Спектрометрическое определение К-40 и Cs-137 в объектах окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Тема курсовой работы «Спектрометрическое определение К-40 и Cs-137 в объектах окружающей среды» на данный момент времени эта тема достаточно актуальна для нашей повседневной жизни, так как например Цезий-137 является основным компонентом радиоактивного загрязнения биосферы, он содержится в радиоактивных выпадениях, отходах, сбросов заводов, перерабатывающих отходов атомных электростанций. Интенсивно собирается почвами и донными отложениями. Так, что вопрос определения Цезия-137 в продуктах питания, а так же в объектах окружающей среды очень важное исследование. Далее в курсовой работе, более подробно рассмотрим физико-химические свойства Цезия-137, а так же его образование и распад и в ходе экспериментальной части, осуществим проверку его содержание в определенных пробах и сравним его с Республиканским допустимым уровнем содержания радионуклидов Цезия-137 в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99).

Так же тема курсовой является еще более интересной из-за возможности спектрометрического определения Калия-40, так как он является природным радиоактивным изотопом химического элемента калия с атомным номером 19 и массовым числом 40.

В курсовой работе выделяются несколько основных задач:

1. Изучить специальную литературу по рассматриваемой теме.

2. Познакомится с изотопами К-40 и Cs-137, изучить их физико-химические свойства.

3. Изучить методику измерения удельной активности К-40 и Cs-137.

4. Научится определять Калий-40 и Цезий-137 на гамма-спектрометре РКГ-01, а так же изучить принцип работы самого спектрометра.

5. Провести экспериментальную работу. И сделать вывод о проделанной работе.

Главной целью курсовой работы, является изучение более подробно нахождение цезия-137 и калия-40 в растительных пробах, и понять в каких частях растениях идет большее их накопление и от чего это зависит. А так же превышает ли придельные допустимые нормы Цезия-137 в пробах и если превышает, то во сколько раз и насколько это опасно для человека. Так как этот исследуемый материал используется для корма животным, а вследствие этого, он попадает в организм человека.



1. БЛОК-СХЕМА СОВРЕМЕННОГО СПЕКТРОМЕТРА, НАЗНАЧЕНИЕ БЛОКОВ

Весь измерительный комплекс в совокупности с детектором называется спектрометром. Типичная блок-схема спектрометра представлена на рис.1.1 Спектрометр состоит из детектора, который служит для преобразования энергии бета-частиц или гаммаквантов в электрический импульс предусилителя, усиливающего сигнал и служащего также для развязки детектора от всех остальных устройств, блока питания детектора и предусилителя, спектрометрического усилителя, формирующего сигнал нужной формы и защищающего последующие устройства от шумов малой амплитуды, отсекая их специальным дискриминатором, и аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), измеряющего амплитуду каждого импульса и накапливающего информацию о них в памяти. Еще один блок (это может быть осциллограф или монитор компьютера) служит для визуализации гистограмм пришедших импульсов. Ниже подробнее рассмотрен принцип работы отдельных блоков и их устройство.

Рис 1.1 Структурная схема спектрометра

Предварительный усилитель (пред-усилитель) - очень чувствительный усилитель с низким уровнем собственных шумов, расположенный обычно непосредственно в детекторе или рядом с ним, чтобы свести к минимуму электрические наводки в проводах. Обычно через предусилитель подается и высокое напряжение на детектор. Главная часть любого предусилителя - полевой транзистор, подключенный прямо к электродам детектора или фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Сочетание большой чувствительности транзистора и высокого напряжения на детекторе делает его наиболее уязвимым местом всего спектрометра. Особенно это касается ППД. При скачкообразной подаче высокого напряжения на детектор или снятии полевой транзистор, как правило, выходит из строя в результате пробоя. Вот почему снимать и подавать напряжение на детектор рекомендуется плавно, без скачков. изотоп спектрометрический детектор

Блок высокого напряжения.

Практически во всех типах детекторов используется высокое напряжение: обычно от 500 до 4000В, кроме полупроводниковых (5-25 вольт). Чтобы обеспечить плавную подачу высокого напряжения на детектор, в современных блоках высокого напряжения предусмотрен медленный рост напряжения до установленного на регуляторе. Обычно скорость роста напряжения составляет 50-100 В/с. То же относится и к снятию напряжения. Большинство блоков снабжено защитой от перегрузок, а некоторые блоки высокого класса для ППД имеют аварийное отключение при повышении температуры охлаждаемого детектора до критической (при которой детектор под напряжением выходит из строя). Блоки высокого напряжения отличаются очень высокой стабильностью (десятые и сотые доли процента). От этого параметра непосредственно зависит энергетическое разрешение детектора.

Усилитель импульсов

Спектрометрический усилитель не является обязательным элементом спектрометрического комплекса. Его не используют, если предусилитель дает сигнал необходимой амплитуды и формы. Усилитель предназначен для подготовки сигнала с предусилителя к обработке АЦП, причем его длительность не должна зависеть от амплитуды импульса (рис 1.2). Усилитель имеет несколько регулировок: усиления, постоянной времени, порога дискриминатора, компенсации нуля. Все регулировки, кроме порога дискриминатора, служат для управления формой и амплитудой импульса, дискриминатор же отсекает сигналы, амплитуды которых меньше установленного порога, т.е. убирает шумы схемы и ФЭУ, а также ложные импульсы, длительность которых меньше длительности импульсов полезного сигнала, облегчая работу АЦП и уменьшая загрузку спектрометра.

Рисунок 1.2. График зависимости длительности импульса на входе АЦП от его амплитуды.

Регулировка постоянной времени влияет на длительность импульса и, в какой-то мере, на его амплитуду. Существенно, что АЦП требует, чтобы длительность импульса была одинаковой для любой амплитуды, как это показано на рис1.2. Еще одна важная регулировка - восстановление нуля (или основной линии). Поскольку импульс от предусилителя, как правило, имеет форму, показанную на рис1.2, то после усилителя возможно затягивание заднего фронта импульса (рис1.3). Регулировка восстановления основной линии позволяет сделать импульс почти симметричным, что является благоприятным фактором для АЦП. На рис1.3 показана форма импульса при правильно и неправильно установленной регулировке восстановления основной линии.



Рисунок 1.3-Форма импульса после восстановления основной линии: а - затягивание заднего фронта; б - перекомпенсация; в - правильно сформированный импульс.

Аналого-цифровой преобразователь.

