Научная статья на тему 'ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НЕПРЕРЫВНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ВОЗДУХЕ АЭРОЗОЛЕЙ КОРОТКОЖИВУЩИХ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ МЕТОДОМ «НАСЫЩЕНИЯ» ФИЛЬТРА'

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НЕПРЕРЫВНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ВОЗДУХЕ АЭРОЗОЛЕЙ КОРОТКОЖИВУЩИХ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ МЕТОДОМ «НАСЫЩЕНИЯ» ФИЛЬТРА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
37
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НЕПРЕРЫВНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ВОЗДУХЕ АЭРОЗОЛЕЙ КОРОТКОЖИВУЩИХ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ МЕТОДОМ «НАСЫЩЕНИЯ» ФИЛЬТРА»

иона и колориметрическом определении последнего по голубому восстановленному фосфорно-молибденовому комплексу.

После отбора 10—20 л исследуемого воздуха спирт количественно переносят в фарфоровую чашку и упаривают на водяной бане досуха. Затем остаток обрабатывают 1 мл концентрированного Н2504 в присутствии 20—30 мг сухого нитрата натрия. Содержимое чашки упаривают до сухого остатка на песчаной бане или электроплитке с асбестом и трижды обрабатывают по 1 мл дистиллированной воды, выпаривая воду каждый раз почти досуха. Такая обработка необходима для перевода мета- и пирофосфатов, которые могут образоваться при нагревании с серной кислотой. Остаток растворяют в 2—3 мл дистиллированной воды, раствор переносят в колориметрическую пробирку и нейтрализуют 1—2% раствором едкого аммония до рН = 5—6 по универсальной индикаторной бумаге. Добавляют 3 капли сульфомолибде-нового реактива и 1 каплю свежеприготовленного 2,5% раствора хлористого олова в 30% по объему серной кислоте. Сульфомолибденовый реактив готовят смешением 1 объемной части 10% молибдата аммония и 3 объемных частей 50% по объему серной кислоты. Окраску проб сравнивают с одновременно приготовленной стандартной шкалой, которую готовят из раствора однозамещенного фосфата калия с содержанием 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10 у Р043~. Коэффициент пересчета с Р043~ на ТБФ равен 2,8. Чувствительность метода 0,002 мг в 5 мл анализируемой пробы. Определению ТБФ мешают соединения фосфора и мышьяка. Все реактивы должны быть предварительно проверены на содержание фосфора и мышьяка.

Поступила 19/Х 1961 г.

-¿Г #

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НЕПРЕРЫВНАЯ РЕГИСТРАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ В ВОЗДУХЕ АЭРОЗОЛЕЙ КОРОТКОЖИВУЩИХ

РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ МЕТОДОМ

«НАСЫЩЕНИЯ» ФИЛЬТРА

С. П. Голенецкий

В настоящее время проблема воздействия малых доз ионизирующей радиации на человеческий организм приобретает все большее значение. В связи с этим заметно возрос интерес к более детальному изучению естественной радиоактивности, в частности, атмосферного воздуха, которая в значительной мере обусловлена присутствием в воздухе радона, торона и короткоживущих продуктов их распада. Радиоактивность последних на 60—85% (А. С. Зыкова и др., 1958) связана с аэрозольными частицами размером 0,001—0,04 ц (Н. Энтон, 1956). Кроме того, значительный выброс в атмосферу аэрозолей короткоживущих радиоактивных изотопов искусственного происхождения связан с работой атомных электростанций и других ядерных установок, число которых непрерывно увеличивается.

Основное затруднение при определении указанных аэрозолей связано с заметной скоростью их распада за время отбора пробы, транспортировки и измерения ее активности. Дополнительные расчеты по введению поправки на распад пробы отнимают значительное время и снижают оперативность контроля.

В ряде работ (С. П. Голенецкий, 1960, и др.) предлагаются упрощенные методы расчета таких поправок. Однако использование их не дает желаемых результатов при определении аэрозолей изотопов с пе-

3 Гигиена и санитария, № 7

33

риодом полураспада менее нескольких минут. При радиометрическом исследовании таких проб регистрируется обычно «хвост» кривой распада, так как значительная часть радиоактивных атомов к моменту измерения успевает распасться. Малая активность таких проб увеличивает статистическую ошибку счета и делает невозможным получение достаточно точных результатов.

