A position sensitive β - γ coincidence technique for sample analysis with the upgraded PANDA device.

Abstract

PANDA-laitteiston laajentaminen beeta-aktiivisten aineiden analyysiin Radioaktiivisten näytteiden analyysissa käytettävän laitteiston päivitys Radioaktiivisten näytteiden analyysiketjua voidaan parantaa ottamalla käyttöön uudenlaisia ilmaisimia ja tiedonkeruujärjestelmiä. Mittalaite, joka tunnetaan nimellä PANDA (Particles And Non-Destructive Analysis), kehitettiin aiemmin säteily- ja ydinturvallisuuteen ja ydinmateriaalivalvontaan (3S) liittyvien radioaktiivisten näytteiden analysointiin. Päätavoitteena oli parantaa alfahajoavien nuklidien näyteanalyysiketjua käyttämällä ainetta rikkomattomia tekniikoita. PANDA-laitteiston ominaisuuksia on nyt laajennettu mm. lisäämällä siihen uusi säteilyilmaisin, jonka myötä laitteistolla voidaan havaita myös beetahiukkasia. Laitteistossa on jo aiemmin ollut käytössä ilmaisimet alfa- sekä gammasäteilyn havaitsemiseen. Uusi ilmaisin mittaa näytteistä beetahiukkasia Tehtyjen parannusten myötä PANDA-laitteella on mahdollista mitata yhdestä näytteestä alfa- ja beetahiukkasia sekä gammasäteilyä samanaikaisesti. Mitattaessa useampaa eri säteilylajia yhtäaikaisesti, eli tehtäessä koinsidenssimittauksia, näytteestä saadaan enemmän tietoa verrattuna yksittäisiin eri menetelmillä tehtyihin mittauksiin. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös PANDA-laitteen kykyä määrittää radioaktiivisen aineen jakautuminen näytteessä. Laitteella voidaan määrittää mm. onko kyseessä yksittäinen säteilevä hiukkanen vai ovatko radioaktiiviset aineet levinneet laajemmalle alueelle näytteeseen. Tämä määritys voidaan nyt tehdä sekä alfa- että beeta-aktiivisille aineille. Laitteiston uusia ominaisuuksia ja suorituskykyä testattiin mm. cesium- ja radiumlähteiden avulla. Uusia työkaluja radioaktiivisten näytteiden analyysiin STUKin laboratorioissa analysoidaan vuosittain tuhansia radioaktiivisia näytteitä käyttäen erilaisia spektrometrisia menetelmiä. Tarkoitus on mm. seurata säteilyn tasoa ympäristössä ja havaita kaikki merkittävät muutokset ympäristön säteily- ja radioaktiivisuustasoissa, joille ihmiset altistuvat. PANDA-laitteisto suunniteltiin, rakennettiin ja testattiin STUKissa yhteistyössä Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorion kanssa. Osana yhteistyötä PANDA-laitteisto on sijoitettu uudelleen STUKista Jyväskylän yliopistoon, jossa laitteiston kehitetystä on jatkettu.PANDA (Particles And Non-Destructive Analysis) is measuring system developed for non-destructive analysis of samples for safety, security and safeguards. The capabilities of the PANDA device were expanded by the addition of a thick silicon detector for particle detection. The upgraded device can now be used for position-sensitive and coincidence measurements of various kinds of radioactive samples. The capability of the PANDA device in using the coincidence technique was tested using a mixed source of 134Cs and 226Ra. In addition, the ability of PANDA to locate nuclides emitting particles from samples was tested using a combined sample containing a mixed 134Cs and 226Ra source and a pure 226Ra source placed a few centimeters apart from each other. The construction, commissioning and testing of the upgraded PANDA device is discussed