| Popis: |
Ydinvoimalan purkutöissä täytyy olla tarkkana alfasäteilyn kanssa sen suuren energian, mutta lyhyen kantaman takia. Usein alfasäteilyn paikallistamiseen käytetään jonkinlaista rättiä pinnan pyyhkimiseen, jonka jälkeen rätin radioaktiivisuus mitataan. Tällainen tapa havaita ja päästä eroon alfa-aktiivisista materiaaleista on työlästä, kallista ja turvallisuuskysymys. Alfasäteilyn etähavainnointi tulee tarpeeseen, sillä useat ydinvoimalat Euroopassa alkavat olla elinkaarensa lopussa. Alfasäteilyn havainnointi on vaikeaa sen lyhyen läpäisyvyyden takia ilmassa. Radioaktiivinen säteily virittää typpikaasun elektroneja ilmassa, jolloin elektronien purkautuessa muodostuu UV-valoa radioluminesenssin takia. Syntynyttä radioluminesenssia on vaikea mitata, koska sen intensiteetti on heikko auringonvaloon verrattuna. Tässä työssä alfahiukkasten synnyttämää UV-valoa mitattiin eri kaasuseoksissa valomonistinputkella. Typpioksidilla on voimakas spektripiikki suhteessa taustakohinaan 260 nm alueella. Mittaamalla säteilylähdettä sopivalla optisella suodatuksella, on typpioksidin radioluminesenssi mahdollista paikantaa, mikä samalla paljastaa alfasäteilylähteet. UV-valo kulkee ilmassa paljon kauemmaksi kuin alfasäteily, joten optisesti alfasäteilyn voi havaita kauempaa kuin mittaamalla radioaktiivisuutta suoraan. Kaasukammioon laitettiin amerikium-241 radioaktiivinen lähde. Lähteen ympäröivän kaasuseoksen konsentraatioita muutettiin ja samalla radioluminesenssin voimakkuutta tarkkailtiin, jotta saatiin typpikaasun, typpioksidin ja hapen vaikutus signaalin voimakkuuteen selville. Hapella on suuri tukahduttava vaikutus UV-valon syntyyn. Myös luonnollisen UV-valon määrää, eli taustakohinaa, mitattiin erilaisissa valaistuksissa. Valomonistinputken suodatusta parannettiin kallistamalla suodattimia, mikä vähentää taustakohinan määrää. Taustakohina saatiin niin alhaiseksi, että voimakkaiden alfasäteilijöiden muodostama UV-valo on mahdollista havaita ulkona aurinkoisella säällä. Tietokonemalli tehtiin Matlabilla typpikaasun ja typpioksidin elektronien viritystilojen käyttäytymisistä. Mallilla voidaan arvioida muodostuvan UV-valon määrää eri kaasuseoksissa. Mallinnus tehtiin myös eri aktiivisuuksille ja etäisyyksille, joilla voitiin arvioida signaalin laatua ja eri lähteiden havaitsemiseen tarvittavaa aikaa. Ulkoilmassa alle 1 kBq aktiivisuuksien havaitseminen on liian hidasta, mutta hansikaskaapista voidaan huuhdella happi pois. 1 kBq lähteen havaitsemiseen tarvittava aika on alle sekunti puolen metrin etäisyydeltä hansikaskaapissa, kun happi on huuhdeltu typpikaasulla pois ja sekaan on laitettu 3 ppm typpioksidia. |
