p и pm вероятности испускания α-частиц для определяемого нуклида и метки.

Разрешение α - пиков зависит от свойства детектора и измеряемого препарата. Для сравнения разрешающей способности различных детекторов используется значение полной ширины на полувысоте α -пика ²⁴¹Am (E _α = 5, 486 МэВ) на удалении от детектора, вдвое превышающем диаметр его чувствительной зоны.Разрешающая способность современных полупроводниковых детекторов составляет около десяти кэВ.

Пример градуировки спектрометра -частиц по энергии.

Измеряется спектр -частиц, испускаемых источником ²²⁶Ra, который содержит этот изотоп с продуктами его распада.

В спектре этого источника наблюдается пять групп α - частиц с энергиями 4.782, 5.305, 5.904, 6.002 и 7.687 МэВ.

Затем измеряют спектр неизвестного источника. Строится график зависимости энергии от номера канала.

С помощью градуировочного графика определяется энергия неизвестного источника и по используя таблицы изотопов идентифицируется соответствующий изотоп.

Условия измерения

Полная энергия отдачи α -распада является суммой энергий α -частицы и кинетической энергии дочернего ядра (энергия отдачи). Атом отдачи разрывает химические связи и может покинуть источник. В результате по мере эксплуатации детектора его фон может увеличиваться. Загрязнение, связанное с эффектом отдачи, в наибольшей степени сказывается при измерении высокорадиоактивных препаратов, поэтому не рекомендуется после измерения оставлять препараты в α -спектрометре. Для предотвращения увеличения фона детектора в результате эффекта отдачи рекомендуется незначительно увеличить давление в камере или расстояние от препарата до детектора.

Экспериментально было установлено, что слой воздуха 12 мкг/см² является оптимальным для предотвращения загрязнения детектора в результат эффекта отдачи. Оптимальное давление в α -камере (Р, мбар) выражается через расстояние от препарата до детектора (h, см) и слоя воздуха

(а, мкг/см²) следующим образом

Р = 0, 84 а/ h

Таким образом, для расстояния в 0, 5 см и значением толщины

12 мкг/см² требуется давление 20 мбар.

Для подавляющего числа задач, связанных с определением

Α α - излучающих нуклидов, необходима процедура выделения определяемого радионуклида, для чего можно использовать экстракцию, ионный обмен, экстракционную хроматографию и другие методы. После отделения определяемого нуклида важнейшей процедурой является приготовление препаратов для измерения.

Основное требование, предъявляемое к препарату для α -спектроскопии, - отсутствие примесей, способных поглощать

Α α - частицы и тем самым ухудшать разрешение α - пиков.

В настоящее время используются три основных способа приготовления препаратов: выпаривание на подложке, электролитическое осаждение и микросоосаждение с фторидами или гидроксидами редкоземельных элементов.

Соожаждение с микроколичествами (50-100 мг) РЗЭ (лантан, церий, неодим и др.) в виде фторидов является экспресс-методом приготовления препаратов. Осаодок отфильтровывается на микрофильтре с диаметром пор 0, 1 мкм, затем его просушивают.

Обработка α - спектров.

Для определения отдельных радионуклидов используют два основных подхода: интегрирование по областям и метод анализа формы пика.

Интегрирование по областям является просостым способом определения интенсивностей α -пиков, но может использоваться только в том случае, если не происходит их наложения. Для нахождения интенсивностей индивидуальных α - пиков выделяют соответствующую область спектра, в которых находятся пики, и проводят суммирование числа импульсов в пределах этих областей.

Практической рекомендацией по установлению границ областей могут служить значения 2, 5 величина W в низкоэнергетическую область от максимума и 1, 5 величины W в высокоэнергетическую область от него при условии отсутствия перекрывания этой области с другими пиками. Таким образом, область интегрирования имеет ширину, равную 4 величинам W.

Если разрешение α - пиков недостаточно для применения метода интегрирования по областям (наблюдается наложение пиков), используют более сложную процедуру, заключающуюся в математическом разложении пиков. Эта процедура требует применения специальных программных средств. Асимметричность пиков может быть учтена введением поправок в формулу распределения Пуасона.

Успешное использование анализа формы α -пика возможно только в том случае, если в спектре имеется хотя бы один интенсивный пик, из анализа которого возможно определить параметры остальных пиков.