Vätskescintillationsmätning av totalalfa- och totalbetaaktivitet vid låga alfa/beta-aktivitetskvoter

Författare:

  • Karl Norlin
  • Henrik Ramebäck
  • Annika Tovedal

Publiceringsdatum: 2022-01-28

Rapportnummer: FOI-R--5222--SE

Sidor: 43

Skriven på: Svenska

Forskningsområde:

  • CBRN-frågor

Nyckelord:

  • totalalfaaktivitet
  • totalbetaaktivitet
  • vätskescintillationsräkning
  • LSC
  • felklassificering
  • validering
  • mätosäkerhet
  • GUM
  • Monte Carlo

Sammanfattning

Mätning av totalalfa- och totalbetaaktivitet med vätskescintillationsräkning är en metod som bl.a. används som screeningmetod för dricksvatten. Genom att tillämpa så kallad pulsformsanalys kan instrument skilja på pulser från alfa- respektive betastrålning. Dock förekommer felklassificering, dvs. att pulser från det ena partikelslaget felaktigt klassas som det andra. Vanligen genomförs mätningar där de två felklassificeringarna (alfa som beta och beta som alfa) är lika, vilket benämns optimum. Detta kan dock ge begränsningar i vilka alfa/beta-aktivitetskvoter som kan mätas med en rimlig mätosäkerhet. Vill man kunna mäta vid låga, eller höga, aktivitetskvoter skulle det istället vara bättre att ytterligare undertrycka felklassificeringen av den aktivitet som dominerar. Om det finns betydligt mer beta- än alfaaktivitet skulle en minskad betafelklassificering innebära att det går att mäta en lägre alfa/beta-aktivitetskvot än vid det så kallade optimumet. I detta arbete har kalibreringar genomförts vid olika diskrimineringsnivåer för ett antal alfa- och betastrålande radionuklider. Kalibreringarna låg till grund för bestämning av mäteffektiviteter och felklassificeringsfaktorer. Vidare validerades metoden i syfte att studera dess känslighet för parametrar som bedömts vara svåra att fullt ut kontrollera i ett prov. Metoden studerades också med avseende på mätosäkerhet som funktion av alfa/beta-aktivitetskvot. Detta gjordes för att kunna fastställa inom vilket aktivitetskvotsintervall metoden resulterar i rimliga mätosäkerheter för de två totalaktiviteterna. Slutligen jämfördes osäkerhetspropagering med Monte Carlo-beräkning för att studera hur aktivitetsfördelningarna avviker från normalfördelning och hur det skulle kunna påverka ett mätresultat. Arbetet resulterade i en metod med en acceptabel mätosäkerhet för prov med måttlig quench (SQPE > 740) och med alfabetakvoter från ca 0,001 till ca 10. I den beräknade sammanlagda mätosäkerheten inkluderas en korrektion för systematiska avvikelser som kan vara svåra eller omöjliga att kontrollera.