АЦП - сложнейшая электронная система, преобразующая значение амплитуды импульса в цифровой код. АЦП имеет некоторое количество каналов, или цифровых ячеек. Обычно число ячеек 1024, 4096 или 8192 кратно 2 (1024 = 210, 4096 = 212, 8192 = 213). Степень двойки означает разрядность АЦП. Говорят, что АЦП имеет 12 разрядов или 4096 каналов. Иногда используют обозначение 210=1К, 212=4К, 213=8К. Когда на вход АЦП приходит импульс напряжения, его амплитуда превращается в цифру, лежащую в диапазоне от 0 до 1024 (в случае 10-разрядного АЦП) или от 0 до 4096 (в случае 12-разрядного) и т.д. После этого в канал с номером, равным этой цифре, добавляется 1 и так далее для всех импульсов. В итоге в каналах АЦП набирается гистограмма амплитуд импульсов, которая является спектром гамма-излучения (бета-излучения) в цифровом виде.

Системы визуализации спектра

Цифровой вид спектра не слишком удобен для работы, поскольку чаще всего требуется оперативная информация о виде спектра, т.е. его графической форме. Можно, конечно, считать значение каналов и построить на бумаге график: по оси x - номер канала, по оси y - значение в канале, но, как правило, сейчас это делается автоматически на экране осциллографа или компьютера. Такой способ представления информации позволяет рассмотреть общий вид спектра, выделить его часть и рассмотреть в подробностях, изменить вертикальный и горизонтальный масштабы и т.д. Типичный вид спектра Сs-137, полученный на сцинтилляционном детекторе с помощью компьютера, представлен на рис.4.

Рисунок 1.4 -Типичная форма спектра Cs-137.

Под словами «спектр гамма-излучения» или «гамма-спектр», понимают чаще всего изображение, подобное рис1.4. Здесь по оси Х отложена амплитуда импульсов, поступивших с детектора, выраженная в энергетических единицах. На самом деле по оси Х отложены энергии электронов, образующихся в детекторе при всех видах взаимодействий. Пик в правой части спектра означает ППП (пик полного поглощения), для которого энергия электронов максимальна. Широкое неровное плато левее пика - это зафиксированные комптоновские электроны, имеющие широкий диапазон энергий. Спектр с одной линией имеет сравнительно простую форму. Для определения площадей ППП, что необходимо для вычисления активности, нужно проделать немалую вычислительную работу.

Детекторы гамма-излучения

В настоящее время для спектрометрии г-излучения используют детекторы двух типов: сцинтилляционные и полупроводниковые. Типовые блок-схемы детекторов гамма-излучения в спектрометрии приведены на рис1. 5.



Рисунок 1.5-Блок схема спектрометрических детекторов: 1-сцинтилляционные;2-полупроводниковые.

Сцинтилляционные детекторы представляют собой кристаллсцинтиллятор, оптически связанный с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Чаще всего в качестве сцинтиллятора используется монокристалл йодида натрия, активированный таллием NaI(Tl); применяют также кристаллы CsI(Tl) и Bi4Ge3O12. Электроны (позитроны), появляющиеся при прохождении потока г-квантов через кристалл, ионизируют и (или) возбуждают большое число атомов. Максимальный пробег этих частиц, как правило, заведомо меньше размеров кристалла и практически вся кинетическая энергия передается сцинтиллятору. Основная часть энергии возбуждения трансформируется в тепловую, часть - высвечивается: число световых фотонов составляет в среднем 10ч100 на 1 кэВ поглощенной энергии г-излучения. При этом доля энергии возбуждения, преобразуемой в световые импульсы, - величина постоянная для данного кристалла. Поэтому число фотонов, составляющих отдельную сцинтилляцию, пропорционально кинетической энергии заряженных частиц, т.е. доле энергии г-кванта, переданной кристаллу. Вспышки света, попадая на фотокатод ФЭУ, вызывают эмиссию электронов, которые в электрическом поле ускоряются и попадают на первый динод. Поток электронов, проходя систему динодов, увеличивается лавинообразно примерно в 105 ч107 раз, и электрический импульс с анода ФЭУ поступает в регистрирующую аппаратуру. Количество электронов, в лавине пришедших на анод, пропорционально числу электронов, выбитых с фотокатода, что, в свою очередь, определяется интенсивностью световых вспышек.

Таким образом, амплитуды сигналов (импульсов) на выходе ФЭУ пропорциональны энергии, передаваемой г-квантами атомам сцинтиллятора в первичных процессах. Развитие электронной лавины и формирование сигнала на аноде ФЭУ занимает 10? 9ч10? 8 с. Этот период меньше времени высвечивания фотонов неорганическими кристаллами (в случае NaI(Tl) ~2·10? 7 с), которое определяет разрешающее время сцинтилляционных детекторов. Действие полупроводниковых детекторов основано на ионизации рабочего вещества детектора (монокристалл кремния или сверхчистого германия) заряженными частицами, появляющимися при его гоблучении. Средняя энергия, затрачиваемая на образование одной пары электрон-вакансия, составляет 2,9 и 3,8 эВ для германия и кремния соответственно.

Электроны (позитроны) при торможении внутри рабочего объема детектора создают большое число свободных носителей заряда (пар электрон-вакансия), которые под действием приложенного напряжения движутся к электродам. В результате во внешней цепи детектора возникает электрический импульс, пропорциональный поглощенной энергии г-кванта. Этот сигнал затем усиливается и регистрируется. Большая подвижность носителей заряда в Ge и Si позволяет собрать заряд за время примерно 10? 8 ?10? 7 с, что обеспечивает высокое временное разрешение полупроводниковых детекторов. Эти детекторы (как и сцинтилляционные) позволяют регистрировать высокие скорости счета без поправки на разрешающее время. Исходя из вышеизложенного при взаимодействии г-квантов с веществом детектора происходят следующие эффекты: * фотоэффект: г-квант выбивает электрон с электронной оболочки атома и передает ему всю энергию; * комптоновское рассеивание: г-квант выбивает электрон и передает ему часть энергии. В результате образуется электрон и вторичный г-квант, который может вылететь из детектора; * образование пары электрон - позитрон: образуется пара е+ и е-, при этом энергия г-кванта уменьшается на 511 Ч 2 = 1022 кэВ. Таким образом, при попадании г-кванта в детектор он может: 1) полностью поглотиться в детекторе.

