Радиоактивные излучатели

Кроме рентгеновской трубки для возбуждения флуоресцентного спектра используют долгоживущие радиоактивные изотопы.

При этом могут быть использованы все виды радиоактивного излучения (a, b, g) с относительно небольшой энергией.

Источник возбуждения состоит из изотопа, излучающего a- или b- лучи высокой энергии (1) и промежуточной мишени (2), в которой под действием радиоактивного излучения возбуждается рентгеновское излучение (3).

Материал промежуточной мишени подбирается так, чтобы его рентгеновский спектр не содержал длины волн, излучаемые пробой. В то же время спектр мишени должен содержать кванты, способные выбивать электроны из атомов пробы.

Например:

Наиболее подходящим источником для возбуждения рентгеновского спектра железа и других элементов с порядковым номером от 24 до 30 является тритий ₁Н³ (изотоп водорода) с промежуточной мишенью из циркония.

А для возбуждения вольфрама и других тяжелых металлов используют излучатель стронций-90 со свинцовой мишенью.

Широкое применение нашли пары: Тритий - Цирконий, Тритий - Торий.

Распад некоторых ра­диоактивных изотопов, например ⁵⁵Fe, приводит к испусканию рентгеновских лучей. Ядро ⁵⁵Fe имеет Z = 26, т. е. 26 протонов и 29 нейтронов. Такая конфи­гурация неустойчива, и ядро захватывает электрон с К- орбитали, превращая протон в нейтрон. Полученный в результате атом имеет уже 25 протонов (марганец) и 30 нейтронов и вакансию на К-оболочке. Этот процесс носит название электронного захвата. Вакансии будут исчезать обычным путем за счет испускания рентгеновского излучения Мn Кa и Мn Кb

₂₆Fe⁵⁵ ® ₂₆Mn⁵⁵ + hn

Источник возбуждения состоит из изотопа (1), который излучает рентгеновское излучение (3).

Активность радиоизотопного источника выражают в беккерелях (1Бк = 1 распад/с = 2,7 • 10^-11 Ки). Активность источника со временем уменьшает­ся. После времени, равного периоду полураспада t_1/2, интенсивность источни­ка уменьшается до 50% первоначальной величины. В таблице перечислены некоторые радиоактивные источники, обычно используемые в РФ- спектроскопии.

Таблица Некоторые источники, обычно используемые в РФ- спектроскопии с радио изотопным возбуждением

Радиоизотоп	Период полураспада t1/2, лет	Излучение	Энергия, кэВ
26Fe^55	2,7	Mn – К рентген	5,89; 6,49
48Cd^109	1,27	Ag – К рентген	22,10; 24,99

Рентге­новское излучение Mn-K от ₂₆Fe⁵⁵ подходит для определения элементов от алюминия (₁₃Al) до хрома (₂₄Cr) по их К-линиям, Ag-K от ₄₈Cd¹⁰⁹ подходит для определения элементов от каль­ция (₂₀Ca) до циркония (₄₂Mo) по их К-линиям. По истечении трех лет источник необходимо заменить.

Соображения безопасности не позволяют использовать очень активные ис­точники. Из-за низкой геометрической эффективности спек­трометра с волновой дисперсией эти источники могут применяться только в со­четании со спектрометром с энергетической дисперсией. Использование таких радиоактивных источников позволяет создавать переносные приборы РФСЭД, которые могут работать в полевых условиях ¹.

^{________________________________}

¹ Этот метод активно развивался в СССР и Российской Федерации. Его широко исполь­зуют в геологической службе под названием рентгенорадиометрический анализ.

---

Дата добавления: 2015-07-25