحديد سعة النبض عند أنود مُضاعِف الإلكترون المضاعف بواسطة مقدار الطاقة الممتصة في البلورة.
لذلك ، فإن مطياف جاما التلألؤ هو ببساطة كاشف التلألؤ - بلورة من التلألؤ ، على سبيل المثال ، يوديد الصوديوم المنشط بالثاليوم ، والذي يرتبط به PMT. يتم تغذية نبضات PMT إلى جهاز خاص يسمى
محلل متعدد القنوات (غالبًا ما يتم العثور على اختصار MCA باللغة الإنجليزية). في الواقع ، هذا هو ADC ، ولكن مع عدد من المتطلبات المحددة (على وجه الخصوص ، عدم التفاضلية صغيرة للغاية الخطية ، والتي في التطبيقات العادية لا تهم أي شخص). مبدأ عملها هو أنه يقيس حجم (السعة ، أو جزء لا يتجزأ من هذا الدافع) من كل دفعة و "يتحلل" هذه النبضات إلى "أكوام" وفقا لحجمها. هذه "أكوام" - القنوات - عادة من 256 إلى 4096 أو أكثر. في الأساس ، يعمل MCA كدالة تسمى بكل نبضة جديدة:
unsigned int spectrum[4096] = {0};
وبعد ذلك ، عندما يتم جمع نبضات كافية ، يمكنك إنشاء رسم بياني ، يصبح عرضًا مرئيًا لطيف جاما. شيء مثل هذا:
لقد أحضرت صورة كاشفة للغاية ، والتي توضح أن كل شيء يبدو بسيطًا ، لكن في نفس الوقت - ليس كبيرًا. الحقيقة هي أن هذا الطيف مسجل من مصدر إشعاع أحادي الطاقة. لكنها ليست بأي حال "العصا" الوحيدة في 662 كيلو فولت. ليس ذلك فحسب ، بدلاً من العصا ، لدينا "جرس" غامض إلى حد ما. إلى يساره لدينا شيء غير موجود في الواقع (باستثناء ذروة الذروة في أقصى اليسار - إنه موجود في الواقع). للأسف ، طيف
الأجهزة لا يساوي الطيف الحقيقي.
من أين تأتي هذه الاختلافات؟ من فيزياء عملية تسجيل أشعة جاما.
يمكن امتصاص كمية جاما في بلورة التلألؤ بأكملها ، مما يمنحها كل الطاقة ، والتي ستتحول إلى الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية ، والتي تثير في النهاية وميضًا من اللمعان في التلألؤ البلوري. من هذه الكميات التي لدينا ذروة على اليمين ، نسميها
photopeak ، لأنه يشير إلى الامتصاص من خلال التأثير الكهروضوئي. وهناك كمية أخرى يمكن أن "تمر مباشرة" ، مما يعطيها سوى جزء من الطاقة. و - أي: من الصفر تقريبًا إلى جزء معين من الحد - وفقًا للزاوية التي سيتحرك بها الإلكترون المتفاعل مع الكم. هذا هو تأثير كومبتون. ومنه - هذه الهضبة الواسعة إلى يسار الذروة -
استمرارية كومبتون . في الطاقات العالية ، سنرى أيضًا تأثيرًا مثل تشكيل أزواج الإلكترون-البوزيترون ، نظرًا لظهور القمم المفردة والانبعاثية الظاهرة على الطيف ، اللذين يبعدان 511 و 1022 كيلو فولت عن الذروة الضوئية ، وذروة الذروة 511 كيلو فولت نفسها من إشعاع جاما إبادة. على خلفية سلسلة متصلة Compton ، تكون ذروة الانتكاس المرئي مرئية - وهذا ينعكس على إشعاعات جاما من الكائنات المحيطة بالكاشف ، والتي فقدت بعض الطاقة بسبب تأثير Compton ، وحتى أقل نرى خطوط الأشعة السينية المميزة من الحماية من الرصاص. حسنًا ، الخط الأيسر المتطرف هو أيضًا خط أشعة سينية مميز ، فقط من الباريوم ، الذي تحول إليه السيزيوم ، بعد أن انكسر. نعم ، هذا هو طيف السيزيوم 137. وتقريبا كل ما نراه على هذا الطيف هو عرض
لخط طيفي واحد . سيكون هناك سطرين - سيكون لكل منهما نفس الشكل ، وسنرى مجموعهما. ونعم ، إن ظهور كل من هذه الخطوط يعتمد على طاقته: مع زيادة في ذلك ، يزداد جزء مكون Compton أولاً ويسقط المنعطف الضوئي ، ثم تظهر آثار إنشاء أزواج الإلكترون-بوزيترون (قمم الانبعاث ، قمم الإبادة) وتنمو. من هنا نحصل على تعقيد لائق لمعالجة الأطياف.