При этом амплитуда электрического импульса будет пропорциональна энергии г-кванта; 2) потерять часть энергии в детекторе (комптоновское рассеивание, или образование пары) и вылететь из него. Амплитуда электрического импульса пропорциональна той части энергии, которую г-квант оставил в детекторе. Позиция пика полного поглощения энергии (ППП) пропорциональна энергии г-квантов. Можно построить зависимость позиции от энергии. Как правило, она линейна. Число импульсов, аккумулированных в каждом канале за время измерения t, подсчитывается и в результате получается аппаратурный спектр. Он представляет собой дискретное распределение, по оси абсцисс которого отложены номера каналов (амплитуды сигналов, энергия Ег), а по оси ординат - число накопленных в каналах импульсов (рис1.6).

Таким образом, амплитуды сигналов, поступающих на вход АЦП, измеряются, и в каждый канал попадают соответствующие ему импульсы с амплитудой v1 ±Дv1 , v2 ±Дv2 ,...,vn ±Дvn, которая зависит от поглощенной детектором энергии E1 ±ДЕ1, E2 ±ДЕ2, …, En ±ДЕn. В дальнейшем эта гистограмма аппроксимируется плавной кривой с использованием той или иной математической модели, например функции Гаусса. Для того чтобы соотнести номера каналов значениям энергии г-квантов, проводят калибровку спектрометра по энергии. С этой целью набирают спектры нескольких стандартных источников и в каждом спектре определяют номера каналов, отвечающие центрам пиков полного поглощения. Этим каналам присваивают соответствующие табличные значения Ег (или ЕХ) и проводят линейную аппроксимацию зависимости энергии от номера канала спектрометра n:

Eг = a +b?n

Рисунок 1.6.Спектры 60Co, полученные с помощью полупроводникового (HPGe) и сцинтилляционного (NaI) детекторов.

Важной характеристикой детекторов, применяемых для спектрометрии излучений, является их относительное энергетическое (амплитудное) разрешение - отношение ширины фотопика на его полувысоте (W) к энергии кванта Ег, соответствующей этому пику. Чем меньше значение W/Ег, тем лучше разрешены линии аппаратурного спектра (Рис1.7).

Рисунок 1.7. Относительно энергетическое (амплитудное) разрешение детектора.



Ширина пика W отражает флуктуацию амплитуд сигналов на выходе детектора, обусловленную главным образом статистическим разбросом числа носителей заряда (ne). Чем больше образуется носителей заряда, тем меньше (по закону Пуассона) относительное среднеквадратичное отклонение д=1/(ne )Ѕ и лучше амплитудное разрешение. Статистические колебания амплитуд выходного импульса сцинтилляционного детектора обусловлены флуктуациями весьма небольшого числа электронов, выбитых с фотокатода и приходящих на первый динод ФЭУ, а полупроводникового - большого числа пар электрон-вакансия. Например, при поглощении в кристалле NaI энергии Ег =600 кэВ на первый динод попадает менее 200 электронов, что дает ~7%-ный разброс в величине выходного импульса. При поглощении г-кванта такой же энергии в кристалле германия образуется ~ 20000 носителей заряда, что в конечном счете предопределяет значительно лучшее относительное энергетическое разрешение полупроводниковых детекторов (W/Ег = 0,003ч0,009 в диапазоне 1000ч100 кэВ) по сравнению со сцинтилляционными (0,06ч0,1). Некоторые радионуклиды на один акт распада излучают несколько г-квантов. Например, при распаде Tl-208 могут одновременно образоваться два г-кванта с энергиями 583 и 2614 кэВ. Если они оба попадут в детектор, то будут там зафиксированы как один г-квант с энергией 583 + 2614 = 3197кэВ. Вероятность одновременного попадания г-квантов в детектор особенно велика, когда проба размещается внутри детектора - в "колодце". В результате этого явления на спектрограмме появится пик с энергией, равной сумме энергий двух г-квантов. Этот пик называется пиком суммирование (Рис1.8).

Основные отличия сцинтилляционного детектора от полупроводникового следующие:

* полупроводниковый детектор обладает более высоким разрешением;



Рисунок 1.8. Пик суммирования.

* позиция пика полного поглощения (ППП) для полупроводникового детектора не зависит от высокого напряжения, следовательно, меньший температурный и временной дрейф позиции ППП;

* сцинтилляционный детектор, как правило, обладает большей чувствительностью; * сцинтилляционный детектор дешевле и более прост в эксплуатации;

* сцинтилляционный детектор, как правило, обладает большей чувствительностью;

* сцинтилляционный детектор дешевле и более прост в эксплуатации. [1]



2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА К-40

Калий-40 - природный радиоактивный изотоп химического элемента с атомным номером 19 и массовым числом 40 в природе составляет 0,0117 (1)%. Период полураспада калия-40 составляет 1,248(3) Ч 109 лет. Активность 1 грамма изотопного чистого 40К равна 2,652 Ч 105 Бк. Весь природный калий радиоактивен за счет распадов 40К; удельная активность природного калия равно примерно 31 Бк/г. Изотоп был открыт в 1935 году, хотя радиоактивность природного калия была обнаружена еще в 1905 году Дж. Томсоном.

Соединения калия:

Оксид калия - К2О

ФС tu,a - 380 ?C.

Оранжево-желтый порошок.

1. Существует в виде КО2 или К2О4.

2. Гидролиз:

2КО2 + 2Н2О > 2КОН + Н2О2 + О2 ^

Озонид калия - КО3

Действие озона на гидроксид калия.

Гидроксид калия - КОН

1. 2К + 2Н2О > 2КОН + Н2 ^

2. 2К+ + СО2- + Са2+ + 2ОН- > СаСО3v + 2К+ + 2ОН

Электролиз раствора KCl.

p- 2.044 г Ч см-3

температура - 360 ?С; температура кипения - 1327 ?С

Растворимость - 95,3 г/100 г воды при 0?С. Хорошо растворим в метаноле и этаноле.

Известны моно-, ди- и тетрагидрат; устойчива дигидрат КОН Ч 2Н2О; сильное основание омыляет жиры (жидкие мыла).

Карбонат калия - К2СО2 + Н2О

2КОН + СО2 > К2СО3 + Н2О

1. Способ Энгела - Прехта, анологичен способу Сольве.

Температура плавления - 894 ?С

Растворимость - 107,3 г/100 г воды при 0?С; 156 г/100 г воды при 100?С.

Галогены калия - KF, KCl , KBr, KI

1. Синтез из элементов.

