79Se半衰期的加速器质谱测量研究

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79Se是一种长寿命的纯p放射性核素,在核废物处理与处置、核天体物理、核数据以及生命科学等领域具有重要的理论研究意义,同时在反应堆设计、同位素生产、以及中子活化分析等方面也具有很高的实际应用价值。但是由于探测技术及样品制备方法的不足等原因,致使其半衰期数据尚存在较大争议。准确测定79Se的半衰期需要精确测量79Se的原子个数N和p放射性活度A,考虑到79Se尚没有标准样品,所以需要建立79Se/Se绝对比值的AMS测量方法,在79Se/Se绝对比值的测定中,为了尽可能的避免测量Se的同位素之间束流的差异,通常采用半导体探测器对79Se离子进行测量,用法拉第筒对78Se和80Se离子进行测定,这就引起了两种不同测量系统之间的系统误差。为了避免这种系统误差,同时考虑到半导体的灵敏度要高于法拉第筒,本文只选用半导体探测器来测定79Se.78Se和80Se。此外,考虑到78Se和80Se计数率非常高,为此在CIAE-AMS系统中的静电分析器前和靶室内分别安装了衰减因子为108±0.01的衰减片以降低78Se和80Se计数率。测量78Se和80Se的束流时,分别同时挡上两个衰减片,测量间隔为10s,测量79Se的束流时,移开衰减片,测量间隔为100s反复交替测量数次。实验结果表明:通过两个衰减片的衰减作用,能够将78Se和80Se的束流降低到半导体探测器的检测范围内,考虑各种因素后得到的78Se/80Se的比值与其理论丰度比基本一致,测量得到了79Se/78Se的比值,结合已知的78Se的丰度,实现了样品中79Se/Se比值的绝对测定,得到79Se/Se的比值为:(2.08±0.10)×10-7,为准确测定79Se半衰期奠定基础。79Se的放射性活度是在国防科工委的一级计量站A317001型的Tri-Carb低本底液闪谱仪上完成测量的,由于79Se的能量和14C的能量比较接近,均为150keV左右,所以采用14C的活度来标度79Se的活度。测量得到活度为1.24Bq/g,不确定度为4.0%。另外,考虑到本论文所用的样品的含量是王伟在中国原子能科学研究院重水反应堆辐照后依据其通量计算得到的理论值,该试验样品已经放置了4年,考虑到挥发等原因,我们在放化所对实验样品进行了Se的浓度测量,四次测量取平均值为8764μg/ml。根据半衰期公式可以计算得出79Se的半衰期为(2.46±0.16)×105年,不确定度为6.5%,该值与何明等人2002年得到的实验结果是一致的,说明本文所采用的无参考标准的79Se的AMS绝对测量方法是可行的,可以为79Se半衰期的定值提供可参考的数据。
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