مطياف جاما التلألؤ هو جهاز ، كما قلت بالفعل ، بسيط نسبيًا. حتى أن أي ربة منزل يمكن أن تحصل عليه. بكل جدية: يتم تصنيع الأجهزة وبيعها بأقل من ألف دولار ، وكل ما تحتاجه للعمل هو جهاز كمبيوتر مزود بمنفذ USB وحماية ضد الرصاص. داخل الجسم أسطواني - كل شيء ، والبلور ، و PMT ، ومصدر الطاقة ، و ADC. للراغبين - google حول Atom Spectra. بالنسبة لأولئك الذين يمكنهم حمل مكواة لحام في أيديهم ، من الممكن تمامًا صنع مثل هذا الجهاز من تلقاء أنفسهم - سيتم تشغيل دور المحلل متعدد القنوات بنجاح بواسطة بطاقة صوت الكمبيوتر وبرنامج خاص ، على سبيل المثال ،
BeckMoni ، أو يمكن أن يقوم على متحكم
دقيق ، ومتكامل مع إعادة ضبط و ADC خارجي المعلمات سيئة للغاية) جعل MCA ليس أقل شأنا مما يفعل Greenstar. نعم ، تتوافق الأجهزة المختبرية أحيانًا مع علامة السعر "ما يصل إلى مليون روبل" و (بصرف النظر عن الحماية من الرصاص) ، لا تكاد تشغل مساحة على مقعد المختبر (على سبيل المثال ، يبلغ طول Kolibri من
Green Star 8 × 13 × 3 سم ويعمل أيضًا من منفذ USB). لديهم عيب واحد - دقة منخفضة.
تعطي أفضل بلورات NaI (Tl) دقة طيفية على طول خط cesium-137 البالغ حوالي 6٪. إن أداة التلميع الجديدة والمكلفة للغاية - بروميد اللانثانوم - تبلغ 3.2٪. وتؤدي هذه الأرقام إلى حقيقة أن الطيف
الحقيقي يبدو مثل هذا:
وفي أسوأ الأحوال ، سيكون هذا التل غير المعبّر عنه ، والذي على المنحدرات التي تكون فيه درنات منفردة بالكاد تكون مرئية ، والتي لا يزال من الممكن تحديد نظائرها ، لكن لا شك في تحديدها. والعينات الطبيعية لدينا على مطياف جاما التلألؤ تبدو هكذا. والطيف "في أحسن الأحوال" ، بالمناسبة ، هو من حصاة ، غمرت منها Terra-P وأظهرت ملليجرين في الساعة (الجرانيت يعطي نفس الصورة تقريبًا ، فقط سيستغرق يومًا كاملًا للحصول على الطيف ، وهذا الطيف كتبته في دقيقة واحدة).
لذلك ، في معظم الحالات ، نعمل على مطياف باستخدام كاشف أشباه الموصلات. حسب التصميم ، يشبه الثنائي الضوئي لثنائي الجرمانيوم ، مخفيًا عن الضوء ، لكن يمكن الوصول إليه بأشعة جاما. لكن في الحقيقة - إنها مجرد غرفة تأين. تملأ فقط ليس بالغاز ، ولكن مع الجرمانيوم غير المنشورة ، والتي يتم إجراء اتصالات في شكل منطقة p من ناحية ومنطقة n من ناحية أخرى. يقوم الفوتون الذي يطير عبر الكاشف (أو بالأحرى ، عبر المنطقة ، بإنشاء أزواج من ثقب الإلكترون في طريقه ، والتي تنتشر عن طريق المجال الكهربائي من الجهد المطبق على بلورات أشباه الموصلات إلى الأقطاب الكهربائية لغرفة التأين هذه ، مما يؤدي إلى ظهور نبضة تيار قصيرة وضعيفة للغاية ، تتناسب أيضًا مع الطاقة ، نظرًا لانخفاض الطاقة اللازمة لتكوين زوج ، ولأسباب أخرى عديدة ، فإن الدقة الطيفية لجهاز الكشف OCH أو HPGE هي عُشر cient والخطوط الطيفية في الطيف حقا - خط (على الرغم من رفاقها كما قمم رحيل كومبتون متصلة، ارتدادي، وأشياء أخرى - لا يذهب بعيدا).
