Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 3. szám
25 Pusztai-Eredics A. és Tóth G.: Feliszapolódási vizsgálatok a Rába folyó árterén 137Cs-izotóp gamma-spektrometriai elemzése alapján A mintavételi területekről begyűjtött minták szárítását szárítókamrában végeztük, majd a teljes száradás után mozsárban történt az összeállt minták porítása. A minták 137Cs aktivitásának meghatározása gamma-spektrometriával történt a Soproni Egyetemen, az Országos Sugárzásfigyelő Jelző és Ellenőrző Rendszer soproni laboratóriumában. A l37Cs-aktivitáskoncentrációjának meghatározására egy nagy felbontású ORTEC (USA) gyártmányú HpGe (High Purity Germanium) félvezető germánium detektoros yspektrométert használtunk. A spektrometriának az az elvi alapja, hogy adott izotópból kibocsátott radioaktív részecskék vagy g-fotonok energiája jellemző a kibocsátó atommagra. így az energiaméréssel következtetni lehet a kibocsátó izotópra (minőségi meghatározás), az időegység alatt regisztrált részecskék számából pedig az adott izotóp aktivitására (mennyiségi meghatározás) (Bódizs 2006). A mérőrendszer egy nagyfeszültségű tápegységből, erősítőből, alacsony hátterű ólomkamrából és PC-be illesztett sok csatornás (8K) analizátor kártyából állt. A mérések kiértékeléséhez az analizátor kártyához tartozó ORTEC MAESTRO kiértékelő szoftvert alkalmaztuk, ami a csúcsterület és annak hibája számítását automatikusan végzi. A program csatorna-energia kalibrációja egy ismert aktivitású l37Cs hitelesített etalonforrás segítségével készült. A kalibráció a labor működése során néhány havonta elvégzésre került. A mintákat 'A literes kis-Marinelli mintatartó edénybe kell helyezni, és ezek után került sor a minták aktivitásának meghatározására. Az aktivitásmérés előtt a minták tömege hitelesített mérlegen került meghatározásra. A kivett mintákat 137Cs-izotópos vizsgálattal elemeztük. Minden minta esetében a mérés ideje 3600 másodpercet vett igénybe. A mérést követően a MAESTRO programmal kijelölhető az adott izotóphoz tartozó, 137Cs esetén 661,62 keV energiánál a csúcsterület, és a program kiszámítja a csúcsterülethez tartozó nettó beütésszámot (nettó beütésszám = csúcsterület - háttér) és annak hibáját. A kapott értékekből a mérési idő, a hatásfok és a gamma hozam felhasználásával számítható ki a minták aktivitása Bq-ben. Ez azt mutatja meg, hogy az adott mintában a l37Cs-izotóp aktivitás milyen nagy, vagyis az abszolút, teljesenergia-csúcs hatásfok értéke azt adja meg, hogy a sugárforrásból kibocsátott, adott energiájú összes gamma fotonból mennyi kerül regisztrálásra a teljesenergia-csúcsban. A MAESTRO program segítségével meghatározott nettó csúcs alatti területből a következő képlet segítségével számítható a minta adott izotópra vonatkozó aktivitása [Bódizs 1997): T a =--------------yhozam ahol: a: a minta adott izotópra vonatkozó aktivitása (Bq) T: az adott izotóp által keltett gamma csúcs nettó területe (beütésszám) t: az élő idő, azaz a mérési ideje (s) Eyhozatn: a gamma-hozam, az ún. gamma-gyakoriság (táblázatokban található nukleáris állandó), amely megadja a 100 radioaktív elbomló atommagra jutó, adott energiájú gamma kvantumok számát százalékban rp hatásfok, a minta geometriai elrendezésétől és gamma energiától függő dimenziótlan mérőszám, ami a detektálás valószínűségét mutatja meg (Bódizs 1997). Az alkalmazott kis-Marinelli edényre vonatkozó hatásfokot a következő összefüggésből kell meghatározni: log(/7) = -0,3024[log(£r(A:eU))]2 + 0,6535\og(Ey(keV))~ 1,489 Az így kapott aktivitás értékekből a tömeg ismeretében egyszerűen számítható a minta tömegegységre vonatkoztatott aktivitáskoncentrációja (1. táblázat, 2. táblázat): Ay = a / m ahol: Ak; a minta aktivitáskoncentrációja (Bq/kg) a: a minta adott izotópra vonatkozó aktivitása (Bq) m: a minta tömege (kg). 1. táblázat. A-mintaterület137Cs-aktivitás adatai a HPGe (High Purity Germanium) félvezető detektor mérése alapján Table I. ,37Cs activity data from the sample area “A ” based on the High Purity Germanium Detector measurement Minta (cm) Súly (g) Csúcsterület Hiba Beütésszám Aktivitás (Bq) Hiba (Bq) Aktivitás koncentráció (Bq/kg) Aktivitás koncentráció hiba (Bq/kg) A 1.0-5 297,3 268 19 336 11 1 38 3 A 2. 5-10 436,9 642 27 712 27 2 62 4 A3. 10-15 408,3 364 23 448 15 1 37 3 A4. 15-20 449,9 214 19 292 9 1 20 2 A 5. 20-25 445,8 110 15 200 5 1 10 2 A 6. 25-30 463,1 41 11 101 1,7 0,5 4 1 A 7. 30-35 454,7 38 11 103 1,6 0,5 4 1 A 8. 35-40 434,6 7 10 82 0,3 0,4 1 1 A 9. 40-45 442,3 20 10 78 0,8 0,4 2 1 A 10. 45-50 422,4 18 10 76 0,8 0,4 2 1 A 11. 50-55 438,4 28 11 101 1,2 0,5 3 1 A 12. 55-60 467,5 5 9 63 0,2 0,4 0 1 A 13. 60-65 479,4 5 10 70 0,2 0,4 0 1 A 14. 65-70 522,0 1 11 81 0,0 0,5 0 1