Наконец, разовые измерения не решают задачи непрерывного автоматического контроля. В используемых для этой цели устройствах аэрозоли обычно осаждаются на движущейся ленте из фильтрующего материала, на сменных фильтрах (Б. Л. Киселев и др., 1960) или (при электрофильтрации) на движущейся металлической фольге (А. Берг-стедт, 1956) с последующей регистрацией активности каждой пробы. Подобные автоматы имеют, как правило, сложную кинематическую схему, высокую стоимость и не обладают чувствительностью, достаточной

для контроля атмосферного воздуха.

Увеличение чувствительности в этом случае возможно только путем повышения степени концентрирования пробы за счет увеличения либо скорости отбора, либо его продолжительности. Первое ограничивается свойствами фильтрующего материала, второе — скоростью распада определяемого изотопа.

Решение задачи увеличения продолжительности отбора пробы и сокращения времени от момента окончания отбора пробы до измерения ее активности привело к разработке так называемого метода насыщения фильтра (С. П. Голенецкий, 1961; Н. Г. Гусев и др., 1959), подробно излагаемого ниже. Метод позволяет добиться максимальной чувствительности (до Ю-17- к/л) при разовых определениях, зависящей в этом случае только от скорости отбора пробы, а также осуществить непрерывную автоматическую регистрацию короткоживущих радиоактивных аэрозолей с периодом полураспада от долей секунды до десятков минут— вплоть до концентраций порядка Ю-15- /с/л, причем крайне простыми средствами. Сущность метода1 (С. П. Голенецкий, 1960) заключается в следующем. При достаточно продолжительном отборе пробы короткоживущих радиоактивных аэрозолей на фильтре наступает состояние, при котором число распадающихся атомов компенсируется числом вновь оседающих за то же время (так называемое состояние «насыщения» фильтра). При этом активность фильтра оказывается пропорциональной концентрации в воздухе радиоактивных атомов (в аэрозольной фазе).

Нетрудно показать, что в случае моноизотопного состава аэрозолей результирующая активность фильтра—А (расп/мин) при изменяющейся во времени концентрации радиоактивных атомов (в аэрозольной фазе)—С (атом/л) и скорости отбора пробы — V (л/мин) равна:

»

= (1)

О

где: I — продолжительность отбора пробы (в минутах); X — постоянная распада изотопа (мин.-1).

Если за время отбора С(7) изменяется мало, то

А Ц) = С-У.(1—ег"). (2)

При достаточно больших значениях М (продолжительный отбор пробы или малый период полураспада определяемого изотопа) с хорошим приближением имеем:

1 Поскольку в последнее время всеобщее признание нашел метод контролирования аэрозолей путем осаждения их на различных фильтрах, в частности типа ФПП, в дальнейшем будет подразумеваться, что отбор проб производится именно таким

способом.

АЦ) = А

Нас•

С-У ■(!—е

—\tHQC.

I/,

(3)

т. е. наступает состояние «насыщения» фильтра, о котором уже говорилось выше. В этом случае определяемая концентрация аэрозоля прямо пропорциональна активности фильтра и обратно пропорциональна скорости отбора пробы.

Радиометрируя фильтр в течение времени Д/, не прекращая отбор пробы, можно достичь значительного уменьшения статистической ошибки счета (за счет увеличения А^) — порядка 10% даже при определении очень малых концентраций аэрозолей (10~16-^ 10~17 к/л для продуктов распада радона).

С другой стороны, делая периодические непродолжительные замеры активности фильтра при непрерывном отборе пробы, можно следить за изменением концентрации аэрозоля во времени. Действительно, при небольших колебаниях C(t) имеет из (1):

С(() =

(4)

Рис. 1. Искажение концентрационной кривой С при регистрации радиоактивных аэрозолей по методу «насыщения» фильтра.

Здесь е —некоторый поправочный коэффициент, связанный с конечным временем наступления состояния «насыщения».

В тех случаях, когда имеются резкие изменения С(Ь), концентрационная кривая будет регистрироваться с заметными искажениями. Эти искажения тем значительнее, чем больше период полураспада определяемого изотопа, и наоборот. Так, что при достаточно больших значениях \ с допустимой в практике погрешностью можно положить 8=1, и в этом случае регистрируемая кривая должна хорошо воспроизводить характер истинной.