2. В результате реакции вытеснения.

Таблица 1. Свойства атомов и связей.

Элемент	Порядковый номер элемента	Изотоп	Содержание в естественных элементах, %	Масса	Период полураспада	Тип распада	Энергия распада МэВ
Калий К	19	39	93,22	38,96371	-	-	-
		40	0,118	39,974	1,26 Ч 109 лет	в-, ЗЭ, в+	-
		41	6,77	40,962	-	-	0,60
		42	-	41,963	12,36 ч	в-	1,82
		43	-	-	22,4 ч	в-	-

Исходя из данных таблицы, мы можем наблюдать, что Калий-40 содержится в естественных элементах, так как он является природным радиоактивным изотопом. Его масса составляет 39,974 а. е. м. У калия-40 самый большой период полураспада 1,26 Ч 109 лет, выделяют так же несколько типов распада электронный в- -распад , электронный в+ - распад и так же электронный захват - это захват ядром собственного орбитального электрона. [2,3]

2.1 Схема распада К-40, виды излучений

Радионуклиды подразделяю на естественные и искусственные, между которыми нет принципиального различия. К основным естественным относят радиоактивные семейства урана и тория, а так же калия. Природный калий состоит из смеси трёх изотопов - стабильных 39К и 41К и радиоактивного 40К. Доля радиоактивного изотопа составляет у=1.18Ч10-14. Его период полураспада порядка возраста Земли.

Калий в 89% случаев испытывает в- - распад (электронный в-распад) распад служит превращением свободного нейтрона n в протон p ,подобные превращения нейтрона происходят во многих не стабильных ядрах, превращая их в стабильный кальций:

40 19К 40 20Ca + -1 0e + н e

Электронный захват. Третий вид в-распада - захват ядром собственного орбитального электрона, происходит в 11% случаев:

40 19К + -1 0е 40 18Ar + н e + г

Где г-квант.

Ядро аргона образуется в возбужденном состоянии и испускает г-квант с энергией 1,46 МэВ, переходя в основное не радиоактивное состояние (Рис.1). Электроны распада имеют максимальную энергию Еmax=1,3 МэВ. Таким образом, на 100 распадов испускается в среднем 89 электронов и 11 г-квантов. Распады первого типа регистрируют по испускаемым электронам, а распады второго типа - по г-излучению.



Рисунок 1. Схема распада калия-40.

Содержание калия в земной коре составляет 2,5%. Наиболее важные минералы - это сильвин KCl, сильвинит (K,Na), и др. за счет радиоактивного распада калия Земля получает заметное количество внутреннего тепла.

Калий играет важную роль в жизнедеятельности животных и растений; поэтому в почву вносят калийные удобрения.

Соли калия - доступный и безопасный источник слабой радиоактивности. [4]



3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА CS-137

Цезий-137 - бета-излучатель с периодом полураспада 30.174 года. 137Сs открыт в 1860 г. немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesius -- голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время известно несколько изотопов цезия. Наибольшее практическое значение имеет 137Сs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана. Ядерная энергетика является источником поступления 137Сs в окружающую среду.

По своим химическим свойствам цезий близок к рубидию и калию -- элементам 1 группы. Радиоизотопы цезия применяются в химических исследованиях, в гаммадефектоскопии, в радиационной технологии, в радиобиологических экспериментах. 137Сs используется как источник -излучения для контактной и дистанционной лучевой терапии, а также для радиационной стерилизации. Изотопы цезия при любом пути поступления в организм хорошо всасываются.

После аварии на ЧАЭС во внешнюю среду поступило 1.0 МКи цезия-137. В настоящее время это основной дозообразующий радионуклид на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС. От его содержания и поведения во внешней среде зависит пригодность загрязненных территорий для полноценной жизни.

Почвы Украинско-Белорусского Полесья имеют специфическую особенность -- цезий-137 плохо фиксируется ими и, как следствие, он легко поступает в растения через корневую систему. Поэтому еще в доаварийные времена содержание этого радионуклида в выращенной здесь продукции было в 35-40 раз выше, чем в центральных районах страны. После аварии на ЧАЭС людей пришлось отселять из наиболее пострадавших районов вовсе не из-за опасно высокого радиационного фона -- там стало невозможным ведение сельского хозяйства.

Биологическое действие 137Сs.

Изотопы цезия, являясь продуктами деления урана, включаются в биологический круговорот и свободно мигрируют по различным биологическим цепочкам. В настоящее время 137Сs обнаруживается в организме различных животных и человека. Следует отметить, что стабильный цезий входит в состав организма человека и животных в количествах от 0,002 до 0,6 мкг на 1 г мягкой ткани.

Всасывание 137Сs в ЖКТ животных и человека составляет 100%. В отдельных участках ЖКТ всасывание 137Сs происходит с различной скоростью. По данным ученых через час после введения всасывается по отношению к введенной дозе: в желудке всасывается 7% 137Сs, в двенадцатиперстной кишке--77%, в тощей--76%, в подвздошной--78%, в слепой--13%, в поперечно-ободочной кишке--39%. Л. А. Булдаков, Г. К. Королев считают, что изотопы цезия больше всего накапливаются в мышцах. По данным Ю. И. Москалева после внутривенного введения 137Сs быстро покидает кровяное русло. В первые 10 - 30 мин максимальная концентрация его регистрируется в почках (7-10% в 1 грамме ткани). Затем происходит перераспределение его, и основные количества -- до 52,2% -- задерживаются в мышечной ткани.

Таблица 1. Свойства атомов и связей.

Элемент	Порядковый номер элемента	Изотоп	Содержание в естественных элементах	Масса	Период полураспада	Тип распада	Энергия распада, МэВ
Цезий	55	131	-		9,70 сут	ЗЭ	0,35
		132	-		6,59 сут	ЗЭ,в+,в-	2,09
		133	100	132,90	-	-	-
		134	-		2,046	в-	2,062
		135	-		3,0Ч106 лет	в-	0,210
		136	-		13,7 сут	в-	2,54
		137	-		30,0 год	в-	1,176

Показано, что наибольшие количества 137Сs через 19--81 суток содержатся в скелетных мышцах, печени, почках. Определение 137Сs в организме человека проводят по измерению гамма-излучения от тела и бета-, гамма-излучению от выделений (моча, кал). Для этой цели используют бета-гамма-радиометры и счетчик излучений человека (СИЧ). По отдельным пикам спектра, соответствующим различным гамма-излучателям, можно определить их активность в организме.

