Анализа на радиоактивност

Изворите на зрачење, кои користат радиоактивни супстанции или генератори на зрачење, се користат низ целиот свет за широк спектар на цели, вклучувајќи индустрија, медицина, истражување и образование. Дури се користи за разни воени цели. Многу од нив се затворени извори, во кои радиоактивниот материјал е цврсто содржан или врзан во соодветна капсула или куќиште. Ризиците што ги претставуваат овие извори и материјали варираат во голема мера во зависност од фактори како што се радионуклидот, физичката и хемиската форма и активност. Освен ако не се пробиени или протекуваат, затворените извори претставуваат ризик само од изложеност на надворешно зрачење. Сепак, пробиените или протекувачките затворени извори, како и незапечатените радиоактивни материјали, можат да доведат до контаминација на животната средина и внесување на радиоактивни супстанции во човечкото тело.

Ризиците поврзани со употребата на радиоактивни материјали мора да бидат ограничени и заштитени со примена на соодветни стандарди за безбедност од зрачење. Препознавајќи ја потребата од постепен пристап кон регулаторната контрола на изворите на зрачење, „Акцискиот план за безбедност на изворите на зрачење и безбедноста на радиоактивниот материјал“ објавен од Меѓународната агенција за атомска енергија повика на развој на категоризација.

Целта на добиениот систем за категоризација е да обезбеди едноставен и логичен систем за рангирање на радиоактивните извори според нивниот потенцијал да му наштетат на здравјето на луѓето и за класифицирање на апликациите во кои се користат овие извори во посебни категории.

Целта на категоризирањето на радиоактивните извори е да се обезбеди меѓународно хармонизирана основа за донесување одлуки засновани на ризик. Предвидено е системот за категоризација да се користи како влезен податок за многу активности поврзани со безбедноста и сигурноста на радиоактивните извори. Тие вклучуваат:

• Развој или подобрување на меѓународните безбедносни стандарди
• Развивање или подобрување на националните регулаторни инфраструктури за да се исполнат условите на земјата
• Оптимизирање на одлуките за регулаторните приоритети во рамките на ограничувањата на ресурсите
• Оптимизирање на безбедносните мерки за радиоактивни извори, вклучувајќи и потенцијална злоупотреба
• Планирање и одговор во вонредни ситуации
• Развивање национални стратегии за подобрување на контролата врз радиоактивните извори.

Радиоактивните извори се користат во широк спектар на апликации, вклучувајќи индустрија, медицина, земјоделство, истражување и образование, а се користат и во воени и одбранбени апликации. Во рамките на овие различни примени, постојат голем број радионуклиди, форми и количини на радиоактивен материјал, кои мора да се земат предвид во системот за категоризација. Изворите со висока активност, доколку не се управуваат безбедно или сигурно, можат да предизвикаат сериозни детерминистички ефекти кај поединци во краток временски период, додека изворите со ниска активност веројатно нема да предизвикаат такви ефекти. Затоа, системот за категоризација обезбедува релативно рангирање и групирање на ресурсите и практиките врз кои можат да се базираат одлуките.

Општо земено, системот за категоризација е важен за донесување одлуки, како во ретроспективна смисла, за да се осигури дека постојните ресурси се ставени под контрола или се држат под контрола, така и во проспективна смисла, за да се осигури дека идните ресурси се правилно организирани.

Од откривањето на радиоактивноста, развиени се различни техники:

• Анализа на активирање на неутрони
• Анализа на разредување на изотопите
• Радиометриска титрација
• Радиохроматографија
• Радиоимунотест

Меѓу нив, техниката на анализа на неутронска активација е најчеста. Оваа техника се базира на мерење на зрачењето емитирано од распаѓањето на радиоактивните јадра формирани со неутронско зрачење на материјалот. Најсоодветниот извор на неутрони за овој тип на примена е обично истражувачки реактор. Примероците што можат да се анализираат со овој метод се од многу различни области како што се медицината, исхраната, биологијата, хемијата, судската медицина, животната средина и рударството.

Анализата на неутронска активација може да се изврши на неколку начини. Ова зависи од елементот што треба да се мери и соодветните нивоа на зрачење, како и од природата и степенот на пречки од други елементи присутни во примерокот. Повеќето од методите што се користат се недеструктивни методи засновани на детекција на гама-зрачење емитирано од озрачениот материјал по или за време на зрачењето.