Это положение иллюстрируется рис. 1, где нижняя кривая изображает ход'истинной концентрационной кривой, а три верхние— регистрируемые при этом активности фильтра при А,=0,02; 0,1 и 0,5. Для наглядности изменения С(1) представлены в виде прямоугольного и треугольного импульсов длительностью Т.

Хорошо видно, что искажение концентрационной кривой уменьшается с увеличением отношения Г//«ас. (т. е. с ростом значений X). В случае резко выраженных экстремумов С(1) (треугольный пик) имеет место смещение по времени экстремальной точки на регистрируемой кривой — тем большее, чем ниже скорость распада определяемого изотопа (ть т2 и т3 для \ = 0,02; 0,1 и 0,5 соответственно). Указанное явление обусловливает некоторую инерционность метода «насыщения» при регистрации относительно долгоживущих изотопов.

Таким образом, если количественное воспроизведение истинной концентрационной кривой по методу «насыщения» с достоверностью возможно только для сравнительно короткоживущих изотопов (в этом случае инерционность метода в обычном масштабе времени практически несущественна), то качественная оценка ее хода возможна и для более долгоживущих изотопов.

3*

35

Несомненные удобства представляет метод «насыщения» также возможностью простого осуществления автоматической регистрации концентраций короткоживущих аэрозолей. Для этого импульсы от детектора излучения, расположенного во время отбора пробы непосредственно перед фильтром, регистрируются с помощью обычного счетно-усредняющего устройства и самопишущего прибора.

Наконец, метод «насыщения» позволяет сравнительно простыми средствами (вплоть до снятия кривых поглощения) решать задачу о спектральном составе излучения, а следовательно, и о природе короткоживущих радиоактивных аэрозолей, так как при мало меняющихся во времени концентрациях аэрозоля активность фильтра может долгое время (во всяком случае, достаточное для производства необходимых лри этом измерений) удерживаться на одном уровне.

В случае смеси генетически несвязанных радиоактивных изотопов для каждого компонента смеси, очевидно, справедливо все ранее сказанное относительно одного изотопа. Применяя (3) к каждому из них, получим при «насыщении» для смеси k изотопов:

At = СУ, (5)

где: i = 1,2,3.....к.

Отсюда суммарная активность фильтра при «насыщении»

Ла = Е Cy = G* V (6)

/=1

пропорциональна сумме концентраций отдельных компонент смеси или суммарной концентрации радиоактивных атомов в аэрозольной фазе.

Таким образом, определение суммарной концентрации радиоактивных атомов в смеси генетически несвязанных изотопов сводится к тому же, что и в случае одного изотопа. Если fi-эффективность регистрации излучения /-го изотопа и измерение активности фильтра при «насыщении» производится в течение времени At, то

cv = ТГТГ w

V-bt i=1

где: Arii — число зарегистрированных актов распада ¿-го изотопа за время измерения. При fi для всех изотопов, равных или близких по величине (7), равноценно (6).

Совершенно аналогично случаю одного изотопа статистическую ошибку счета здесь можно сделать как угодно малой, задаваясь достаточно большими значениями At.

Относительно возможности автоматической регистрации суммарной концентрационной кривой и искажения ее за счет инерционности метода можно сказать в основном то же, что и в случае моноизотопного состава аэрозолей. Большие искажения регистрируемой кривой здесь будут обусловлены более долгоживущими изотопами, так как инерционность регистрации для каждого из них различна.

В случае смеси генетически связанных радиоактивных- изотопов наряду с накоплением радиоактивных атомов вследствие осаждения из воздуха на фильтре также имеет место распад каждого изотопа и одновременно его образование из материнского.

Интегрируя общее уравнение накопления радиоактивных атомов

i-ro изотопа на фильтре.

JOU-^CiV-lM + l .N , (8)

dt 1 ' i—i /—i

при О = Const, получим при «насыщении»:

= А1

V • 2 С,,

/=1

(а>

а суммарная активность фильтра для смеси /г изотопов

А

I/. 2 (К 1=1

* + /) Сг

(10)

Все ранее сказанное относительно автоматической регистрации и искажения концентрационной кривой, а также относительно уменьшения статистической ошибки счета остается в силе и в этом случае. Однако, как видно из (10), здесь имеет место еще усиление зависимости АV от С\ при переходе от последних членов генетической цепочки к первым. Поэтому, а также вследствие возможных колебаний изотопного состава смеси автоматическая регистрация указанным выше способом может быть использована здесь для выявления лишь качественной картины хода концентрационной кривой.