Исходя из данных в таблице, мы можем наблюдать, что Цезий-137 не является природным изотопом, так как он образуется преимущественно при делении ядер в ядерных реакторах и ядерном оружии. Период полураспада 30 лет. Основным продуктом распада является 137Ba, тип распада электронный бета (в-) - распад. [8,9,10]

3.1 Схема распада Cs-137, виды излучения

Цезий-137 является дочерним продуктом в- -распада нуклида 137Xe (период полураспада составляет 3,818(13) мин):

13754Хе > 13755Cs + e- +нe

Цезий-137 претерпевает беда-распад (период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария 137Ba.

13755Cs > 13756Ba + e- + нe .

Подробно схему распада можно рассмотреть на Рис.1

В 94,4 % случаев распад происходит с промежуточным образованием ядерного изотопа бария-137 137Bam (его период полураспада составляет 2,55 мин), который в свою очередь переходит в основное состояние с испусканием гамма-кванта с энергией 661,7 кэВ (или конверсионного электрона с энергией 661,7 кэВ, уменьшенной на величину энергии связи электрона). Суммарная энергия, выделяющаяся при бета-распаде одного ядра цезия-137, составляет 1175,63 ± 0,17 кэВ. [11,12,13]

Рис.1 Схема распада Цезия-137.



4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СЦИНЦИЛЛЯЦИОННОГО СЧЕТЧИКА

Сцинтилляционный счётчик, прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, g-квантов, мезонов и т. д.), основными элементами которого являются вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор), и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Визуальные наблюдения световых вспышек (сцинтилляций) под действием ионизирующих частиц (a-частиц, осколков деления ядер) были основным методом ядерной физики в начале 20 в. (см. Спинтарископ). Позднее С. с. был полностью вытеснен ионизационными камерами и пропорциональными счётчиками. Его возвращение в ядерную физику произошло в конце 40-х гг., когда для регистрации сцинтилляций были использованы многокаскадные ФЭУ с большим коэффициентом усиления, способные зарегистрировать чрезвычайно слабые световые вспышки.

Принцип действия сцинтилляционного счётчика состоит в следующем: заряженная частица, проходя через сцинтиллятор, наряду с ионизацией атомов и молекул возбуждает их. Возвращаясь в невозбуждённое (основное) состояние, атомы испускают фотоны. Фотоны, попадая на катод ФЭУ, выбивают электроны, в результате чего на аноде ФЭУ возникает электрический импульс, который далее усиливается и регистрируется (см. рис.4.1). Детектирование нейтральных частиц (нейтронов, g-квантов) происходит по вторичным заряженным частицам, образующимся при взаимодействии нейтронов и g-квантов с атомами сцинтиллятора.

В качестве сцинтилляторов используются различные вещества (твёрдые, жидкие, газообразные). Большое распространение получили пластики, которые легко изготовляются, механически обрабатываются и дают интенсивное свечение. Важной характеристикой сцинтиллятора является доля энергии регистрируемой частицы, которая превращается в световую энергию (конверсионная эффективность h).

Рис.4.1. Схема сцинтилляционного счетчика: кванты света (фотоны), «выбивают» электроны с фотокатода; двигаясь от динода к диноду, электронная лавина размножается.

Наибольшими значениями обладают кристаллические сцинтилляторы: NaI, активированный Tl [NaI (Tl)], антрацен и ZnS. Др. важной характеристикой является время высвечивания t, которое определяется временем жизни на возбуждённых уровнях. Интенсивность свечения после прохождения частицы изменяется экспоненциально: где I0 -- начальная интенсивность. Для большинства сцинтилляторов t лежит в интервале 10-9 -- 10-5 сек. Короткими временами свечения обладают пластики (табл.4.1). Чем меньше t, тем более быстродействующим может быть сделан сцинтилляционный счётчик.

Для того чтобы световая вспышка была зарегистрирована ФЭУ, необходимо, чтобы спектр излучения сцинтиллятора совпадал со спектральной областью чувствительности фотокатода ФЭУ, а материал сцинтиллятора был прозрачен для собственного излучения. Для регистрации медленных нейтронов в сцинтиллятор добавляют Li или В. Для регистрации быстрых нейтронов используются водородсодержащие сцинтилляторы. Для спектрометрии g-квантов и электронов высокой энергии используют Nal (Tl), обладающий большой плотностью и высоким эффективным атомным номером.

Сцинтилляционные счётчики изготавливают со сцинтилляторами разных размеров -- объёмом от 1--2 мм3 до 1--2 м3. Чтобы не «потерять» излученный свет, необходим хороший контакт ФЭУ со сцинтиллятором. В С. с. небольших размеров сцинтиллятор непосредственно приклеивается к фотокатоду ФЭУ. Все остальные его стороны покрываются слоем светоотражающего вещества (например, MgO, TiO2). В сцинтилляционных счётчиках большого размера используют световоды (обычно из полированного органического стекла).

ФЭУ, предназначенные для С. с., должны обладать высокой эффективностью фотокатода (до 2,5%), высоким коэффициентом усиления (108--108), малым временем собирания электронов (~ 10-8 сек) при высокой стабильности этого времени. Последнее позволяет достичь разрешающей способности по времени С. с. Ј10-9 сек. Высокий коэффициент усиления ФЭУ наряду с малым уровнем собственных шумов делает возможной регистрацию отдельных электронов, выбитых с фотокатода. Сигнал на аноде ФЭУ может достигать 100 в.

Таблица 4.1. Характеристики некоторых твердых и жидких сцинтилляторов, применяемых в сцинтилляционных счётчиках.

