ОБОРУДОВАНИЕ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
 



Измерение активности I-131 с использованием сцинтилляционного детектора с ПО "Прогресс"


Проблема измерений радиойода неожиданно приобрела актуальность в связи с аварией на АЭС Фукусима-1. Всех занимает один и тот же вопрос: Возможно ли при помощи сцинтилляционного спектрометра с ПО "Прогресс" измерять активность Йода-131?

Возможно, однако, данный вопрос следовало бы поставить следующим образом: На что следует обращать внимание и как производить радиационный контроль продовольствия и проб внешней среды в связи с аварией на АЭС Фукусима-1?

По результатам измерений содержания радионуклидов в теле и на одежде граждан РФ, прибывших в Москву из района аварии, можно сказать, что основными гамма-излучающими радионуклидами в выпадениях на расстоянии нескольких километров от АЭС являются 131I, 137Cs и 134Cs. Активность радионуклида 134Cs практически равна активности 137Cs, а активность йода-131 на 29.03.2011 превышает активность цезия приблизительно в 10 раз (по результатам измерений одежды).

Таким образом, в настоящий момент индикатором радиационного загрязнения вследствие аварии на АЭС является наличие в пробах радионуклида 131I. Однако, с течением времени, в связи с распадом йода ситуация изменится, и уже через месяц основными гамма-излучающими радионуклидами могут оказаться радионуклиды Цезия – 137Cs и 134Cs.

Многие лаборатории радиационного контроля РФ оснащены сцинтилляционными спектрометрами с программным обеспечением "Прогресс", которые поставлялись в составе спектрометрических комплексов "Мультирад", "Прогресс" и "УСК Гамма-плюс". В зависимости от времени выпуска на данных комплексах может быть установлено программное обеспечение Прогресс-3.xx, Прогресс-2000 или Прогресс-5.1.

Все версии программы "Прогресс" поддерживают возможность выполнения измерений активности любых гамма-излучающих радионуклидов в рабочем диапазоне энергий, в том числе и 131I, 137Cs и 134Cs. Исключением являются только детекторы с большим сцинтилляционным кристаллом NaI (150x150 мм или 150х100 мм) с колодцем, для которых не производились градуировки генератора спектров. Для всех стандартных детекторов с кристаллом NaI 63x63 мм при выпуске в эксплуатацию проводятся градуировки, позволяющие производить измерения произвольных гамма-излучающих радионуклидов в геометриях "Маринелли", "Половина_маринелли" и "Чашка Петри".

При пуске измерения все версии ПО по умолчанию предлагают использовать для обработки стандартную библиотеку, содержащую четыре радионуклида – 137Cs, 40К, 226Ra и 232Th. Программы Прогресс-2000 и Прогресс-5 позволяют отредактировать состав библиотеки до начала измерений, программа Прогресс-3.xx – нет. На этом этапе никаких нестандартных действий делать не нужно – введите параметры пробы, геометрию измерений и согласитесь с предлагаемой по умолчанию библиотекой – "137Cs и ЕРН".

Программа запустит набор спектра, и через 20-30 секунд на экране появятся изменяющиеся в процессе набора результаты обработки спектра – активности 137Cs, 40К, 226Ra и 232Th. Первое, что следует сделать до изменений радионуклидного состава библиотеки – рассмотреть спектр на предмет наличия пика йода-131. Для этого следует нажать на кнопку справа от шкалы анализатора, на которой написано "кан". При этом надпись на кнопке изменится на "кэВ", а шкала анализатора будет представлена в единицах измерения энергии – килоэлектронвольтах. Если в пробе есть радионуклид 131I, то в окрестности точки шкалы, соответствующей энергии 364 кэВ, должно быть превышение счета или пик, похожий на пик от контрольного источника 137Cs+40К, спектр которого Вы видите каждый раз при энергетической калибровке прибора. Посмотрите также на область спектра в диапазоне энергий 600-800 кэВ. Если в пробе присутствует 137Cs, то на спектре будет пик в области 662 кэВ, если 134Cs – два пика с энергией 605 и 796 кэВ. Пик 605 кэВ сольется с пиком 662 кэВ 137Cs. Если Вы измеряете пробу грунта, то почти наверняка в ней будет присутствовать пик в области 600 кэВ, обусловленный содержанием естественных радионуклидов 226Ra и 232Th – сумма линий с энергиями 583 и 609 кэВ. Т.к. визуально пики 583, 605, 609 и 662 кэВ разделить сложно, индикатором присутствия цезия, выброшенного на АЭС Фукусима-1 в пробе, в ближайшие 2 года может быть наличие пика 796 кэВ.