للتوضيح ، هذا ليس طيفًا من عملي
وقد أخذته من الإنترنت . هذا هو الطيف الكلي لـ 89 عينة من سمك السلمون التي تم صيدها قبالة ساحل كولومبيا البريطانية ، مما يدل على أن صدى فوكوشيما لم يصل إلى هناك: تم اكتشاف آثار السيزيوم - 137 ، ولكن لم يكن هناك سيزيوم 134 "طازج" قصير العمر.
ترى كم عدد أنواع خطوط ضعيفة وصغيرة ظهرت على الطيف؟ طيف التلألؤ بأشعة جاما لن يعطي شيئًا مطلقًا هنا. بادئ ذي بدء ، لأن خط السيزيوم -37 سيتداخل مع خط 609 كيلو فولت المرتبط بالبزموت 214 ، ولن يحاول خط السيزيوم -141 الفصل حتى عن خط الرصاص 214.
لكن PPD لا يعمل في درجة حرارة الغرفة ويتطلب التبريد بالنيتروجين السائل ، وبصفة عامة هو جهاز مكلف للغاية ليس في كل مختبر. كنا محظوظين - لدينا Canberra الخاصة بنا ، لكننا ما زلنا نقيس بعض العينات في قسم الكيمياء الإشعاعية ، قسم الكيمياء في جامعة موسكو الحكومية.
لكن مطياف التلألؤ يمكن أن يؤخذ معك في رحلة إلى السفينة. وحتى وضعه في حقيبة وتنفيذ مجموعة من أطياف أشعة جاما على نوفايا زميليا أثناء الهبوط.
مطياف ألفا وقليلًا عن أشعة بيتا
إشعاع ألفا للنظائر المشعة هو أيضا أحادي الطاقة وطيفه مميز. لذلك ، يعد مطياف ألفا مصدرًا قيمًا للغاية للمعلومات حول تكوين النويدات المشعة. وهي في بعض النواحي طريقة أكثر بساطة من مطياف جاما: يتم دائمًا امتصاص جسيم ألفا تمامًا في المكشاف ، لذلك يتزامن الطيف الفعال لإشعاع ألفا مع الطيف الحقيقي مع مراعاة الدقة الطيفية المحدودة. والكاشف بسيط مثل ثلاث بنسات: إما أن يكون عبارة عن ماسح ضوئي رفيع أو كاشف أشباه الموصلات نفسه ، والذي في حالة الإشعاع ألفا ، يشبه إلى حد كبير في هيكل الثنائي الضوئي القياسي ، مع الفرق الوحيد في أن سمك الطبقة الميتة الأسطح بما في ذلك المعدن ومنطقة p + لها أصغر سمك ممكن (تذكر قدرة اختراق جسيمات ألفا). إنه لا يحتاج إلى تبريد ، ولأن جسيمات ألفا تمتلك طاقات متعددة من MeV ، فإن الكثير من أزواج ثقب الإلكترون تخرج من كل منها ، ومستوى الإشارة ليس صغيراً كما هو الحال مع HPGE ، حيث يتعين عليك استخدام مضخم صوت منخفض الضوضاء للغاية ، يتم تبريده مع المكشاف.
تنشأ الصعوبات فقط بسبب نفس قدرة اختراق صغيرة. يتم وضع الكاشف والعينة في غرفة فراغ صغيرة ، يتم ضخها إلى عدة ملليمترات من الزئبق ، وتكون العينة رقيقة للغاية. إحدى الطرق هي الإيداع الكهربي - يتم وضع محلول حمض النيتريك الذي يحتوي على نظائر ألفا النشطة في خلية التحليل الكهربائي ، والأنوار عبارة عن سلك بلاتيني ، والكاثود عبارة عن قرص صلب لا يصدأ. في السابق ، يتم تنظيف المحلول إلى الحد الأقصى من جميع الأشياء غير الضرورية باستخدام عمود يحتوي على راتنج التبادل الأيوني. ساعة ونصف - وتحول 10 مل من المحلول إلى فيلم بسمك لا يزيد عن عُشر ميكرون.