Вещество	Плотность, г/см3	Время вычисления t, 10-9 сек	Длиннаволня в максимуме спектра, А	Конверсионная эффективность h, % ( для электронов)
Кристаллы
Антрацен С14Н10	1,25	30	4450	4
Стильбен С14Н12	1,16	6	4100	3
NaI (Tl)	3,67	250	4100	6
ZnS ( Ag)	4,09	11	4500	10
Жидкость
Раствор p-терфенила в ксилоте (5 г/л) с добавлением РОРОР1(0,1 г/л)	0,86	2	3500	2
Раствор p-терфенила в толуоле (4 г/л) с добавлением РОРОР(0,1г/л)	0,86	2,7	4300	2,5
Пластики
Полистирол с добавлением p-терфенила (0,9%) и а-NPO2 (0.05 весовых %)	1,06	2,2	4000	1,6
Поливинилтолуол с добавлением 3,4% p-терфенила и 0,1 весовых % РОРОР	1,1	3	4300	2

Достоинства сцинтилляционного счётчика: высокая эффективность регистрации различных частиц (практически 100%); быстродействие; возможность изготовления сцинтилляторов разных размеров и конфигураций; высокая надёжность и относительно невысокая стоимость. Благодаря этим качествам С. с. широко применяется в ядерной физике, физике элементарных частиц и космических лучей, в промышленности (радиационный контроль), дозиметрии, радиометрии, геологии, медицине и т. д. Недостатки сцинтилляционного счётчика: малая чувствительность к частицам низких энергий (Ј 1 кэв), невысокая разрешающая способность по энергии.Для исследования заряженных частиц малых энергий (< 0,1 Мэв) и осколков деления ядер в качестве сцинтилляторов применяются газы (табл. 2). Газы обладают линейной зависимостью величины сигнала от энергии частицы в широком диапазоне энергий, быстродействием и возможностью менять тормозную способность изменением давления. Кроме того, источник может быть введён в объём газового сцинтиллятора. Однако газовые сцинтилляторы требуют высокой чистоты газа и специального ФЭУ с кварцевыми окнами (значительная часть излучаемого света лежит в ультрафиолетовой области).



Таблица 4.2. Характеристики некоторых газов, применяемых в качестве сцинтилляторов в сцинтилляционных счетчиках (при давлении 740 мм).

Газ	Время вычисления t, сек	Длинна волны в максимуме спектра, А	Конверсионная эффективность n, %
Ксенон	10-8	3250	14
Криптон	10-8	3180	8,7
Аргон	10-8	2500	3
Азот	3 Ч 10-9	3900	2

4.1 Принцип индификации К-40 и Cs-137 по гамма-излучению

Гамма-излучение наблюдается у ряда б- и в - радионуклидов и сопровождает эти распады. Сущность г - излучения заключается в том, что при распаде ряда радионуклидов не сразу образуются стабильные дочерние ядра. Вначале они имеют избыточную энергию, называются метастабильными и существуют очень короткий промежуток времени, исчисляемый миллионными долями секунды. Переход из метастабильного состояния в стационарное или квазистационарное сопровождается выбросом г - квантов. Особенность этого перехода заключается в том, что распады каждого радионуклида по выше описанной схеме сопровождаются излучением г -квантов строго определенной энергии .Это явление используется для идентификации гамма - излучающих радионуклидов. Для этих целей используются детекторы ионизирующих излучений с высокой энергетической и временной разрешающей способностью.

В профессиональной аппаратуре находят применение сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы. Из этих двух типов детекторов чаще применяют сцинтилляционные детекторы, так как для работы полупроводниковых детекторов необходимы низкие температуры, которые получают при помощи жидкого азота.

СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЗИЯ - 137 В ПРОБАХ Процесс опознания г - квантов заключается в том, что энергия гамма - квантов каждого радионуклида строго определенная. Например, у радионуклида 137Сs Ег= 0,661 МэВ, у 40К Ег =1,46 МэВ. При попадании г - квантов Сs на сцинтиллятор сцинтилляционного детектора на его выходе возникает импульс напряжения определенной величины. Если же на сцинтиллятор попадает г - квант калия-40, то величина импульса напряжения на выходе сцинтилляционного счетчика возрастает пропорционально энергии его г - кванта.

Можно вынести небольшие выводы по спетрометру:

1. Блок - схема современного гамма - спектрометра состоит из составляющих частей: предусилителя, блока высокого напряжения, усилителя, аналого- цифрового преобразователя, системы визуализации спектра и защиты.

2. Гамма - спектрометр РКГ- 01 «Алиот» является универсальным радиометрическим прибором, регистрирующим излучения, испускаемых ядрами радионуклидов. Он позволяет автоматически учитывать содержание в измеряемой пробе радионуклида калия - 40 и свести его влияние на точность измерения к минимуму .

3. РКГ - 01 предназначен для измерения удельной или объемной активности гамма - излучающих нуклидов в пробах пищевых продуктов. Помимо этого данный спектрометр нашел свое применение в таких отраслях сельского хозяйства как почвоведение (измерение удельной и объемной активности излучающих нуклидов в пробах почв, донных отложений), растениеводство, животноводство. Особенно актуальна его работа в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС.

4. Спектрометр довольно прост в управлении.

5. Преимущество гамма - спектрометра РКГ- 01 «Алиот» - измерение активности от 18 Бк/кг, что позволяет проверять все продукты, за исключением питьевой воды (недостаток). [14]



4.2 Определение К-40 и Cs-137 на гамма спектрометре РКГ-01

Сцинтилляционный детектор представляет собой кристалл сцинтиллятора, оптически связан с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Попадание гамма-кванта в детектор вызывает электрический импульс, амплитуда которого пропорционален дозе энергии, которую гамма-квант передал детектору. После выделения и разделения импульсов по каналам они поступают в контроллер, входящий в состав электронного блока, обеспечивающие необходимые вычисления с учетом геометрии кристалла, спектрального распределения фотонного ионизирующего излучения, активного радионуклида калия-40 в пробе, веса пробы и времени измерения.

Процедура измерения удельной активности проб в общем случае состоит из двух этапов: измерение фона счетчика и измерение активности образца.

Выполнение работы:

1. Включения радиометра тумблером «Сеть». Выдержите радиометр во включенном состоянии 10-15 мин. Обратите внимание на контрольный индикатор «Режим», он должен мигать.

2. Измерьте радиоактивный фон детектора. Для этого чистый пустой сосуд Маринелли поместить в блок детектирования, закройте его и запустите прибор на измерение кнопкой ПУСК. Измерение фона производится по двум каналам одновременно.

Количество импульсов, регистрируемых детектором в единицу времени в отсутствии источников ионизирующих излучений, называется радиационным фоном детектора. Он обусловлен космическими лучами, ионизирующим излучением природных радионуклидов, которые в ничтожно малых количествах присутствуют в любом веществе и том числе материальных счетчиках и защиты и самопроизвольными разрядами в блоках детектирования. При измерении активности проб радиометр регистрирует импульсы, как создаваемые попадающим в детектор от пробы излучением, так и фоновое. Поэтому перед измерением проб обязательно измеряется радиоактивный фон детектора, значение которого учитывается при определении активности пробы. От величины радиационного фона зависит чувствительность счетчика: чем ниже фон, тем выше чувствительность.