Основное затруднение при практическом использовании метода «насыщения» связано с необходимостью измерения активности фильтра непосредственно во время отбора пробы.

Задача решается применением специальной конструкции фильтродержате-ля (рис. 2), где фильтр помещается непосредственно перед детектором излучения (А). Исследуемый воздух поступает в пространство между фильтром (Б) и детектором через питающие патрубки (В). С обратной стороны фильтра с помощью вакуумного насоса создается разрежение. При прохождении воздуха через фильтр аэрозоли задерживаются преимущественно на его поверхности, лишь частично проникая внутрь ткани (И. И. Гусаров, В. К. Ляпидевский, 1958). Струи воздуха попадают на фильтрующую поверхность под очень малым углом к ней. Благодаря этому заметно увеличивается эффективность задержки аэрозолей (за счет инерционного эффекта фильтрации). Так, для ткани ФПП-15-1,7 «проскок аэрозолей не наблюдался совершенно при скорости отбора пробы до 10 л!мин -см2, тогда как при этом прямом токе воздуха через фильтр он составлял в этом случае 2 — 5%.

Применение для измерения активности фильтра сцинтилляционных детекторов излучения позволяет использовать конструкцию фильтродер-жателя без изменений для регистрации как а-, так и р-активных аэрозолей путем простой смены сцинтиллирующих экранов. В первом случае используется экран из мелкокристаллического йодистого цезия

Рис. 2. Конструкция фильтродержателя для определения радиоактивных аэрозолей по методу «насыщения» фильтра.

А — сцинтиллирующий экран счетчика; Б — фильтр из ткани ФПП (ФПА) с армирующей подложкой; В — питающий патрубок (3 шт.; Z120°); Г — световод, Д — ФЭУ; Е — уплотняющий гребешок; Ж — уплотнительное резиновое кольцо; 3 — коническая крышка фильтродержателя (металл); И — всасывающий патрубок; /(—винт крепления крышки (3 шт.; ¿120°); Л — барашки (3 шт.): М — конический переход (металл, пластмасса); Н — герметизирующий резиновый поясок; О — светозащитный кожух; П — основание фильтродержателя (металл).

(возможно применение также светосоставов К-40, К-49, К-430 и т. п.) толщиной 5-М0 мг/см2, изготовляемый осаждением из суспензии на основе абсолютного спирта с добавкой 5-И0 мл/л очищенного клея БФ-2. Для регистрации (3-частиц удобно использовать поликристаллический экран из стильбена толщиной порядка 5(Н- 100 мг/см2, приготовленный нанесением сухого порошка стильбена на предварительно размягченную дихлорэтаном поверхность диска из органического стекла с последующим прессованием под давлением 50 кг/см2. Несколько лучшие результаты в смысле сцинтилляционного выхода) дает метод термокристаллизации (И. Б. Кеи-рим-Маркус и др., 1960) стильбена на поверхность органического стекла. Однако, он значительно сложнее технически.

Некоторым недостатком применения сцинтил-ляционных детекторов является необходимость жесткой стабилизации напряжения питания

ФЭУ.

Однако использование обычной счетной установки со стабилизированным высоковольтным выпрямителем (например, ПС-10 000, «Тисс», «Б» и др.) в комбинации с форрорезо-нансным стабилизатором напряжения сети дает вполне удовлетворительные результаты. Так, при регистрации аэрозолей а-активных продуктов распада радона методом «насыщения» с помощью прибора «Тисс» со стабилизатором «С-0,75», коэффициент счета испытывал колебания не выше ±5%, а «фон» установки сохранял значение 0,36±0,3 имп/мин в течение почти 2 месяцев при колебаниях напряжения сети от —30 до +10% от номинального.

Благодаря этому, а также возможности длительных замеров активности фильтра при «насыщении» возможно определение со статистической ошибкой счета не более 50% концентраций а-активных аэрозолей порядка 1 атом/м3 (10~17 к/л — для продуктов распада радона).

