Pomiar emisji beta - cz. II

Jak już wspomniałem, promieniowanie beta jest dużo mniej przenikliwe niż gamma. Strumień naładowanych ujemnym ładunkiem elektrycznym cząstek (elektronów) osłabiany jest przez powietrze, metal, szkło i tworzywa sztuczne w dużo większym stopniu niż mające charakter falowy promieniowanie gamma. Również w polu magnetycznym promieniowanie beta ulega odchyleniu, w przeciwieństwie do promieniowania gamma, które nie posiada ładunku elektrycznego.

Przenikliwość promieniowania beta zależy od jego energii. Wysokoenergetyczne źródła beta-aktywne wysyłają promieniowanie zdolne przeniknąć przez cienką blachę stalową, dlatego osłony tub Geigera w kieszonkowych radiometrach wykonane są z grubych blaszek (Polaron-Pripyat - 1,8 mm), często z ołowianymi wkładkami (ANRI Sosna). Wyjątek stanowi licznik RKSB-104, gdzie cienkie miedziane blaszki przymocowano bezpośrednio do plastikowej klapki osłaniającej tuby G-M i dlatego podczas pomiarów skażenia powierzchni ciałami beta-promieniotwórczmi należy używać plastikowego opakowania od licznika jakododatkowego „filtra” (dwie ścianki z plastiku i powietrze wewnątrz eliminują część promieniowania beta, którego reszta pochłaniana jest w miedzianych wkładkach).

Z kolei w licznikach DP-5W kontrolne źródło z izotopem strontu-90 umieszczone było w obrotowej osłonie sondy, której odpowiednie ustawienie umieszczało je przed okienkiem pomiarowym podczas testu urządzenia. Sama osłona, wykonana z 2 mm blachy z nieokreślonego bliżej stopu żelaza, tak skutecznie tłumiła promieniowanie beta, że na zewnątrz wydostawała się jedynie śladowa emisja gamma, towarzysząca emisji beta, na poziomie zaledwie 0,20µSv/h (0,020mR/h), niewiele więcej niż poziom tła naturalnego (0,10µSv/h=0,010mR/h). Stront-90 emituje praktycznie czystą betę, stąd nakrycie takiego źródełka słoikiem czy innym grubościennym naczyniem szklanym praktycznie wytłumi całość promieniowania beta. Starsze wersje tych mierników (DP-5A, DP-5B) miały "pastylkę" typu B-8 osłoniętą metalową klapką na zawiasie, umieszczoną w pokrywie futerału, wzmocnionej aluminiową blachą. Nie zapewniała ona 100% ochrony przed wydostającą się emisją, podobnie jak osłony kontrolek w polskich miernikach DP-66 i DP-66M. Sytuację ratował mały zasięg promieniowania, zgodnie z zasadą odwróconych kwadratów (natężenie promieniowania maleje wraz z kwadratem odległości, zatem dwukrotne zwiększenie odległości od źródła osłabia promieniowanie czterokrotnie).

W przeciwieństwie do strontu, rad ulega wszystkim trzem typom rozpadów promieniotwórczych. Rozpad alfa trudno zarejestrować, gdyż ciężkie cząstki zatrzyma kartka papieru, kilka cm powietrza lub plastikowa osłona tuby G-M. Rozpad beta łatwo zmierzyć, jeśli mamy radiometr, który to umożliwia, a między nim a źródłem nie ma istotnych przeszkód - dlatego świecące zegarki pozbawione szkiełka wykazują dużo silniejszą emisję beta niż te z osłoniętą tarczą. Promieniowanie gamma, najbardziej przenikliwe, najtrudniej zatrzymać, ale w przypadku farb radowych jest ono o połowę słabsze niż towarzysząca mu emisja beta - wystarczy porównać wskazania licznika z założoną klapką i bez - odsyłam do danych z poprzedniego postu. Oczywiście, porównanie takie ma charakter wyłącznie orientacyjny, gdy moc dawki promieniowania gamma mierzymy w grejach (dawniej rentgenach) na godzinę (a biologiczny ekwiwalent w siwertach, dawnej remach), zaś gęstość strumienia cząstek beta określamy przez ilość rozpadów promieniotwórczych na minutę (lub sekundę) z centymetra kwadratowego. Techniki przeliczania tych wartości poruszyłem w w/w poście dotyczącym pomiarów emisji beta.

Zresztą, wracając do zegarków, nawet promieniowanie gamma nie jest w stanie przedostać się przez masywny, metalowy mechanizm zegarka i jego tylną pokrywę, zatem, wbrew pozorom, stare świecące zegarki nie były tak niebezpieczne, jakby się mogło wydawać. Polecam przyłożyć miernik do tylnego dekla świecącego zegarka, a następnie do szkiełka - z tyłu emisja nie przekroczy tła naturalnego!

Niektóre źródła promieniowania beta są tak słabe, że osłonę przed nim zapewnia nawet kawałek plastiku. Jest tak np. w przypadku szkła uranowego, gdzie emisja gamma jest śladowa, zaś betę można zmierzyć tylko czułymi radiometrami - najsilniej reaguje ANRI Sosna, który do tej pory pozostaje wzorem czułości na słabą betę. Odmiennie Radiatex MDR1, który z racji plastikowego korpusu i tuby G-M owiniętej warstwą folii - na słabą betę z uranowego szkła reaguje opornie, choć bez problemu wykrywa świecące zegarki i inne mocniejsze źródła beta-aktywne.

Niektóre nowoczesne dozymetry umożliwiają nawet jednoczesny pomiar aktywności gamma i beta - jedna tuba G-M jest osłonięta metalem, druga odkryta, a układ elektroniczny różnicuje wyniki pomiarów z obu tub w taki sam sposób, jak liczyłem to „na piechotę” w poprzednim poście. Mierniki takie oczywiście są dużo droższe, jednakże komfort pracy jest dużo wyższy.