4πγ电离室放射性核素活度计

　　0　引言

　　放射性核素活度计简称活度计,又称核素校准仪或刻度器,是一种以数字直读方式输出测量结果,并通过通道能响校准技术而实现多核素测量的核计量仪器。广泛地应用于同位素生产、石油测井、核医学等领域。

　　随着核医学的快速发展,越来越多的短寿命或超短寿命人工核素应用于临床诊断和治疗,这些核素随时间的高速蜕变,使得活度绝对测量且又能随时进行结果的核对增加了困难。因而在放射性药品的生产和检验中,迫切地需要一种快速确定多种医用核素放射性活度的测量仪器。放射性活度的测量一般利用其核蜕变的辐射效应,方法包括气体电离法、液体或固体的荧光闪烁法、化学法和量热法等等。其中气体电离法的应用最为多见。我们采用累积式高气压井型电离室作为探测器的气体电离法,设计了量程自动转换的小电流测量系统,测量由辐射效应产生的次级电离电荷量,这个电荷量等效于辐射效应,经过辐射能量的校准可以换算成该能量核素的放射性活度。设计的系统具有以下特点:

　　(1)对辐射响应的复现性好,这个响应有时会维持数年不变;

　　(2)系统在实用误差条件下应用时,对样品的制备要求较低,甚至可直接取样量;

　　(3)测量快速,结果精度高。

　　1　活度计的工作原理

　　1·1　活度的定义

　　一定量的放射性核素的活度A定义为dN和dt的比值,这里dN是在时间间隔dt内此定量核素自然衰变的数目:

　　活度的特殊单位是居里(Ci)

　　1Ci=3.7×1010s^-1

　　活度的SI单位是秒的倒数s-1,叫做贝可勒尔(Bq),它与Ci的换算如下:

　　1Bq=一次衰变/秒

　　1Ci=3.7×10¹⁰Bq。

　　1·2　用电离室方法进行活度测量的机理

　　核素衰变通常伴随一种或几种类型的射线:α、β+、β-、γ和光子,因此,可以检测上述射线的一种或几种来测量活度。利用电离室进行核素活度测量的机理描述如下:

　　(1)α粒子辐射

　　放射性核素发射的最大的α粒子的能量小于10Mev,相应的射程大约为10mg/cm2。因为它的射程小,核素发射出来的α粒子无法到达电离室的活性体积,所以无法直接检测α粒子的辐射效应。然而幸运的是,所有的α衰变退激到基态时,均伴随释放光子辐射,可以通过这个次级的光子辐射间接的测量α衰变核素的活度。

　　(2)β+辐射

　　原子核发射的β+粒子(正电子),在直接电离过程中,在介质中驱动静止下来,并与一个电子发生湮灭,生成两个都具有能量为511kev的光子,这些光子用电离室很容易测量。

　　(3)β-辐射