3. Через 10 минут нажимаем кнопку «СТОП» (измерение фона заканчивается или при достижении заданной точности, равной 3%, или после нажатия кнопки «СТОП»). Измерения значения записываются в долговременную память прибора и в дальнейшем учитывается при измерении удельной активности проб, т.е нет необходимости измерять фон перед измерением каждой пробы. Фон автоматически вычисляется при измерении активности пробы.

4. Подготовьте пробу к измерению. Для этого в сосуд Маринелли поместите измеряемую пробу и взвесьте. Кнопкой ОБЪЕМ добейтесь свечения диода, соответствующего объему измеряемой пробы. На цифровом набором поле наберите число, соответствующего массе пробы и нажмите кнопку В.

Следует учитывать, что при измерении проб объемом 1 л диапазон измерения соответствует указанному в технических характеристиках прибора - 18,5 - 3700 Бк/кг, при измерении проб объемом 0,5 л - 37-3700 Бк/кг, т.е чем меньше объем про, тем выше нижний предел измерения. В кювете объемом 0,1 л можно измерять только пробы с высокой УА.

5. Измерьте УА пробы. Для этого нажмите кнопку «ПУСК». На индикаторе информации слева высвечиваются измеряющиеся значения удельной активности цезия-137 в пробе (Бк/кг). Измерения заканчивается или автоматически при достижении заданной погрешности, или после нажатия кнопки «СТОП». Остановка прибора сопровождается звуковым сигналом.

Для перевода результата измерения в кюри на килограмм нажмите кнопку Ел.изм.

Для вывода на индикатор результата измерения УА пробы по калия-40 нажмите кнопку Ф.

Показание прибора записываем в отчет. Полученный результат сравниваем с предельно допустимым содержания цезия-137 и калия-40 для данной пробы (согласно «РДУ99» и другими документами) и заключение о пригодности пробы для использования. [15,16]

4.3 Методика измерения удельной активности К-40 и Cs-137

Радиометр включает в себя электронный блок и детектор спектрометрический со свинцовой защитой. В основе работы блоков детектирования лежит принцип преобразования энергетических потерь гамма - квантов в чувствительном объеме сцинтилляционного детектора. Блоки детектирования спектрометрические типа БДЭГ преобразуют поглощенную в чувствительном объеме детектора энергию гамма - квантов ФИИ в электрические импульсы пропорциональной амплитуды. Блоки детектирования включают:

узел включения фотоэлектронного умножителя (ФЗУ), обеспечивающий поддержание потенциалов определенной величины на электродах;

узел предусилителя - зарядочувствительный двухкаскадныи усилитель, выполненный на операционном усилителе КР544УД2А, охваченный глубокой, отрицательной обратной связью, стабилизирующей параметры схемы, эмиттерный повторитель на выходе усилителя обеспечивает согласование с нагрузкой (кабель типа РК)

Питание блока детектирования осуществляется от блока питания электронного блока, на выходе блока детектирования формируются импульсы с амплитудой, пропорциональной энергии попадающих в детектор гамма - квантов. Анализ амплитудного распределения импульсов позволяет с определенной достоверностью судить об энергетическом распределении гамма - квантов, взаимодействующих с детектором, и однозначно определять активность радионуклидов в пробе. Радиометр - двухканальный. Один канал (цезия) настроен на энергию в диапазоне 150-900 КЭВ, второй (калия) на энергию в диапазоне 900- 1600 КЭВ. Исследования проб продуктов питания и других объектов из районов, подвергшихся радиоактивному загрязнению позволили установить, что основной вклад в активность вносят радионуклиды цезия-134, цезия-137 и стронция - 90, присутствие природного радионуклида калия - 40 и значительный разброс его содержания в пробах затрудняет проведение анализа. Присутствие в пробах стронция-90 не сказывается на точности определения гамма - излучающих нуклидов, так как этот радионуклид - чистый бета-излучатель.

Высокие требования к спектрометрическому тракту, к усилителям и дискриминатору блока электронного обусловлены необходимостью выдачи стабильных показаний за время непрерывной работы и значительным временем измерения на верхнем пределе диапазона измерений (порядка 2000 с), они обеспечиваются системой обратной связи по физическому реперу-америцию- 241 (59, 537 КЭВ). Система обратной связи поддерживает на постоянном уровне амплитуду импульсов, соответствующих гамма - квантам, изменяя питающее ФЗУ высокое напряжение, стабилизируя тем самым энергетическое соотношение по цезиевому и калиевому каналам.

После выделения и разделения импульсов по каналам, они поступают в контроллер, входящий в состав блока электронного и обеспечивающий необходимые вычисления с учетом геометрии кристалла, спектрального распределения ФИИ, активности радионуклида калия-40 в пробе, веса пробы и времени экспозиции. Контроллер также обеспечивает обработку сигналов, поступающих от органов управления радиометра, и управляет элементами индикации. Текущее значение удельной активности смеси радионуклидов цезия-134 и цезия-137 в пробе и статистическая погрешность измерений отображаются на цифровом индикаторе в основных единицах БК/кг.

Технические данные:

Диапазон измерения удельной активности БК / кг (КИ / кг) ..... 18,5 -37ООО (5 + 10-10 -1 + 10-6 ). Основная относительная погрешность в диапазоне измерений, % не более .. ...35. Дополнительная погрешность, вносимая радионуклидом К- 40, %, не более ....15. Коэффициент преобразования .... 0,03.

Результат измерений может быть представлен в единицах:

ОА... БК/л или КИ/л;

У А ... БК/КГ или КИ/кг;

В радиометре предусмотрены:

1.V выдача звукового сигнала при времени измерения 300 С;

2. автоматическое прекращение измерения при достижении статистической погрешности, %, 15 с выдачей звукового сигнала;

Время непрерывной работы радиометра не менее 24 ч, нестабильность показаний радиометра за 24 часа непрерывной работы, %, не более ..... 5. Время установления рабочего режима радиометра, мин, не более .... 30. Мощность, потребляемая радиометром от сети переменного тока, Вт, не более .... 60. Объем измеряемой пробы выбирается из ряда, литр, - 1,0; 0,5; 0,1. Питание радиометра от электросети - 220В - 10%, - 15%, 50 Гц. Наработка на отказ, ч, - 5000. Срок службы - 8 лет. Гарантийный срок со дня ввода в эксплуатацию - 18 мес. Гарантийный срок хранения со дня приёмки ОТК - 6 мес. [16]



5. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Радиометр РКГ-01 «Алиот» предназначен для измерения ОА и УА гамма-излучающих нуклидов цезия-137 и калия-40 в пробах почв, донных отношениях, продуктов растениеводства и животноводства. Основное назначение - санитарно гигиенический контроль в стационарных условиях.

