Методы измерения радона
(Общие соображения касательно применения различных методов)
Применение многокамерных методов.
Эманационные камеры (ЭК) известны, как первый пример применения сменных камер. Присоединение к ФЭУ осуществляется для измерений ЭК - счетной камеры измерительного прибора. Сменные камеры позволяют разделять процессы отбора проб и их измерения тем самым расширяя рамки производительности и применимости методов измерений. Смена камеры позволяет минимизировать влияние предыдущей измеренной пробы на результаты измерения последующих проб. В жидкостном сцинтилляционном счете (ЖСС) этот принцип развит существенно, что позволило как совершенствовать сам метод ЖСС, создавать на его основе универсальное оборудование, так найти множество применений на основе этого универсального оборудования. Пример этому - прибор для измерений радона в почвенном воздухе на основе сцинтилляционных камер SISIE Перенос идеи на ЖСС имеет два варианта образа: сцинтилляционная виалка на основе термопластичного сцинтиллятора и традиционная виалка, заполняемая ЖС, в который предварительно закачан радон (продувание через барботер) (см. тут или там).
Подобным образом получил развитие описанный ниже метод измерений радона в воздухе на основе активированного угля - применение ЖСС позволило в 100 раз уменьшить количество используемого активированного угля.
Эманационные камеры (ЭК) известны, как первый пример применения сменных камер. Присоединение к ФЭУ осуществляется для измерений ЭК - счетной камеры измерительного прибора. Сменные камеры позволяют разделять процессы отбора проб и их измерения тем самым расширяя рамки производительности и применимости методов измерений. Смена камеры позволяет минимизировать влияние предыдущей измеренной пробы на результаты измерения последующих проб. В жидкостном сцинтилляционном счете (ЖСС) этот принцип развит существенно, что позволило как совершенствовать сам метод ЖСС, создавать на его основе универсальное оборудование, так найти множество применений на основе этого универсального оборудования. Пример этому - прибор для измерений радона в почвенном воздухе на основе сцинтилляционных камер SISIE Перенос идеи на ЖСС имеет два варианта образа: сцинтилляционная виалка на основе термопластичного сцинтиллятора и традиционная виалка, заполняемая ЖС, в который предварительно закачан радон (продувание через барботер) (см. тут или там).
Подобным образом получил развитие описанный ниже метод измерений радона в воздухе на основе активированного угля - применение ЖСС позволило в 100 раз уменьшить количество используемого активированного угля.
Общие подходы.
Реализацию каждого метода измерения радионуклида определяют биологическая или техническая значимость радионуклида, тип и энергия ионизирующего излучения, среда в которой производят измерение, активность (величина), наличие мешающих излучений (примесей), имеющаяся (доступная) измерительная техника. Качество результатов измерения определяет уровень активности, эффективность регистрации излучения и фоновые характеристики детектора. Каждый тип измерительной техники имеет свои достоинства и недостатки, а конкретные методы и приборы реализуются для конкретного детектора соответствующего типу излучения.
Реализацию каждого метода измерения радионуклида определяют биологическая или техническая значимость радионуклида, тип и энергия ионизирующего излучения, среда в которой производят измерение, активность (величина), наличие мешающих излучений (примесей), имеющаяся (доступная) измерительная техника. Качество результатов измерения определяет уровень активности, эффективность регистрации излучения и фоновые характеристики детектора. Каждый тип измерительной техники имеет свои достоинства и недостатки, а конкретные методы и приборы реализуются для конкретного детектора соответствующего типу излучения.
При регистрации радона в воздухе возможны следующие варианты:
Спектрометрическая: регистрация альфа-излучения 222Rn, совместная регистрация альфа-излучения 222Rn и 218Po, совместная регистрация альфа-излучения 222Rn, 218Po и 214Po.
Радиометрическая: регистрация альфа-излучения как в предыдущем случае, только выполняется регистрация всего спектра альфа-излучения.
Радиометрическая регистрация бета излучения дочерних продуктов (ДПР): 214Pb и 214Bi.
