Патент на изобретение №2251123

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2251123 (13) C2
(51) МПК 7
G01T1/16
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.01.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2003112497/28, 18.04.2003

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

18.04.2003

(43) Дата публикации заявки: 10.10.2004

(45) Опубликовано: 27.04.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. Под ред. А.Н.Марея и А.С.Зыковой. Минздрав СССР. – М., 1980, с.263. SU 1266324 А1, 15.12.1991. RU 2075092 C1, 10.03.1997. GB 2363673 А, 20.01.2002.

Адрес для переписки:

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 8, ГУ Санкт-Петербурггский НИИ радиационной гигиены

(72) Автор(ы):

Прокофьев О.Н. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

ГУ Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены (RU)

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНОГО ПРЕПАРАТА ДЛЯ АЛЬФА-РАДИОМЕТРИИ ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ПРОБ

(57) Реферат:

Использование: для калибровки радиометрических установок. Сущность: из золы ягеля выделяют 210Pb в составе хромата свинца, который выдерживают до накопления в нем 210Ро до уровня, достаточного для выполнения -радиометрии. Удельную активность 210Ро в контрольном препарате определяют по результату -радиометрии 210Pb. Технический результат – упрощение изготовления контрольного препарата. 1 табл.

Предлагаемый способ относится к области радиационного контроля объектов окружающей среды, а более точно к обеспечению калибровки радиометрических установок, предназначенных для измерения удельной активности радионуклидов -излучателей в объектах окружающей среды. Способ может найти применение при проведении радиационного контроля за удельной активностью -излучателей в пищевых продуктах, фураже, почве, радиоактивных отходах и других объектах окружающей среды.

Для калибровки радиометрических установок, предназначенных для измерения -активности проб применяют образцовые источники -излучения на основе 239Pu, 238U и 232Th [1]. Недостатком этих источников является то, что они тонкослойные. Поэтому выполнить калибровку радиометрической установки с их помощью на определение удельной -активности радионуклидов в пробе без дополнительных процедур, обеспечивающих переход к толстослойному образцовому источнику, не представляется возможным. Другим недостатком использования 239Рu для изготовления образцового источника -излучения является то, что из-за возможного присутствия в источнике 241Рu, который при распаде переходит в 241Аm, интенсивность -излучеиия источника возрастает с течением времени. Изготовление образцового источника -излучения на основе урана является сложной задачей, т.к. трудно получить источник, содержащий известный состав радионуклидов урана.

Международный стандарт [2] рекомендует для изготовления эталонных источников -излучения использовать 241Аm. Однако необходимые для изготовления таких источников калиброванные растворы 241Аm трудно доступны для рядового потребителя как из-за высокой стоимости, так и из-за того, что немногочисленные центры, поставляющие эти растворы, находятся за рубежом.

Наиболее близким к заявляемому является способ, основанный на изготовлении толстослойного образцового источника -активности [3]. Основным недостатком этого способа является то, что для его осуществления требуется калиброванный раствор радионуклида -излучателя. К его недостаткам относятся также необходимость измерения объема раствора, вносимого в золу, и необходимость тщательного перемешивания золы. При измерении объема раствора неизбежно внесение погрешности, а перемешивание не всегда обеспечивает равномерное распределение активности по объему источника, что необходимо для образцового источника. Зола, в которую вносится калиброванный раствор, должна быть свободной от присутствия в ней посторонних -излучателей. Это требует применения методов проверки исходной золы на содержание в ней -получателей, что также является недостатком рассматриваемого способа.

Целью заявляемого способа является упрощение изготовления контрольного препарата для -радиометрии толстослойных проб.

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления контрольного препарата для -радиометрии толстослойных проб, включающем внесение носителя свинца в исходный материал, содержащий 210Рb, выделение хромата свинца и изготовление из него толстослойного препарата, в качестве исходного материала используют золу ягеля, записывают время выделения хромата свинца, который выдерживают до накопления в нем 210Ро до уровня, достаточного для выполнения -радиометрии, проводят -радиометрию изготовленного контрольного препарата и препарата соли КСl в одинаковых условиях, а удельную активность (А) 210Ро в контрольном препарате определяют по формуле

A(t)=14320*(1-e*t)*(NBi-Nф)/0,8*(Nк-Nф), Бк/кг при t700 суток, (1)

А=14320*(NBi-Nф)/0,8*(Nк-Nф), Бк/кг при t>700 суток, (2)

