Strona głównaPytania → Jak rozróżnić źródła promieniotwórcze?

Jak rozróżnić źródła promieniotwórcze?

Pytanie

Pyta Marcin

Licznik Geigera nie jest w stanie poznać jaki izotop jest źródłem promieniowania. Na jakiej zasadzie działają urządzenia, które rozpoznają poszczególne izotopy (np. są w stanie odróżnić, czy na zegarku jest farba trytowa czy radowa)?

Odpowiedź

Odpowiada Krzysztof Miernik

Poszczególne jądra atomowe posiadają jednak pewne specyficzne cechy, które pozwalają je identyfikować. Jeżeli mamy do czynienia z promieniotwórczym nuklidem, to rozpada się ono w pewien sposób (alfa, beta, rozszczepienie spontaniczne) i opisany jest on charakterystycznym okresem połowicznego zaniku. Mierząc jaki rodzaj promieniowania emituje jądro i jak zmienia się intensywność promieniowania w czasie, możemy w dużym stopniu zawęzić listę możliwych izotopów. Co więcej,  każde jądro atomowe posiada inną strukturę wewnętrzną, objawiającą się między innymi emisją kwantów gamma, które bardzo często są stowarzyszone z wcześniejszym rozpadem alfa lub beta. Widmo emitowanego promieniowania gamma układa się w charakterystyczne linie energetyczne, których energie i intensywności pozwalają jednoznacznie zidentyfikować ich źródło (w ten sposób odkrywa się też nowe izotopy). Podobnie sytuacja ma się w przypadku rozpadów alfa, gdzie emitowana cząstka ma również ściśle określoną energię, która pozwala rozpoznać ulegający przemianie izotop. Dysponując zatem odpowiednimi detektorami, które mierzą rodzaj promieniowania, jego energię oraz okres połowicznego zaniku, jesteśmy w stanie dobrze identyfikować izotopy.

Wracając do pytania o farbę trytową i radową, mamy tu do czynienia z dwoma różnymi rodzajami promieniotwórczości. Rad-226 emituje cząstki alfa, a podczas rozpadu pojawia się też promieniowanie gamma. Tryt ulega przemianie beta i jest dość szczególnym przypadkiem, ponieważ energia emitowanych cząstek jest wyjątkowo mała i praktycznie nie są one w stanie przeniknąć przez nawet najcieńsze okienka. Dodatkowo podczas tego rozpadu nie występuje promieniowanie gamma. Liczniki Geigera są w ogólności czułe na jakiekolwiek promieniowanie jonizujące, które jest w stanie wniknąć do detektora. Ale stosując różne grubości okienka wejściowego lub osłaniając detektor dodatkowym materiałem możemy stwierdzić, czy jest to promieniowanie alfa, beta czy gamma, dzięki różnej ich przenikliwości.  Mając do dyspozycji zatem tylko licznik Geigera i wiedząc, że jest to jedna z dwóch wymienionych substancji, moglibyśmy łatwo zweryfikować czy widzimy promieniowanie gamma, i rozpoznać rodzaj farby na zegarku bez skomplikowanych detektorów.