Радиометрия

Радиометрия — измерение общей активности источника ионизирующих излучений, либо некоторой доли частиц или квантов, испускаемых им в пространстве. Может быть абсолютной и относительной.

    Абсолютная Р. — непосредственное определение активности источника ионизирующих излучений в беккерелях с помощью прямых методов без использования какого-либо радиоактивного стандарта. Для любого прямого метода Р. необходима определенная информация об источнике, например схема распада радионуклида (см. Радионуклиды), или введение целого ряда поправок к результатам измерений.

    Относительная Р. реализуется непрямыми методами, основанными на измерении активности источника в условиях, полностью идентичных предварительно проведенным измерениям первичного стандарта с известной активностью. Это означает, что при Р. источника и стандарта должны быть полностью воспроизведены геометрия и режимы измерений с использованием одной и той же радиометрической аппаратуры.

    Из прямых методов чаще других применяют метод b —g-совпадений, пригодный только для Р. радионуклидов с одновременным испусканием b-частиц и g-квантов. Наиболее известна его разновидность — 4pb —g-совпадения, когда пропорциональный газонаполненный счетчик с 4p-геометрией регистрации b-частиц помещают между двумя сцинтилляционными детекторами g-излучения с кристаллами NaI (Tl). Сигналы от сцинтилляционных детекторов суммируются, после чего они регистрируются только при совпадении с сигналом от 4p-счетчика b-частиц. Основное преимущество метода — отсутствие необходимости введения поправок на эффективность регистрации b-частиц и g-квантов, однако для повышения точности абсолютной Р. необходимо введение поправок на «мертвое» время детекторов, лабораторный фон и разрешающее время блока совпадений. Метод b — g -совпадений может быть использован также для Р. смесей различных b — g-излучающих радионуклидов.

    Самостоятельно 4p-пропорциональные счетчики могут использоваться для радиометрии a- и b-излучателей. В этом случае необходимо введение поправок на поглощение и обратное рассеяние a- или b-частиц в подложке, самопоглощение в материале самого источника, а также на фон и «мертвое» время счетчика. Для абсолютной Р. радиоактивных газов наиболее удобен метод, основанный на введении их внутрь чувствительного объема пропорционального счетчика. При этом отпадает необходимость поправки на самопоглощение, но требуется корректировка результатов измерений на стеночный и концевой эффекты счетчика.

Жидкостные сцинтилляционные счетчики используют для прямых измерений активности только для жидких растворов a-излучающих радионуклидов.

    Калориметрический метод абсолютной Р. требует информации о величине средней энергии излучения на 1 распад и обеспечивает наибольшую точность среди других прямых методов Р., позволяя стандартизовать источники радия и других радионуклидов с погрешностью всего 0,1—0,2%.

    Основной метод относительной Р. — спектрометрический анализ излучения источника, позволяющий по энергии и интенсивности g-линий спектра идентифицировать все радионуклиды источника, в т.ч. и его радиоактивные примеси, а также определять их активность при калибровке спектрометра по стандартным источникам тех же радионуклидов. Наиболее часто для относительной Р. по g-излучению используют спектрометры с полупроводниковыми детекторами из сверхчистого Ge или Ge (Li) и со сцинтилляционными кристаллами из NaI (Tl). Спектры регистрируют на многоканальных амплитудных анализаторах и обрабатывают на ЭВМ по программам, позволяющим вводить поправки на эффект комптоновского рассеяния g-излучения от материалов детектора и его защиты, а также лабораторный фон и влияние на форму регистрируемого спектра импульсной загрузки.

    Метод относительной Р., основанный на применении жидкостных сцинтилляторов, предназначен для измерения концентрации низкоэнергетических b-излучателей ³Н и ¹⁴С в различных растворах.

Наибольшую трудность в данном случае представляет корректное введение поправки на фон, обусловленный целым рядом химических реакций, происходящих в сцинтилляторе с заметным световыделением. Калибровку такого радиометра осуществляют либо методом внутреннего стандарта, весьма точным, но достаточно трудоемким, либо менее точным, но более простым методом внешнего стандарта.

    Для относительной Р. используют также специальные ионизационные камеры, при калибровке которых с пересчетом показаний к нормальным условиям погрешность может быть снижена до 0,02%.

    Методы относительной Р. широко применяют для решения медико-биологических задач, основными из которых являются: 1) радиационная гигиена и контроль радиационной безопасности, в т.ч. определение уровней радиоактивного загрязнения различных поверхностей оборудования, помещений, одежды и обуви, оценка содержания искусственных и естественных радиоактивных аэрозолей в воздухе помещений, определение концентрации радионуклидов в пробах почвы, воды, биологических тканей, пищевых продуктов и т.д., 2) радионуклидная диагностика, включая радиоиммунологический анализ, определение объема циркулирующей крови, плазмы и эритроцитов, объема операционных кровопотерь, Р. фасовок радиофармпрепаратов диагностического и лечебного применения.

    При решении обеих указанных задач одним из важнейших методов является Р. человека, проводимая со следующими целями: 1) идентификация и определение активности инкорпорированных радионуклидов, попадающих в организм при хроническом поступлении и (или) при радиационных авариях,

с дальнейшей оценкой доз внутреннего облучения отдельных органов и всего тела; 2) определение содержания калия в организме по уровню естественного радиоактивного ⁴⁰К при различных заболеваниях сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и др.; 3) клиническая диагностика, основанная на Р. всего тела и отдельных органов после введения в организм соответствующего радиофармпрепарата и позволяющая выявлять и оценивать тяжесть заболеваний органов желудочно-кишечного тракта, нарушений белкового и водного обмена, диагностировать новообразования кожи полостных органов (по b-излучению ³²Р) и др.

    Для Р. человека по g-излучению используют счетчики излучений человека, представляющие собой одно- или многодетекторные сборки сцинтилляционными или полупроводниковыми детекторами, размещаемые вокруг тела сидящего или лежащего пациента. Детекторные сборки могут быть неподвижными или перемещаемыми. В последнем случае Р. проводят в режимах линейного сканирования с равномерной или переменной скоростью, прямоугольного или ротационного сканирования. Для Р. по b-излучению участков тела используют миниатюрные полупроводниковые или ионизационные детекторы. Основные требования к человеку — высокая чувствительность и пространственная однородность чувствительности радиометра.

 

    Библиогр.: Габуния Р.И. Метода радиометрии всего тела в клинической диагностике, М., 1975; Колов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности с. 167, М., 1987; Радионуклидная диагностика, под ред. Ф.М. Лясса, с. 96. М., 1983, библиогр.