где – постоянная распада 210Ро, =0,005008 суток-1; t – время, прошедшее от момента выделения хромата свинца до момента определения удельной активности 210Ро в препарате по скорости счета импульсов при -радиометрии от 210Bi, присутствующего в препарате, суток; NBi – скорость счета импульсов при -радаометрии толстослойного контрольного препарата, содержащего 210Рb, 210Bi и 210Ро, имп/мин; Nк – скорость счета импульсов при -радиометрии толстослойного препарата соли КCl, имп/мин; Nф – скорость счета импульсов фона, имп/мин; 14320 – удельная активность 40К в соли КCl, Бк/кг; 0,8 – отношение коэффициентов -радиометрии 210Bi и 40К.

Использование в качестве исходного материала золы ягеля дает то преимущество, что эта зола имеет высокую удельную активность 210Рb и легко растворяется в концентрированной соляной кислоте. По методике, изложенной в методических рекомендациях [4], 210Рb выделяют на подложку в составе толстослойного препарата хромата свинца. Для установления состояния, близкого к радиоактивному равновесию между 210Pb и 210Po, требуется выдержка препарата в течение не менее 700 суток после выделения 210Рb. После установления радиоактивного равновесия в препарате снижение удельной активности 210Ро с течением времени происходит с периодом полураспада 210Pb.

Преимущество предлагаемого способа изготовления контрольного препарата состоит в том, что удельную активность 210Ро в нем можно определять по прошествии того или иного интервала времени путем -радиометрии 210Вi (средняя энергия -частиц 389 кэВ [5]) и сравнения полученного результата с результатом -радиометрии препарата соли КCl. Присутствие 210Рb в контрольном препарате не влияет на результат -радиометрии 210Bi, т.к. средняя энергия -частиц, испускаемых при распаде 210Pb, составляет менее 16 кэВ [5].

К достоинствам предлагаемого способа изготовления контрольного препарата относится также то, что используемые для его изготовления химические процедуры не вносят вклада в погрешность определения его удельной активности. Исключены такие источники погрешности, присущие другим способам, как промахи при взятии объемов растворов и тому подобных процедур, используемых при изготовлении эталонных источников. В предлагаемом способе имеет место только статистическая погрешность при регистрации -излучения от контрольного препарата и от препарата соли КCl. Такая погрешность имеет место и в других существующих способах, использующих радиометрию эталонных препаратов. Величина этой погрешности зависит от удельной активности радионуклида в контрольном препарате. При изготовлении препарата с удельной активностью, обеспечивающей скорость счета импульсов при радиометрии на уровне 100 имп/мин, относительная погрешность составит не более 10% и вполне приемлема при проведении радиационного контроля объектов окружающей среды. Если скорость счета импульсов будет больше 100 имп/мин, то относительная погрешность при проведении радиометрии будет меньше 10%.

Пример осуществления способа. Ягель, доставленный экспедицией из Мурманской области озолен в муфельной печи при температуре 500°С. Из полученной золы по методике, изложенной в методических рекомендациях [4], выделен 210Рb на подложку в виде толстослойного препарата хромата свинца. Препарат на подложке был помещен в эксикатор и выдержан при комнатной температуре 2 года. На радиометрической установке УМФ-1500 с торцовым счетчиком СБФ-13 выполнена -радиометрия приготовленного препарата. Скорость счета импульсов (NBi) составила 55 имп/мин. Скорость счета импульсов фона (Nф) на этой установке во время проведения -радиометрии препарата была равна 6 имп/мин. В это же время на той же установке и в той же геометрии измерения проведена -радиометрия толстослойного препарата соли КСl. Скорость счета импульсов (Nк) от препарата соли КСl составила 110 имп/мин. Согласно формуле (2) удельная активность 210Ро в приготовленном препарате на момент измерения составляла А=14320*(55-6)/0,8*(110-6)8430 Бк/кг.

С приближением, достаточным для практических целей, можно считать, что скорость счета импульсов от толстослойного препарата, содержащего радионуклид -излучатель, пропорциональна толщине слоя препарата, с которой -частица может достигать поверхности детектора. Тогда отношение коэффициентов -радиометрии (ОКА) дня двух сравниваемых -частиц разных энергий равно отношению пробегов этих -частиц в материале препарата. Таким путем рассчитаны величины ОКА для -частиц с энергиями, указанными в табл. В качестве опорной использована энергия -частиц 210Ро. При выполнении расчета использованы данные о пробегах -частиц в углероде [6]. Учтено, что полный пробег -частицы состоит из пробега в толстослойном препарате, состоящем из углерода, и пробега в воздухе от поверхности препарата до поверхности детектора, составляющего 3 мм.