بالنسبة إلى أشعة بيتا ، فإن طيفها ليس مشرقًا جدًا ومثير للإعجاب. نظرًا لحقيقة أنه مع كل اضمحلال بيتا ، يتم نقل جزء من الطاقة (وأي جزء سيكون ضروريًا) بواسطة antineutrino ، فإن طيف إشعاع بيتا مستمر وله شكل منحدرات عريضة. لذلك ، غالبًا ما تكون مقصورة على درجاتهم ، حيث سبق لهم اختيار عنصر الاهتمام بالوسائل الكيميائية.
هنا ، إذا كان الإشعاع صعبًا بما فيه الكفاية ، فيمكن اكتشافه بواسطة كاشف التلألؤ وأشباه الموصلات (على غرار الإشعاع ألفا ، ولكنه أكثر سمكا - وهناك أجهزة كشف عالمية ، كما هو الحال في "العمود الفقري" لمختبر الكيمياء الإشعاعية - مقياس إشعاع ألفا بيتا المكتبي) UMF-2000). وإذا حصلنا على التريتيوم ، على سبيل المثال ، فلن يكون هناك خيار أفضل من أخذ العينة وخلطها بمتلألس سائل. وتسمى هذه الطريقة عد التلألؤ السائل. بالمناسبة ، إنها مناسبة لـ alpha ، وبصفة عامة طريقة عالمية إلى حد ما. ومع ذلك ، فإن الأجهزة غالية الثمن ومعقدة مرة أخرى ، وليس لدينا مثل هذا الجهاز ، فنحن نقدم عينات إما إلى مختبر الكيمياء الإشعاعية التابع لمعهد الكيمياء الجيولوجية التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، أو لقسم الكيمياء الإشعاعية بالكلية الكيميائية. والسبب الأول هو أن طاقة الاضمحلال غالباً ما تكون صغيرة جدًا ، لذا في حالة التريتيوم ، من الضروري التقاط نبضات ضوئية لا تشكل سوى دزينة أو اثنتين من الفوتونات. ويستخدم الأسلوب المفضل للفيزيائيين النوويين - طريقة المصادفات. يولد أنبوب المضاعف الضوئي ، حتى في حالة عدم وجود ضوء ، نبضات تتوافق بشكل متواصل مع واحد أو حتى العديد من الإلكترونات الضوئية. لكن احتمال أن تتزامن النبضات التي تتجاوز الإلكترون الواحد مباشرة في ثلاث PMTs في لحظة واحدة صغيرة جدًا. لكن التوهج الحقيقي للتلألؤ ، حتى لو كان هناك ما بين 10 و 15 فوتونًا فقط ، سيعطي استجابة مطابقة على الفور عبر جميع القنوات الثلاث وسيتم تسجيله.
بضع كلمات عن الحماية
عندما يتعلق الأمر بالإشعاع ، فإنه لا يذهب دون التحدث عن الحماية من الإشعاع. علينا أيضًا أن نفكر في هذا ، لكن ليس لحماية أنفسنا - مستويات الإشعاع من عيناتنا صغيرة للغاية. تحتاج أجهزتنا إلى الحماية ، وإلا فإن خلفية الإشعاع الخارجي سوف تلغي جميع المحاولات لرؤية تدفقات إشعاعية ضعيفة. أصغر الخلفية في الدفاع ، وأكثر حساسية التعريف.
أسهل طريقة هي إشعاع ألفا. إنه في حد ذاته لا يمر بأي شيء ، وتختلف طاقة جسيمات ألفا بشكل حاد عن إشعاع جاما في الخلفية ، لذلك لا تكون الحماية مطلوبة بشكل خاص لطيف ألفا. يتم وضع مطياف جاما وعدادات بيتا في درع ضخم عادة ما يؤدي. بالمناسبة ، يؤخذ الرصاص لبلدها الخاص. كانبيرا ، على سبيل المثال ، تستخدم الرصاص المثار من قاع البحر من حطام السفن القديمة. أولاً ، لا يوجد في هذا الرصاص أي نويدات مشعة من أصل بشرية ، وثانيًا ، قد تلاشى الرصاص 210- بالفعل. هذا النظير مهم بشكل خاص بالنسبة لنا باعتباره "ساعة مشعة" ، والتي تسمح بتحديد معدل تراكم الرواسب في قاع البحار.
