Проектирование, калибровка и использование количественных детекторов радиолюминесценции, индуцированной альфа-частицами

Обнаружение альфа-излучающих радиоактивных материалов методом УФ-радиолюминесценции привлекло повышенное внимание в последние годы. Путём регистрации УФ-фотонов, испускаемых при взаимодействии альфа-частиц с азотом и другими молекулами в воздухе, данный метод позволяет обнаруживать альфа-радионуклиды на расстояниях, превышающих короткую дальность пробега альфа-частиц в воздухе. До настоящего времени, хотя показано, что детекторы способны обнаруживать альфа-излучающие материалы на больших расстояниях, в малых количествах и за короткое время, их способность давать точные, воспроизводимые и количественные измерения альфа-источников не была всесторонне изучена. Этот пробел препятствует сравнению метода с подходами, применяемыми в промышленности, и мало кто учитывал, как оценивать аналитические характеристики приборов. В диссертации представлены методы калибровки детекторов радиолюминесценции, индуцированной альфа-частицами, по прослеживаемым источникам известной активности для обеспечения количественной оценки источников с неизвестной активностью. Описана конструкция нового портативного детектора, способного выполнять такие измерения на различных расстояниях, а также представлены выводы об оптимальной конструкции детекторов для количественных измерений. Показано, что детектор эффективно работает в самых разных условиях эксплуатации — от светонепроницаемых камер до рабочего освещения в одной из действующих лабораторий Sellafield. С помощью детектора были разработаны четыре метода калибровки: ручная калибровка, микропроцессорно управляемое удержание источника, сканирование на конвейере и визуализация с изменением углов пан/наклона детектора. С использованием этих методов показано, что отклик детектора масштабируется линейно с активностью измеряемых источников амерция-241. Анализ результатов двух методов продемонстрировал, что калибровки следует применять только к измерениям, полученным с использованием того же процесса получения данных. Этот метод анализа характеристик предоставляет основу для сравнения как методологической, так и приборной эффективности.