Đặc trưng của nguồn phóng xạ

Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu "Đặc trưng của nguồn phóng xạ" dưới đây để nắm bắt những nội dung về các đồng vị phóng xạ sử dụng chụp ảnh phóng xạ trong công nghiệp, phương pháp xác định liều chiếu. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc trưng của nguồn phóng xạĐẶC TRƯNG CỦA NGUỒN PHÓNG XẠi. CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ SỬ DỤNG CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ TRONG CÔNG NGHIỆP1. Cobalt – 60 :Cobalt là một kim loại cứng có mật độ 8.9g/cm3 và xuất hiện trong tự nhiên như là một đồng vị bền là Cobalt – 59.Bằng phản ứng (n,g) thì cobalt – 59 được kích hoạt thành cobalt – 60 có quá trình phân rã bằng cách phát ra một hạtb có năng lượng 1.33MeV, theo sau đó là phát ra hai bức xạ gamma theo thứ tự có năng lượng 1.17MeV và1.33MeV. Chu kỳ bán rã của cobalt – 60 là 5.3 năm và suất liều phát là 1.3RHM/Ci. Cobalt có tiết diện bắt neutronnăng lượng thấp cao và do các đặc trưng hấp thụ neutron của nó và thường được chế tạo ra dưới dạng viên nhỏhoặc dạng đĩa mỏng hơn là theo các nguồn phóng xạ đơn lớn. Sau khi kích hoạt những nguồn dạng viên và đĩa nàychúng sẽ được sản xuất thành các nguồn phóng xạ có hoạt độ cần thiết và cũng đôi khi dùng nickel tấm để làm vỏbọcDo các nguồn cobalt – 60 phát ra bức xạ có năng lượng cao nên cần phản quan tâm đến vấn đề che chắn an toànhợp lý. Một container (buồng chứa) thích hợp cho một nguồn có hoạt độ 30Ci thường có khối lượng nhỏ nhất là150kg. Một vài nguồn cobalt –60 có hoạt độ từ 1000 – 3000Ci được dùng trong các máy phát bức xạ cố định; có thểsử dụng thay thế cho các máy gia tốc linac và betatron để chụp ảnh bức xạ các mẫu vật bằng thép có bề dày lớn, từ100 – 200mm. Dĩ nhiên, chúng rẽ hơn thiết bị phát bức xạ tia X có điện thế đến MV rất nhiều, nhưng suất liều phátbức xạ của chúng nhỏ hơn nhiều vì thế cần một thời gian chiếu dài hơn. Vì vậy cần xem xét hiệu ứng tự hấp thụ bứcxạ khi chế tạo các nguồn có cường độ cao.2. Iridium – 192 :Iridium là một kim loại rất cứng thuộc dòng họ platinum; có mật độ là 22.4g/cm3, tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạngđồng vị là Iridium – 191 (38%) và Iridium – 193 (62%). Kích hoạt Iridium tự nhiên trong lò phản ứng hạt nhân đượcthực hiện theo phản ứng (n,g) tạo ra hai đồng vị phóng xạ tương ứng là Ir – 192 có chu kỳ bán rã 74.4 ngày và Ir –194 có chu kỳ bán rã 19 giờ. Người ta thường để nguồn sau kích hoạt một vài ngày trước khi tiến hành đo đạc đểloại bỏ hầu hết các thành phần Ir – 194 có thời gian sống ngắn. Ir – 192 phân rã chủ yều bằng việc phát b để trởthành Platinum-192, nhưng cũng có quá trình phân rã thứ cấp do bắt điện tử để trở thành Osmium-192 (Os – 192).Cả hai sản phẩm này đều ở trạng thái bền. Phổ năng lượng g phát ra khá phức tạp, chứa ít nhất là 24 vạch phổ vớimột số vạch chiếm ưu thế là 0.13; 0.29; 0.58; 0.6 và 0.61 MeV. Về phương diện chụp ảnh bức xạ, Ir – 192 có thểcạnh tranh với các máy phát tia X điện thế 500 KV. Nguồn Iridium – 192 có hoạt độ một curie, cho một suất liều phátđạt tới 0.5 R/h ở khoảng cách một mét. Nguồn Ir192 có thể sử dụng để kiểm tra các mẫu vật bằng thép có dải bề dàykhoảng 100mm. Nguồn thường được đặt trong các vỏ bọc làm bằng hợp kim nhôm và có các kích thước khác nhauthay đổi từ 0.5´0.5 mm đến 6´6 mm. Nguồn Ir – 192 được sử dụng trong chụp ảnh bức xạ công nghiệp có hoạt độ từ500mCi đến 50 Ci, nhưng cũng có những nguồn có cường độ lớn hơn lên đến 100 Ci và một nguồn 60 Ci có thểđược chế tạo với kích thước nhỏ đến 2 ´ 2 mm.3. Caesium-137 :Caesium – 137 là một trong những sản phẩm phân hạch chứa nhiều nhất trong các thanh nhiên liệu của lò phản ứnghạt nhân và có thể được chiết ra dưới dạng sulphate hoặc cloride bằng phương pháp kết tủa hóa học. Muối phóngxạ này được nén tới mật độ là 3.5g/cm3 và hoạt độ riêng bị giới hạn nhiều do sự có mặt của đồng vị caesium kháctrong nguồn. Do caesium chloride ở dạng bột có thể hòa tan nên phải sử dụng các phương pháp bọc kép đặc biệt.Cs – 137 phân rã bằng cách phát xạ b để trở thành một trạng thái đồng phân của Ba137 (b có năng lượng 0.52 MeVchiếm 92%; b có năng lượng 1.17 MeV chiếm 8%) rồi phát bức xạ g có năng lượng 0.662 MeV. Chu kỳ bán rã củanguồn caesium là 30 năm và suất liều phát đạt đến 0.33 RHM/Ci. Cs – 137 được sử dụng chủ yếu để chụp ảnh bứcxa các mẫu vật bằng thép từ 40 đến 100mm. Cùng một kích thước vật lý, nó lại không có suất liều phát như Ir – 192và giá thành đắt hơn nhưng bù lại có chu kỳ bán rã dài hơn rất nhiều, do đó nó được quan tâm từ những người sửdụng không thuờng xuyên hơn là sử dụng liên tục.4. Thulium – 170 :Đồng vị này được đưa vào sử dụng vào năm 1953, khi cần một nguồn đồng vị phóng xạ phát ra bức xạ gamma cónăng lượng thấp thích hợp cho việc chụp ảnh bức xạ các mẫu vật mỏng bằng thép và các loại hợp kim nhẹ. Thulium– 170 có chu kỳ bán rã là 127 ngày. Thulium là một trong những nguyên tố đất hiếm và kim loại khó chế tạo, nóthường được sử dụng dưới dạng thulium oxide bột có mật độ khoảng 4g/cm3 và được nung kết thành dạng viên cómật độ là 7g/cm3. Đồng vị thulium – 169 tồn tại trong tự nhiên sẽ bắt neutron nhiệt để chuyển đổi thành thulium –170. Quá trình phân rã bằng cách phát ra bức xạ b có năng lượng là 0.968 Mev và 0.884MeV. Hạt nhân từ trạng tháikích thích trở về trạng thái bền vững bằng ...