Поупражнявшись с визуальным анализом спектра, добавьте в библиотеку два дополнительных радионуклида – 131I и 134Cs. После этого программа самостоятельно проведет анализ спектра и разложит его на 6 составляющих – 131I, 134Cs, 137Cs, 40К, 226Ra и 232Th. Для этого:

В программе Прогресс-5:

Выберите пункт меню Настройки (картинка с двумя шестеренками) и выберите строку "Р/н состав". На экране появится таблица, в которой отображается состав библиотеки, используемой для обработки спектра:

Имя Формула
137Cs  
40K  
226Ra  
232Th  

Добавьте в таблицу две пустые строки – для этого два раза нажмите на кнопку "Добавить под таблицей, а затем заполните таблицу, как показано ниже. Радионуклид Иод-131 обозначайте при помощи буквы 'I', а не 'J'.

Имя Формула
137Cs  
40K  
226Ra  
232Th  
131I 131I
134Cs 134Cs

Нажмите клавишу "Применить" под таблицей. На экране отобразятся результаты расчета активности шести радионуклидов.

В программе Прогресс-2000:

Нажмите на кнопку "Добавить" (выглядит как стрелка, обращенная вниз на фоне списка) на панели инструментов программы. Появится окно с двумя полями ввода – "Имя" и "Формула". В оба поля введите строку "131I" и нажмите кнопку "Продолжить". В таблице с результатами измерений появится радионуклид 131I. Повторите то же самое для радионуклида 134Cs.

В программе Прогресс-3.20:

Нажмите клавишу F9 или щелкните мышью на кнопке "Обработка". В случае, если по результатам анализа спектра существует вероятность присутствия каких-либо гамма-излучающих радионуклидов, помимо 137Cs, 40K, 226Ra и 232Th – программа выведет окно с предупреждением : "Внимание! Измеренный спектр не может быть достоверно представлен в виде суммы функций отклика.... и.т.д.", под которым отображается две кнопки – "Оставить этот результат" и "Обработать генераторным методом". Выберите – "Обработать генераторным методом". Появится окно со спектром . Нажмите клавишу "Insert" или кнопку "Добав" на панели управления программой. В качестве имени радионуклида и формулы введите 131I. Повторите эти действия для 134Cs.

Выведите протокол измерений на печать. Программы Прогресс-2000 и Прогресс-5 позволяют выбрать форму отчета с результатами обработки. Если в отчете необходимо продемонстрировать наличие или отсутствие радионуклида йод-131, – выберите отчет "Спектр и результаты обработки". В отчете, помимо результатов, будет представлен спектр гамма излучения пробы. Откорректируйте в отчете масштаб отображения спектра так, чтобы была видна область энергии 300 – 1000 кэВ и переключите шкалу из каналов в килоэлектронвольты. Выведите полученный отчет на печать.

При оценке радиационной опасности пищевой продукции для радионуклидов 137Cs и 134Cs следует пользоваться действующими СанПиН для пищевых продуктов, принимая за активность цезия сумму значений активности радионуклидов 137Cs и 134Cs.

При обнаружении 131I следует консультироваться с центральными органами Роспотребнадзора.



С.Ю. Антропов, А.П. Ермилов (ООО НТЦ «Амплитуда»)