لتقليل الخلفية ، بما في ذلك تلك المرتبطة بالإشعاع الكوني ، تصطف داخل الحماية بالنحاس والكادميوم والبلاستيك. يتم ذلك من أجل إزالة مضان الأشعة السينية للرصاص ، وكذلك الإلكترونات الثانوية.
وبالنسبة للقياسات ذات الخلفية المنخفضة ، يتم وضع المعدات في قبو عميق أو حتى منجم مقطوع في صخور منخفضة النشاط. هذه هي الطريقة الوحيدة أحيانًا لتقليل مستوى الأشعة الكونية بشكل متكرر ، والتي تطير بدون تأخير عبر عشرات السنتيمترات من الرصاص.
ما هي الكيمياء الإشعاعية
الموقف المعتاد هو عندما يكون النويدات المشعة ذات الاهتمام صغيرًا جدًا بحيث لا يمكن دفع حجم العينة ، الذي يحتوي على الحد الأدنى من نشاطه القابل للكشف ، إلى الجهاز. في بعض الأحيان بسبب أبعاد الجهاز ، وأحيانًا - لأسباب أساسية (كما في حالة نظائر ألفا النشطة: تحتاج إلى تحويل دلو العينة إلى فيلم بجزء بسيط من ميكرون سميك). هذه هي مهمة طرق التركيز.
على سبيل المثال ، لدينا السيزيوم 137 في الهواء. لم تكن هناك حرب نووية ، كانت تشيرنوبيل منذ فترة طويلة ، لذلك هناك القليل من السيزيوم - 137.
وأقل بيكريل لكل متر مكعب. هذا هو ، في غرفتك ، إنحطاط ذرة واحدة من السيزيوم - 137 يحدث عدة مرات في الساعة. لقياس طيف جاما ، يجب أن تكتب على الأقل becquerel. ما يجب القيام به نأخذ مكنسة كهربائية ، نقوم بتوصيل مرشح خاص بها. سيكون السيزيوم جزءًا من الغبار وسيجلس على هذا الفلتر. لقد دفعوا عبره عشرة آلاف متر مكعب من الهواء ، ويمكن دفع الغبار الناتج إلى مطياف جاما.
أو خيارًا آخر - لعزل نفس السيزيوم - 137 عن مياه البحر ، قم بقيادة ألف لتر من مياه البحر من خلال منشفة مغموسة في فيروسيانيد الكوبالت ، والذي يميل إلى فصل السيزيوم بكفاءة عن الماء.
هل تتذكر كيف أزواج كوري من الراديوم؟ تم ترسيبها مع كبريتات الباريوم ، لتكرار هذه العملية عدة مرات وزيادة تركيز الراديوم في كل مرحلة. بالطريقة نفسها تقريبًا - من خلال الترسيب المتناهي ، والامتصاص على راتنجات التبادل الأيوني والمواد الماصة الأخرى ، والتحليل الكهربائي وغيرها من الطرق ، فإننا نركز العنصر الذي نحن مهتمون بنظيره ، ونتخلص من تلك التي تتداخل (بما في ذلك نشاطها الإشعاعي) وفي بعض الأحيان تقلل من حجم العينة بالملايين مرات.
تحدثت بالفعل عن إحدى طرق التركيز عندما تحدثت عن مقياس الطيف ألفا: من بضعة ملليلتر من محلول حمض النتريك حصلنا على أنحف فيلم. وقبل ذلك ، جرفنا برميلًا من مياه البحر على سطح السفينة ، وأضفنا كلوريد حديدي ، ثم عجلناه بالأمونيا. تبين أن معظم البلوتونيوم الموجود في الماء يكون في الرواسب (يستخدم الترسيب المتقطع عمومًا في الكيمياء الإشعاعية - على سبيل المثال ، يستخدم لعزل السترونتيوم - 90). وضعت كل هذه الرواسب ، جنبًا إلى جنب مع كمية صغيرة من الماء ، في زجاجة لتر ، والتي سنأتي بها إلى الشاطئ. ثم نقوم أولاً بإزالة الماء الزائد ، ثم نذوب الترسيب ونزيل المكواة من هناك باستخدام راتنج تبادل الأيونات ، ثم نزيل كل شيء آخر باستخدام عمود كروماتوغرافي مع راتنج آخر لتبادل الأيونات ، والذي سيذهب منه البلوتونيوم في الوقت المناسب. وهكذا تظهر هذه المليلترات القليلة ، والتي يتم بعدها ترسيب البلوتونيوم عن طريق التحليل الكهربائي.