Анализата на неутронска активација е високо чувствителна техника што се користи за да се утврди присуството и количините на главни, споредни и елементи во траги во материјален примерок. Оваа техника се разликува од другите методи по тоа што се потпира на јадрото на атомот и ја игнорира хемиската формулација, за разлика од масената спектрометрија или хроматографските методи. Оваа техника бара извор на неутрони, детектори за гама-зраци и темелно разбирање на тоа како елементите реагираат на неутронско бомбардирање.

Неколку области каде што најчесто се користи анализа на радиоактивност вклучуваат:

• Овој метод е претпочитан првенствено во истражувачките и развојните студии. Околу 65 елементи можат да се детектираат на нивоа од делови на милион до делови на трилион или пониски. Ако матрицата што треба да се анализира не стане многу радиоактивна кога се активира од неутрони или ако несаканата радиоактивност брзо се распаѓа, групите елементи во трагови често можат да се мерат истовремено.
• Во форензичката анализа, овој метод има значајно искуство во форензичката анализа на доказните материјали. Примерите вклучуваат фрагменти од куршуми, остатоци од барут, пластика, коса и нокти и геолошки материјали. Споредувањето на материјалите на недеструктивен начин е една од главните предности на оваа техника за форензика.
• Силициум диоксид со висока чистота, силициум, алуминиум, други материјали и соединенија кои не формираат долготрајни радионуклиди, целулозни воздушни филтри и материјали како графит се одлични матрици за анализа на неутронска активација со висока чувствителност. Ваквите материјали можат да се озрачуваат со часови за да се утврдат многу елементи на нивоа под ppb. Силициумските плочки и силициум диоксидот што се користат во оптичките влакна се меѓу анализираните примероци.
• Во областа на радиохемиските сепарации, екстремно ниски количини на некои елементи (на пр. иридиум) може да се измерат со помош на микробранови постројки за разградување и едноставни техники на хемиско сепарирање.
• Во лабораторијата за анализа на неутронска активација, бариум, бром, европиум, антимон, тербиум и ураниум, како и цериум, кобалт, хром, цезиум, железо, лантан, натриум, рубидиум, скандиум и ториум, може да се утврдат со висока чувствителност во примероци од почва, седимент, карпи, метали и минерали.
• Изворите на радиоактивност секогаш претставуваат сериозен ризик за животната средина, почвата, воздухот, водата и земјоделските производи. Додека потребните елементи за исхрана се земаат од почвата, радиоактивните супстанции се мешаат и во растенијата, а со тоа и во синџирот на исхрана. Познавањето на содржината на природни радиоактивни супстанции во храната е неопходно за да се процени количината на зрачење на кое луѓето се изложени како резултат на консумирање храна.
• Анализите на радиоактивност најчесто се вршат кај цврста храна, како што се житарки, зеленчук, млечни производи и разни производи за широка потрошувачка, како и кај течна храна, како што се вода за пиење, млеко и течни сосови.
• Во анализите на животната средина, анализите на радиоактивност секогаш се вршат на примероци од воздух и слични гасови или примероци од солена вода, свежа вода и слични течни примероци, како и примероци од почва, седимент, песок, фауна, флора, пепел и слични цврсти материи.
• Исто така, овие анализи се потребни за медицински отпад, индустриски отпад, хартија, пластика и сите видови полимери што се појавуваат по процесот.

Методот на анализа на неутронска активација е широко користен во контролата и мониторингот на животната средина, анализата на примероци од животната средина, хемијата и науката за материјали, археологијата, медицината, биологијата, анализата на храна, форензичката наука, историјата, антропологијата, геологијата и геохемијата, индустријата, анализата на референтни материјали и контролата на квалитетот и многу други области.

Накратко, анализата на радиоактивноста се базира на принципот на броење на карактеристичните гама зраци емитирани од радиоактивни изотопи добиени како резултат на озрачување на јадрата на стабилни атоми во примерокот со неутрони, со користење на детектори со висока резолуција. Како резултат на анализата на гама спектрите добиени со избројаните гама зраци, се прави анализа на елементите во примерокот. Тоа е метод на анализа што овозможува одредување на многу елементи (30-40 елементи) истовремено под ppm. Под соодветни услови, неизвесноста во одредувањето на елементот е на ниво од 0,01 процент.

Нашата организација има силен персонал кој внимателно ги следи случувањата во областа на науката и технологијата во светот и постојано се усовршува. Услугите за анализа на радиоактивност се меѓу бројните студии за тестирање, мерење, анализа и евалуација што се обезбедуваат за бизниси во различни сектори.