Дозиметрия ионизирующего излучения в радиационной химии, страница 2

Чаще всего калориметры используют при дозиметрии реакторного излучения. Правда, в этом случае возникают дополнительные сложности – активация материалов, из которых изготовлен калориметр, необходимость удаления примесей, имеющих большие сечения захвата нейтронов и т.д. Но они преодолимы.

Надеюсь, что с такими методами дозиметрии, как сцинтилляционный, метод измерения тока или заряда вы уже знакомы по курсу ядерной физики. К тому же, в радиационной химии они используются довольно редко. Если в ходе своей будущей работы они вам понадобятся, читайте Алексея Константиновича Пикаева.

               Химическая дозиметрия ионизирующего излучения

Имеется множество дозиметрических систем, представляющих собой водные растворы, органические жидкости, смеси веществ, твердые тела и газы, которые пригодны для целей дозиметрии. Мы остановимся только на самых распространенных. Основные требования, которым должны удовлетворять дозиметрические системы следующие:

¨  Достаточно высокий РХВ, который должен не зависеть от вида излучения, его энергии, дозы, мощности дозы, концентрации реагентов, температуры и других условий, которые могут меняться в процессе облучения (рН раствора, содержание газа и др.)

¨  Стабильность до и после облучения

¨  Отсутствие особых требований к степени чистоты реактивов

¨  Простота аналитических методик определения продуктов радиолиза

  Естественно, что ни одна из описанных в литературе методик не удовлетворяет всем перечисленным требованиям, но стремиться к их соблюдению необходимо. В крайнем случае, их надо хотя бы учитывать.

Почему вид излучения и его энергия влияют на результат дозиметрии ?

Связано это с трековыми эффектами. С неравномерным распределением химически активных первичных продуктов радиолиза. Как от этого избавляться? Напомню, что трековые эффекты меньше всего проявляются в газах. Значит, если приходится работать с излучением широкого спектра энергий, следует выбирать газофазные дозиметры.

Влияние мощности дозы наиболее резко проявляется, когда в системе протекают цепные реакции. Но для большинства самых употребимых дозиметрических систем цепные реакции не характерны и результаты дозиметрии неизменны в широком диапазоне мощности дозы.

При облучении, естественно меняется концентрация реагентов в дозиметрической системе – уменьшается концентрация исходных веществ и накапливаются продукты радиолиза. Их соотношение и реакционная способность по отношению к первичным частицам определяет верхнюю границу поглощенной дозы, которую можно измерить данным дозиметром.

Часто на радиолиз жидких систем влияет природа растворенного газа (прежде всего кислород). Степень этого влияния зависит, естественно от механизма радиолиза. Примеры разберем позже.

Многие твердотельные дозиметры весьма чувствительны к температуре. Например, РД в стеклах и в ЩГК легко «отжигаются» при высоких температурах. Для жидких дозиметрических систем, в которых отсутствуют цепные процессы, температурные эффекты выражены гораздо слабее, т. к. температура слабо влияет на выходы первичных продуктов радиолиза.

По поводу требований к чистоте реактивов есть общее правило: неорганические дозиметрические системы чувствительны к присутствию органических примесей, а органические – к примесям неорганических веществ, способных претерпевать окислительно-восстановительные превращения.

 Для определения поглощенной дозы с помощью дозиметрической системы необходимо знать величину РХВ продуктов, которые мы будем регистрировать. Измерение значения РХВ обычно проводят путем сравнения поглощенной дозы, определенной независимым стандартным способом (калориметрия, ионизационный метод и др.) и количества образовавшихся молекул в дозиметрической системе, т.е. -–стандартизованная доза – эффект.

Если для какой-либо дозиметрической системы РХВ установлен достаточно точно и сохраняет свое значение при изменении условий облучения в широких пределах, то эту систему можно  использовать в качестве вторичного стандарта, т.е. в условиях, когда необходимо определить величину поглощенной дозы, например для определения РХВ в другой системе.