При определении р-активных аэрозолей эти возможности заметно ограничиваются собственным «фоном» |3-детектора (40—70 имп/мин). Однако и в этом случае возможно определение концентраций корот-коживущих аэрозолей порядка 100 атом/мъ (5-Ю-16 к/л — для продуктов распада радона) с той же статистической ошибкой счета.

Обычно же встречающиеся концентрации естественных коротко-живущих аэрозолей порядка Ю-13 к/л удается определять с ошибкой

не более 1—2%.

Для одновременной регистрации а- и (3-активных короткоживущих аэрозолей используется комбинированный фильтродержатель (рис. 3), состоящий из двух идентичных половин, каждая из которых мало от-

ШШМШ1Ш, 6

7

ъ&жаеииомявбш

Рис. 3. Конструкция фильтродержателя для одновременной регистрации короткорежущих

а- и ^-активных аэрозолей.

/ — ФЭУ; 2 — световод; 3 — сцинтиллирующий экран -счетчика; 4 — сцинтиллирующий экран 3 -счетчика;

5 —ткань ФПП (ФПА), с армирующей подложкой;

6 — сменная обойма (металл); 7 — уплотняющий гребешок обоймы; 8 — уплотнительные резиновые кольца; 9 _ основание фильтродержателя (металл); 10 — питающий патрубок (3 шт.; ¿120°); // — всасывающий патрубок (3 шт.; ¿120°); 12 — светозащитный кожух; 13 — герметизирующий резиновый поясок; 14 — виит крепления крышки (3 шт.; ¿120°); 15 — барашки

(3 шт); 16 — конический переход (металл).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

личается от изображенной на рис. 2. Особенность такого фильтродер-жателя — использование сменных обойм с фильтрами, обеспечивающих быструю смену фильтров и удобство их последующего радиометриро-вания для определения долгоживущей компоненты. Устройство фильт-родержателя и сменных обойм ясно из чертежа. Обе половины обоймы с зажатым между ними фильтрующим материалом скрепляются между собой 3—4 скрытыми винтами. Снаряженная таким образом обойма вставляется с хорошей фиксацией в фильтродержатель. Конструкция последнего совершенно исключает дополнительный подсос воздуха.

Исследуемый воздух поступает в пространство между фильтром и экраном а-детектора, всасывание воздуха производится через патрубки со стороны р-детектора. Таким образом а-активность фильтра измеряется с «лицевой» его стороны, а р-активность— с оборотной. Самопоглощением р-частиц в материале фильтра можно пренебречь.

Во всех случаях сорбции частиц аэрозоля на сцинтиллирующих экранах детекторов не наблюдалось.

Использование для тех же целей двухслойного сцинтиллирующего экрана из стильбена и сернистого цинка с одним ФЭУ и схемой двухпороговой дискриминации и антисовпадений (И. Б. Кеирим-Маркус и др., 1960) позволит упростить конструкцию комбинированного фильтро-держателя и осуществить одностороннюю регистрацию а- и р-излучения с поверхности фильтра.

Для уменьшения габаритов конструкции датчика в целом целесообразно использование фотоумножителей типа ФЭУ- 13Б. Предусилитель выполняется на транзисторах (А. Н. Злобин и др., 1960; И. Б. Керим-Маркус и др., 1960; О. М. Безменов и др., 1960) и монтируется непосредственно в корпусе датчика. Возможно также непосредственное формирование импульсов с анодов ФЭУ чувствительным одновибратором на транзисторах (Л. Д. Сошин, 1960). Длительность выходного импульса в этом случае устанавливается от 5 до 100 мксек в зависимости от типа используемого пересчетного устройства. При автоматической регистрации импульсов с одновибратора автоматическим самопишущим потенциометром типа ЭПП-09 (10 тУ), использовался транзисторный интенсиметр с дозирующей емкостью и нормализацией амплитуды пороговым усилителем (С. И. Бабиченко и др., 1958).

Метод «насыщения» фильтра был использован, в частности, для автоматической непрерывной регистрации содержания в атмосферном воздухе продуктов распада радона.