Технические характеристики.

Диапазон измерения УА- 18,5-3700 Бк/кг (5*10 -10 - 1*10-6)

Объем измеряемых проб - 1,0; 0,5; 0,1 л.

Основная относительная погрешность в диапазоне измерений - не более 35%.

Радиометр двухканальный. Один канал - цезиевый - настроен на энергию 150-900 КэВ, второй - калиевый - на энергию в диапазоне 900-1600 КэВ.

В радиометре предусмотрены:

- выдача звукового сигнала;

- автоматическое прекращение измерения при достижении статистической погрешности 15% с подачей звукового сигнала;

Время установления рабочего режима радиометра - не более 30 минут.

Питание радиометра от сети переменного тока 220В, 50 Гц.

Срок службы - 8 лет.

Таблица 1. Результаты измерения

Проба	Масса или объем пробы	ОА (УА)	Предельно допустимое содержание 137Cs Бк/кг	Заключение
		137Cs	40K
		Бк/кг	Погреш. измерения Бк/кг	Бк/кг	Погреш. измерения Бк/кг
Листья фасоли	80	3,750	117	129,6	1638	900	Не превышает
Семена фасоли	600	3,750	17,1	641,8	265	900	Не превышает
Стручки фасоли	100	19,05	100	666,6	1422	900	Не превышает
Стебли фасоли	80	15,7	124	37,00	1651	900	Не превышает
Корни фасоли	140	3,750	69,4	101,3	984	900	Не превышает

5.1 Обработка полученных данных

В экспериментальной части нам представили 5 различных проб одного растения, а именно фасоли. Рассмотрим листья, корни, стебли, стручки и семена на накопление Цезия-137.

На приборе РКГ-01 измерили удельную активность калия-40 и цезия-137 и сравнили полученный результат с документом РДУ-99 и выяснили, что не одна из проб не превышает предельно допустимый уровень цезия-137. Если подробно разберем все 5 проб, то наибольшее содержание цезия-137 было в стручках фасоли - 19,05 Бк/кг, так же в стеблях фасоли- 15,7 Бк/кг. Концентрация цезия-137 в корнях может составлять 20-40%, 60-80% поступает в наземные органы, где они распределяются неравномерно. В корнях нашей пробы содержание Цезия-137 составило 3,750 Бк/кг это в 4 раза больше чем в стручках. Это значит, что в корнях фасоли и растений цезий-137 накапливается в меньших количествах, чем в стручках и стеблях, а так же он неравномерно распределяется по наземным органам, поэтому листья и семена имеют так же низкую концентрацию.

Убывающий ряд удельной активность Цезия-137:

• Стручки фасоли - 19,05 Бк/кг;

• Стебли фасоли - 15,7 Бк/кг;

• Листья, семена, корни - 3,750 Бк/кг



5.2 Спектрометрическое определение Цезия-137 и калия-40 в пробах

Сцинтилляционный детектор представляет собой кристалл сцинтиллятора, оптически связан с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Попадание гамма-кванта в детектор вызывает электрический импульс, амплитуда которого пропорционален дозе энергии, которую гамма-квант передал детектору. После выделения и разделения импульсов по каналам они поступают в контроллер, входящий в состав электронного блока, обеспечивающие необходимые вычисления с учетом геометрии кристалла, спектрального распределения фотонного ионизирующего излучения, активного радионуклида калия-40 в пробе, веса пробы и времени измерения.

Процедура измерения удельной активности проб в общем случае состоит из двух этапов: измерение фона счетчика и измерение активности образца.



ВЫВОД

Основные цели и задачи поставленные в курсовой работе выполнены, и они могут говорить об актуальности курсовой работы.

Актуальность рассматриваемой темы является в изучении не только искусственных изотопов, но так же и естественных, на примере Цезия-137 и Калия-40. Одной из задач стояло, конечно же, изучение их физико-химических свойств. Краткий вывод можно сделать по изотопу Калий-40. Он содержится в естественных элементах, так как он является природным радиоактивным изотопом. Его масса составляет 39,974 а. е. м. У калия-40 самый большой период полураспада 1,26 Ч 109 лет, выделяют так же несколько типов распада электронный в- -распад , электронный в+ - распад и так же электронный захват - это захват ядром собственного орбитального электрона. На основе искусственного радионуклида рассматривали Цезий-137, так как он не является природным изотопом, то он образуется преимущественно при делении ядер в ядерных реакторах и ядерном оружии. Период полураспада 30 лет. Основным продуктом распада является 137Ba, тип распада электронный бета (в-) - распад. Так же я подробно рассмотрела схемы распада как искусственного, так и естественного изотопа.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что процедура измерения удельной активности проб в общем случае состоит из двух этапов: измерение фона счетчика и измерение активности образца. В виде образцов были представлены листья, корни, стебли, стручки и семена фасоли, которые мы проверяли на накопление Цезия-137.

На приборе РКГ-01 «Алиот» измерили удельную активность калия-40 и цезия-137 и сравнили полученный результат с документом РДУ-99 и выяснили, что не одна из проб не превышает предельно допустимый уровень цезия-137. Если подробно разберем все 5 проб, то наибольшее содержание цезия-137 было в стручках фасоли - 19,05 Бк/кг, так же в стеблях фасоли- 15,7 Бк/кг. Концентрация цезия-137 в корнях может составлять 20-40%, 60-80% поступает в наземные органы, где они распределяются неравномерно. В корнях нашей пробе содержание Цезия-137 составило 3,750 Бк/кг это в 4 раза больше чем в стручках. Это значит, что в корнях фасоли и растений цезий-137 накапливается в меньших количествах, чем в стручках и стеблях, а так же он неравномерно распределяется по наземным органам, поэтому листья и семена имеют так же низкую концентрацию.



ЛИТЕРАТУРА

1. БушуевЮ.Н. , Азаренко Ю.В.,Практическая спектрометрия: курс лекций/ Ю.Н. Бушуев, Ю.В. Азаренко Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2010.- 52 с.