Отношение коэффициента -радиометрии радионуклида i к коэффициенту -радиометрии 210Ро можно рассчитать по формуле

где ОКАij – отношение коэффициента -радиометрии для -частиц энергии Еij радионуклида i к коэффициенту -радиометрии для -частиц 210Po; fij – доля от полного числа распадов радионуклида i, сопровождающихся испусканием -частицы с энергией Eij; mi – полное число -линий радионуклида i.

Таблица
Отношение коэффициентов -радиометрии
Энергия -частицы, МэВ ОКА Энергия -частицы, МэВ ОКА Энергия -частицы, МэВ ОКА
2,5 0,308 5,0 0,908 7,0 1,58
3,0 0,404 5,297 1,000 7,5 1,77
3,5 0,514 5.5 1,061 8,0 2,00
4,0 0,636 6,0 1,223 9,0 2,43
4,5 0,765 6,5 1,397 10,0 2,90

Удельная -активность Ai радионуклида i в толстослойном препарате определяется по результатам -радиометрии этого препарата и контрольного препарата, содержащего 210Ро с удельной активностью (Бк/кг), с помощью формулы

где ni(n) – скорость счета импульсов при -радиометрии толстослойного препарата, содержащего радионуклид i (210Ро), имп/мин; nф – скорость счета импульсов фона, имп/мин.

Положительный экономический эффект от предлагаемого способа обусловлен тем, что у лабораторий, проводящих -радиометрию проб, отпадает необходимость в приобретении дорогостоящих эталонов (или эталонных растворов), которые к тому же недолговечны и требуют возобновления. Предлагаемый способ по исполнению доступен обычным лабораториям, т.к. не требуют специальных средств и применения сложной дорогостоящей аппаратуры. Применение способа только в одной лаборатории может дать экономию денежных средств в десятки тысяч рублей.

Литература

1. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. 4-е издание перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1991; с.316.

2. Water quality – Measurement of gross alpha activity in non-saline water – Thick source melhod. International Standard ISO 9696, 1992.

3. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. Под. ред. A.Н.Марея и А.С.Зыковой. Минздрав СССР, M., 1980, с.263.

4. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. Под. ред. А.К.Марея и А.С.Зыковой. Минздрав СССР, М., 1980, с.171.

5. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. Публикация 38 МКРЗ. Перевод В.И.Попова под ред. А.А.Моисеева, ч.2, кн.2. М.: Энергоатомиздат, 1987.

6. Машкович В.П. Защита от ионизирующих излучений. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1982, с.244.

Формула изобретения

Способ изготовления контрольного препарата для -радиометрии толстослойных проб, включающий внесение носителя свинца в исходный материал, содержащий 210Рb, выделение хромата свинца и изготовление из него толстослойного препарата, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в качестве исходного материала используют золу ягеля, записывают время выделения хромата свинца, который выдерживают до накопления в нем 210Ро до уровня, достаточного для выполнения -радиометрии, проводят -радиометрию изготовленного контрольного препарата и препарата соли КСl в одинаковых условиях, а удельную активность (А) 210Ро в контрольном препарате определяют по формуле

A(t)=14320·(1-e*t)·(NBi-Nф)/0,8·(Nk-Nф), Бк/кг при t700 суток, (1)

А=14320·(NBi-Nф)/0,8·(Nk-Nф), Бк/кг при t>700 суток, (2)

где – постоянная распада 210Ро, =0,005008 суток-1; t – время, прошедшее от момента выделения хромата свинца до момента определения удельной активности 210Ро в препарате по скорости счета импульсов при -радиометрии от 210Bi, присутствующего в препарате, суток; NBi – скорость счета импульсов при -радиометрии толстослойного контрольного препарата, содержащего 210Рb, 210Bi и 210Ро, имп/мин, Nk – скорость счета импульсов при -радиометрии толстослойного препарата соли КСl имп/мин; Nф – скорость счета импульсов фона, имп/мин; 14320 – удельная активность 40К в соли КСl, Бк/кг; 0,8 – отношение коэффициентов – радиометрии 210Вi и 40K.


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.04.2005

Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007


Categories: BD_2251000-2251999