В данном случае приходится иметь дело со смесью генетически связанных изотопов ИаЛ, Иаб, ИаС и ИаС (рис. 4). На (Т1/2 = 22 года) цепочка короткоживущих продуктов прерывается. Из перечисленных изотопов а-активны ИаА и ИаС7, р-активны ИаВ и ИаС. Активность фильтра, обусловленная каждым из них, составляет при «насыщении» по (9): .

АА = Сл V

Ав = (Са \-Св)У

Ас = (Са + Св + Сс)У (11)

Рис. 4. Схема радиоактивных пре вращений короткоживущих про дуктов распада радона.

^с + ^С'

хс,

ас=• (са + св + сс + сс,)у = (са + св + сс

так как Хс С X/.

Отсюда суммарные а- и р-активности фильтра равны:

= Аа + Ас = (2С„ 4- Св + Сс ) V

)у = (са + св + сс)у,

А

(12)

И

А?=Ав + Ас = {2СА4-2СВ+СС) V

Таким образом, а-активность фильтра приблизительно (поскольку Слобычио заметно меньше Св и Сс) пропорциональна суммарной атомарной концентрации продуктов А, В и С. (З-Активность фильтра, следуя в общем той же закономерности, в большей мере зависит от колебаний Св.

В реальных условиях регистрируется только некоторая часть всех актов распада на фильтре и притом разная для разных изотопов. Поэтому непосредственно регистрируемая активность фильтра, обусловленная а- и (3-распадом, равна:

п — V

а

1 1

-+

Л 1 кА ' * с

и

я = К

1

<с.+св>

+

в

к

1

(13)

где: с —коэффициенты счета регистрирующего устройства

для продуктов А, В, С и С соответственно.

Таким образом, зависимость хода регистрируемых кривых изменения а- и р-активности фильтра от изменений концентрации того или иного компонента смеси в значительной мере обусловлена еще и величиной коэффициента счета регистрирующего устройства для соответствующего изотопа. Это особенно существенно для (З-активных изотопов^ так как кв (Ямакс. = 0,68 Мэв) может заметно отличаться от кс (£манс. = 1,65 и 3,17 Мэв), тогда как кА~кс' при использовании сцин-тиляционного детектора а-част1щ. ,

Положивк<х = кА — кс' и кв=кс= * кв , получим

п —

а

v

(2Сл + Св+Сс>

а

И

л0 =-^-[(са + св)(\+а)+сс]

(14)

При использовании порошкового [3-сцинтиллятора из стильбена, приготовленного указанным выше способом, а имеет значение порядка 0,5 -г 0,7. С учетом этого из (14) видно, что регистрируемая активность фильтра для продуктов распада радона приблизительно пропорциональна суммарной атомарной концентрации продуктов А, В, С.

Рис. 5 дает пример непрерывной автоматической записи суточного хода концентрационной кривой А-, В-, С-продуктов распада радона в обычном атмосферном воздухе. Плавность хода кривой а-активности достигнута значительным увеличением постоянной времени интегрирующей цепи регистрирующего устройства (прибор «Тисс», 60 секунд). Для р-активных аэрозолей при тех же условиях «разброс» кривой заметно больше из-за неебольшого превышения активности фильтра нал

собственным «фоном» датчика и больших колебании величины самого «фона».

Эффективные периоды полураспада составляют 40^ 50 и 25 ^ 30 минут для а- и р-активных продуктов соответственно. Отсюда время «насыщения» (с ошибкой от 5 до 10%) составляет два первых от 2 до 2х/2 часов, а для вторых — от 1{/2 до 2 часов. Однако, такая инерционность дает вполне допустимую в практике погрешность, если учесть сравнительно медленное изменение со временем атмосферных концентраций радона. Во всяком случае, качественный ход указанной кривой воспроизводится безусловно.

*10*имп/пим.

г

Рис. 5. Суточный ход концентрационной кривой продуктов распада радона при непрерывной автоматической регистрации по методу «насыщения» фильтра.

При продолжительности непрерывного контроля до суток вкладом в активность фильтра со стороны долгоживущих изотопов можно пренебречь. Действительно, при содержании в воздухе долгоживущих а-активных аэрозолей порядка Ю"16 к/л (0,3 ПДК по радию-226) их вклад в активность фильтра через сутки составит при скорости отбора пробы 100 л/мин около 30 расп/мин, т. е. не более 10% активности за счет короткоживущих изотопов при их обычном содержании в атмосферном воздухе. При необходимости регистрации концентрационной кривой за более продолжительное время указанное влияние долгоживущих изотопов можно устранить, применив специальную конструкцию фильт-родержателя, где лента из фильтрующего материала медленно (порядка 1 -г- 3 диаметров живого сечения фильтродержателя в сутки) протягивается перед счетчиком излучения при прочих равных условиях.