Измерение ионизации пробы воздуха в ионизационной камере.
Гамма-спектрометрические измерения ДПР радона.
Спектрометрическая: регистрация альфа-излучения 222Rn, совместная регистрация альфа-излучения 222Rn и 218Po, совместная регистрация альфа-излучения 222Rn, 218Po и 214Po.
Радиометрическая: регистрация альфа-излучения как в предыдущем случае, только выполняется регистрация всего спектра альфа-излучения.
Радиометрическая регистрация бета излучения дочерних продуктов (ДПР): 214Pb и 214Bi.
Измерение ионизации пробы воздуха в ионизационной камере.
Гамма-спектрометрические измерения ДПР радона.
Эманационные методы рассчитаны на совместное определение 222Rn+218Po+214Po.
В сорбционных (фильтрационных) методах проводится измерение ДПР радона. Разработаны радиометрические и спектрометрические методы
определения ДПР радона (методы Кузнеца, Маркова, Tomas and Tsyvoglou methods). Для этих методов общим является отбор пробы
аэрозолей воздуха на аэрозольный фильтр и последующее измерение активности собранной на этом фильтре. Таким образом определяют:
218Po, 214Pb, 214Bi, ЭРОА (эффективная равновесная объемная активность) радона - параметр,
который введен для дозиметрии радона, а также коэффициент равновесия, 222Rn. В общем случае радон и его ДПР неравновесны.
ЭРОА радона - это такая равновесная (222Rn = 218Po = 214Pb = 214Bi = 214Po)
концентрация радона, которая имеет равное выделение энергии
с неравновесной концентрацией радона - т.е. уравнивание по энерговыделению. При использовании ДПР для измерений радона выполнить
интерпретацию результатов измерений во всех случаях позволяет знание степени равновесия ДПР, что определяется методом отбора пробы
и моментом времени, когда нарушено или достигнуто равновесие ДПР в момент измерения. Для измерения используется фиксированная порция
(проба) воздуха в камере, прокачка порции воздуха через аэрозольный фильтр, прокачка порции воздуха через сорбент (активированный
уголь, толуол, др.). Для отбора фиксированной порции воздуха важно произвести полный обмен воздуха в камере для чего делают
предварительное вакуумирование камеры, а проба запускается в камеру полностью заполняя ее объем или для достижение того-же эффекта
через камеру пропускают несколько объемов воздуха камеры (3-10 кратный обмен).
Другие методы измерений радона: интегральный трековый метод, основанный на облучении тонких пленок, который дает усредненную характеристику за продолжительное время (1-2 месяца); метод сорбции радона на активированном угле - этот метод может быть активным - сорбция радона осуществляется путем продувания воздуха и интегральный, когда пассивна сорбция происходит в течении 1-7 дней (чувствительность используемого оборудования (гамма-спектрометр или жидкостно-сцинтилляционный счет) определяет приемлемый размер детектора (200-500 гр активированного угля) или (2-3 гр 3-5 таблеток угля).
Другие методы измерений радона: интегральный трековый метод, основанный на облучении тонких пленок, который дает усредненную характеристику за продолжительное время (1-2 месяца); метод сорбции радона на активированном угле - этот метод может быть активным - сорбция радона осуществляется путем продувания воздуха и интегральный, когда пассивна сорбция происходит в течении 1-7 дней (чувствительность используемого оборудования (гамма-спектрометр или жидкостно-сцинтилляционный счет) определяет приемлемый размер детектора (200-500 гр активированного угля) или (2-3 гр 3-5 таблеток угля).
ЛИТЕРАТУРА
1. Tsivoglou E.C. Occurence of nonequilibrium atmospheric mixtures of radon and its daughters / E.C. Tsivoglou, H.E. Ayer, D.A. Holaday // Nucleonica. - 1953. - Nо. 11(9). - P.40 - 50.
