152Eu 放射性溶液比活度的測(cè)量

洪永俠 操節(jié)寶 賈亞青 許 藎 鐘 軍（中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院，四川 成都 610005）

0 引言

4πβ（PC）-γ 符合測(cè)量方法是一種得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展的放射性活度絕對(duì)測(cè)量方法。它是目前放射性活度絕對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度最高的方法之一。該方法建立在4πβ 計(jì)數(shù)法和β-γ 符合的基礎(chǔ)上，可分別用于復(fù)雜的β-γ 衰變和純?chǔ)?衰變核素的測(cè)量。152Eu 是一種衰變比較復(fù)雜的核素，半衰期為13.2年[1]，發(fā)射多支γ 射線，且覆蓋能區(qū)寬，在HPGeγ譜儀的能量刻度和效率校準(zhǔn)中是常用的核素之一。因此準(zhǔn)確測(cè)量其比活度具有重要的意義。本工作采用了4πβ-γ 符合測(cè)量裝置對(duì)152Eu 放射性溶液比活度進(jìn)行了測(cè)量。

1 152Eu 衰變特點(diǎn)

152Eu 的衰變非常復(fù)雜，包括72.1%的EC 衰變和27.9%的β-衰變，衰變子體退激過(guò)程中放出140 多條γ 射線，其中有12 條γ 射線絕對(duì)強(qiáng)度較大，分布在能量范圍為122keV～1408keV 之間（其主要衰變特性見(jiàn)表1）。由于1112.116 keV（13.35%）和1408.011 keV（20.57%）兩支γ 射線峰的峰支比較高且能量較高，不易受其他干擾，因此選取了上述2 支γ 射線作為NaI(Tl)探測(cè)器γ 窗能量。

表1 152Eu 衰變的主要γ 射線及能量

2 樣品制備

薄膜源的制備采用聚氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（VYNS）為材料制成樣品承托膜，用真空鍍膜機(jī)鍍金；用高壓靜電噴涂裝置將硅膠懸浮液噴到膜中央，形成圓斑；用感量為0.01mg 的電子天平，采用差重法稱取約30mg152Eu 源溶液，并滴在預(yù)先蒸金、噴涂硅膠的VYNS 薄膜上，自然晾干，制成薄膜源。一共制備6 個(gè)薄膜源平行樣品。

3 測(cè)量裝置

4πβ（PC）-γ 符合測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置由4πβ 計(jì)數(shù)器、γ 探測(cè)器、符合電路等組成。其中4πβ 計(jì)數(shù)器為流氣式4π 正比計(jì)數(shù)器，γ 探測(cè)器為上下對(duì)稱的兩個(gè)NaI（Tl）閃爍探測(cè)器，這兩個(gè)探測(cè)器的輸出信號(hào)經(jīng)相加電路后作為γ 道的計(jì)數(shù)。β 信號(hào)經(jīng)延遲與γ 信號(hào)同時(shí)送入符合電路，其輸出信號(hào)作為符合計(jì)數(shù)。

4 測(cè)量原理

當(dāng)放射性核素發(fā)生級(jí)聯(lián)衰變時(shí)，發(fā)射β 和γ 射線，同時(shí)被β 和γ探測(cè)器探測(cè)并記錄，將β、γ 脈沖同時(shí)輸入符合電路，進(jìn)行β-γ 符合，符合電路將同時(shí)輸出一個(gè)符合脈沖。經(jīng)本底、死時(shí)間、內(nèi)轉(zhuǎn)換電子等一系列的修正后，可得：

其中，

式中，

Nβ、Nγ和Nc分別為β、γ 和符合道的計(jì)數(shù)率；

εβ為β 道的探測(cè)效率；

Pk為第k 個(gè)β 分支的分支比；

εβk為第k 個(gè)β 分支的β 效率；

εcek為β 探測(cè)器對(duì)第k 分支的內(nèi)轉(zhuǎn)換電子的效率；

εck為β 粒子不被探測(cè)時(shí)第k 個(gè)分支發(fā)生γ-γ 符合的概率；

εγk和分別為γ 探測(cè)器和β 探測(cè)器對(duì)第k 個(gè)分支γ 射線的探測(cè)效率；

ak為第k 個(gè)分支的總內(nèi)轉(zhuǎn)換系數(shù)。

由（1）式看出，當(dāng)θ 為常數(shù)時(shí)，NβNγ/Nc為（1-εβ)/εβ的線性函數(shù)。因此當(dāng)εβ→1 時(shí)，即1→εβ→0，則NβNγ/Nc→A。即不需要對(duì)衰變復(fù)雜的放射性核素作參數(shù)校正，而只要改變其β 探測(cè)效率，然后再將β 探測(cè)效率外推到εβ=100%（效率外推法）處，就可得到待測(cè)樣品的活度值。本工作采用膜吸收的方法實(shí)現(xiàn)β 道的效率改變。

5 測(cè)量結(jié)果及其比較

5.1 測(cè)量結(jié)果

通過(guò)加不同厚度的吸收膜改變?chǔ)?道的探測(cè)效率(εβ)，進(jìn)行效率外推，得到放射性溶液比活度。圖1 為樣品的效率外推曲線。

圖1 樣品效率外推曲線

表2 列出了4πβ（PC）-γ 符合裝置測(cè)量的結(jié)果。152Eu 比活度平均值為470.0kBq·g-1，平均值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%。

表2 用4πβ（PC）-γ 測(cè)量結(jié)果

6.2 測(cè)量結(jié)果比較

為了對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，將測(cè)量結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)室4πχ（PPC）-γ 符合測(cè)量裝置測(cè)量結(jié)果以及放射性計(jì)量一級(jí)站的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 測(cè)量結(jié)果比較

7 不確定度評(píng)定

4πβ（PC）-γ 符合法測(cè)量結(jié)果不確定度來(lái)源及評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定表

8 結(jié)束語(yǔ)

用4πβ（PC）-γ 符合測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量了152Eu 放射性溶液的比活度，并將測(cè)量結(jié)果與4πχ（PPC）-γ 符合測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量結(jié)果以及放射性計(jì)量一級(jí)站的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較，三者測(cè)量結(jié)果平均值的相對(duì)偏差為0.6%，表明該測(cè)量方法正確，測(cè)量裝置準(zhǔn)確可靠。

［1］劉運(yùn)祚.常用放射性核素衰變綱圖[M].北京：原子能出版社，1982.

［2］汪建清，姚順和，等.用反符合方法測(cè)量131I 和133Ba 的比活度[J].原子能科學(xué)技術(shù)，2008，42(3).