هل كانت هناك حرب نووية في القرن السابع عشر؟
نعم ، تخيل - هناك مثل هذه "النظرية" التي تحدثت منذ 200-300 عام عن اندلاع حرب نووية وتم طرح حضارة أبناء الأرض المتطورة للغاية في مجتمع رأسمالي إقطاعي مبكر. ولم يكن الأمر الوحيد: توجد آثار نزاع نووي في الهند القديمة (موهينجو دارو) ، كما أن النشاط الإشعاعي للعظام القديمة معروف أيضًا ، وهو ما يعد أيضًا دليلًا على أن الانفجارات النووية تدفقت على الحضارات القديمة.
لنفترض أنه كان. ما الذي تبحث عنه كدليل؟ ستقول "عدوى مشعة" وستكون مخطئًا. بدلا من ذلك ، فهي صحيحة جزئيا فقط.
النشاط الإشعاعي كان ولا يخلو من أي حرب نووية. لكن النشاط الإشعاعي الناتج عن القنبلة الذرية خاص ، فهو يحتوي على شيء يجعل من الممكن تمييزه عن القنبلة الطبيعية دون خطأ. هذا هو تكوين النويدات المشعة الخاصة.
النشاط الإشعاعي الطبيعي ناتج عن نظائر محددة جيدًا. هذه هي البوتاسيوم -40 ، والروبيديوم -87 ، واليورانيوم والثوريوم (مع منتجات إشعاعية من تحللها) - بشكل عام ، نظائر لها أنصاف عمر ضخمة سمحت لها بالبقاء حتى من وقت عدم وجود الأرض ولا الشمس. يضاف إليها عدد قليل من النظائر الكونية المنشأ - الكربون 14 ، البريليوم -7 ، الصوديوم -22 ، التريتيوم. تتشكل تحت تأثير الأشعة الكونية ويتم إنتاجها باستمرار.
لكن النويدات المشعة المميزة للانفجار النووي مختلفة تماما. في حقبة ما قبل النووي على الأرض (لا تحسب المفاعلات النووية الطبيعية من نوع Oklo) لم يكن هناك ذرة من السيزيوم -77 ، ولا الكوبالت -60 ، ولا الروثينيوم -106. إذا نشأوا مرة واحدة ، أثناء فورة المستعر الأعظم ، التي ولدت المادة التي تشكلت منها الشمس والكواكب بمرور الوقت ، فبحلول عصرنا قد اختفوا بدون أثر. وبعد 200 عام ، كان معظمهم قد عاشوا. وسنجدها - في شكل قمم نشاط مميزة في طبقات الرواسب السفلية ، التي نراها الآن في طبقات من 1950 إلى 1960 من القرن الماضي ، وكذلك في طبقة 1986.
كنا سنجدهم في موهينجو دارو ، وفي نفس العظام المشعة من العصر الحجري. لكننا نجد فقط الثوريوم واليورانيوم. ومنتجات تسوسها هي نفس الراديوم.
أسطورة أخرى: خلفية الإشعاع زادت عشرة أضعاف منذ اكتشاف النشاط الإشعاعي. متغير من الأسطورة مع عناصر من نظرية المؤامرة: من أجل إخفاء هذا ، في الستينيات تم إزالة الأجهزة الإشعاعية من المختبرات وعاد بعد إعادة المعايرة.
هذه الأسطورة تدحض ببساطة شديدة. منذ ذلك الحين ، من المدهش كيف ، ولكن في المختبرات الودائع تم حفظ عدادات جيجر القديمة في صناديقها الأصلية بجوازات السفر. أنواع MS-6 ، BC-6 ، إلخ. وكان فيها شخصية مكتوبة بخط اليد من "الخلفية الطبيعية". «» , , .
, — , — - , , -137 . , - . 8-12 / , , — . 0,5-1 / .
- . . , -90, , , -137. -137 50-100 /, — . -239
.
— , . -, -137 - , «» - .
::: , ,