2. Thomas J.W. Measurement of radon daughters in air / J.W. Thomas // Health Phys. - 1972. - Nо. 23. - P. 783 - 792.
3. Measurement of radon and radon daughters in air. Recommendation of the National Council on Radiation Protection and Measurements: NCRP Report. - 1988. - No.97. - 174 p.
4. Chalupnik S. A Method of Absolute Measurement of Daughters Concentration in Air іn Low Level Counting and Spectrometry / S. Chalupnik, K. Skubacz, J. Lebecka // Third International Conference on Low Radiation Measurement: International Conference, (Bratislava, Oct 2-5, 1985) : Proceedings. - Bratislava: Publisher House of the Slovak Academy of Sciences, 1987. - P. 289 - 291.
5. Бузынный М.Г. Метод абсолютного определения дочерних продуктов распада радона в составе аэрозолей воздуха на основе жидкостно-сцинтилляционного счета: Методы жидкостно-сцинтилляционного счета в радиоэкологии / М.Г. Бузынный, И.П. Лось // Сб. Науч. центр радиац. медицины АМН Украины.- Киев, 1996. - Вып.1. - С.3 - 11. - Деп. в ГНТБ Украины 22.01.96, №341 -Ук96.
6. Бузынный М.Г. Экспрессный метод определения 212Pb в составе аэрозолей воздуха на основе РСЛ: Методы жидкостно-сцинтилляционного счета в радиоэкологии / М.Г. Бузынный, И.П. Лось // Сб. научн. трудов. Науч. центр радиац. медицины АМН Украины.- Киев, 1996. - Вып.1. - С.12 - 21.- Деп. в ГНТБ Украины 22.01.96, №341 -Ук96.
7. Los' I. Radon Studies in Ukraine: Results and Plans of Future Research / I. Los', M. Buzinny, T. Paulenko // Annales de Associacion belge de Radioprotection. - 1996. - Vol. 21, Nо 1. - P.131 - 143.
1. Tsivoglou E.C. Occurence of nonequilibrium atmospheric mixtures of radon and its daughters / E.C. Tsivoglou, H.E. Ayer, D.A. Holaday // Nucleonica. - 1953. - Nо. 11(9). - P.40 - 50.
2. Thomas J.W. Measurement of radon daughters in air / J.W. Thomas // Health Phys. - 1972. - Nо. 23. - P. 783 - 792.
3. Measurement of radon and radon daughters in air. Recommendation of the National Council on Radiation Protection and Measurements: NCRP Report. - 1988. - No.97. - 174 p.
4. Chalupnik S. A Method of Absolute Measurement of Daughters Concentration in Air іn Low Level Counting and Spectrometry / S. Chalupnik, K. Skubacz, J. Lebecka // Third International Conference on Low Radiation Measurement: International Conference, (Bratislava, Oct 2-5, 1985) : Proceedings. - Bratislava: Publisher House of the Slovak Academy of Sciences, 1987. - P. 289 - 291.
5. Бузынный М.Г. Метод абсолютного определения дочерних продуктов распада радона в составе аэрозолей воздуха на основе жидкостно-сцинтилляционного счета: Методы жидкостно-сцинтилляционного счета в радиоэкологии / М.Г. Бузынный, И.П. Лось // Сб. Науч. центр радиац. медицины АМН Украины.- Киев, 1996. - Вып.1. - С.3 - 11. - Деп. в ГНТБ Украины 22.01.96, №341 -Ук96.
6. Бузынный М.Г. Экспрессный метод определения 212Pb в составе аэрозолей воздуха на основе РСЛ: Методы жидкостно-сцинтилляционного счета в радиоэкологии / М.Г. Бузынный, И.П. Лось // Сб. научн. трудов. Науч. центр радиац. медицины АМН Украины.- Киев, 1996. - Вып.1. - С.12 - 21.- Деп. в ГНТБ Украины 22.01.96, №341 -Ук96.
7. Los' I. Radon Studies in Ukraine: Results and Plans of Future Research / I. Los', M. Buzinny, T. Paulenko // Annales de Associacion belge de Radioprotection. - 1996. - Vol. 21, Nо 1. - P.131 - 143.