Метод с успехом может быть использован для автоматического контроля за содержанием искусственных радиоактивных аэрозолей (главным образом р-активных) в воздухе производственных помещений предприятий атомной промышленности, радиохимических лабораторий и т. д. Учет фона короткоживущих р-активных изотопов естественного происхождения в этом случае производится автокомпенсационным методом за счет активности фильтра, обусловленной короткоживущими а-активными продуктами распада радона. Такая возможность вытекает из того факта, что концентрационные кривые тех и других достаточно хорошо воспроизводят одна другую (см. рис. 5). Влиянием декомпенсации за счет неравновесности-продуктов А, В, С в атмосферном воздухе (И. И. Корниленко, 1960) и связанной с ней ошибкой в 10— 30% для целей практической дозиметрии часто можно пренебречь.

В заключение следует отметить следующее: в статье рассмотрен и обоснован метод определения короткоживущих радиоактивных аэро-

золей путем измерения активности фильтра при длительном непрерывном пропускании через него исследуемого воздуха, названный методом «насыщения» фильтра. Показано, что в этом случае активность фильтра прямо пропорциональна концентрации определяемого изотопа в аэрозольной фазе. Метод обеспечивает максимально возможную при определении короткоживущих радиоактивных аэрозолей чувствительность (до 10~17 к/л— по продуктам распада радона) и точность (до долей процента) определений; значительно упрощает математическую обработку результатов, делая ненужной введение расчетной поправки на распад пробы в процессе отбора и измерения; дает возможность простыми средствами осуществлять непрерывную автоматическую регистрацию короткоживущих радиоактивных аэрозолей, а также позволяет простейшими средствами — вплоть до снятия кривых поглощения — решать задачу о спектральном составе излучения определяемых изотопов в аэрозольной фазе. Метод применим для определения короткоживущих радиоактивных аэрозолей с периодом полураспада от нескольких секунд до десятков минут. При этом «инерционность» регистрации истинной концентрационной кривой, связанная с конечным временем «насыщения» фильтра, тем меньше, чем больше скорость распада определяемого изотопа.

ЛИТЕРАТУРА

Бабиченко С. И., Богданов А. А., Хазанов Б. И. Приборы и техника эксперимента, 1958, № 3, стр. 101. — Б е з м е н о в О. М., Лебедев О. В., Ш а-мов В. П. Приборы и техника эксперимента, 1960, № 6, стр. 56. — Бергстедт А. В кн.: Дозиметрия ионизирующих излучений. М., 1956, стр. 279. — Г о л е н е ц-кий С. П. В кн.: Сборник рефератов по радиационной медицине. М., 1961, т. 4, стр. 252.— Гусаров И. И., Ляпидевский В. К. Гиг. и сан., 1958, № 10, СТр. ю. — Злобин Л. И., Любимов Ю. И. Приборы и техника эксперимента, 1960, № 4, стр. 137.— Зыкова А. С., Счастный В. А., Едремова Г. П. Гиг. и сан., 1958, № 10, стр. 62. — К е и р и м-М а р к у с И. Б., М а р к е л о в В. В., Успенский Л. Н. Мед. радиол., 1960, № 10, стр. 68. — К е и р и м-М арку с И. Б., Л у-щи хин А. М., Марке л ов В. В. Приборы и техника эксперимента, 1960, № 5, стр. 35. — Корниленко И. И. В кн.: Сборник работ по некоторым вопросам дозиметрии и радиометрии ионизирующих излучений. М., 1960, стр. 163. — Под ред. Н. Г. Гусева и др. Сборник радиохимических и дозиметрических методик. М., 1959, стр. 213. — Сошин Л. Д. Приборы и техника эксперимента, i960, N° 4, стр. 138. >— Э н т о н Н. В кн,: Дозиметрия ионизирующих излучений. М., 1956, стр. 287.

Поступила 15/V 1961 г.

* * *

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.