Simultanbestimmung von Nuklidgemischen durch Auswertung von Multielement LS-Spektren am Beispiel von Pb-210, Bi-210, Po-210 und Ra-226, U-233, Np-237

Es wurde eine Methode entwickelt, Multinuklidproben, wie Pb-210 / Bi-210 / Po-210 oder Ra-226 / U-233 / Np-237, in nur einem Flüssigszintillations (LS)-Spektrum zu bestimmen. Zunächst werden durch a/b-Diskriminierung die a- und b-Spektren getrennt. Im Anschluss daran werden die a- bzw. b-strahlenden Nuklide mittels Pekfitting entfaltet. Die a-Peaks lassen sich am besten mit einer speziellen Peakfittingfunktion beschreiben, die auf der niederenergetischen Seite von der reinen Gaussform abweicht und durch einen exponentiellen Term ersetzt wird. b-Peaks mit geringer Halbwertsbreite werden auch mit dieser Peakfittingfunktion entfaltet, Peaks mit großer Halbwertsbreite durch eine Bi-Gauss-Funktion.
Im System Pb-210 / Bi-210 / Po-210 ist der Spektrenauswertung mit einem a-Strahler Po-210, und zwei b-Strahlern Pb-210 und Bi-210, deren Spektren sich nur geringfügig überlappen recht einfach. Schwieriger ist das im System Ra-226 / U-233 / Np-237, deren Peaks so nah beieinander liegen (4,8 MeV), dass sie durch Peakfitting nicht separiert werden können. Die Bestimmung erfolgt über die b-Tochter von Np-237: Pa-233 und die a-Töchter von Ra-226: Rn-222, Po-218 and Po-214. Als erstes wird Np-237 über Pa-233 bestimmt (Aktivitäten im Gleichgewicht: 1 zu 1, allerdings müssen die b-Töchter von Ra-226 berücksichtigt werden). 5-6 Wochen nach der Probenpräparation, wenn Ra-226 im Gleichgewicht mit den kurzlebigen a-Töchtern ist, wird die Probe erneut gemessen. Aus dem einzeln stehenden Po-214 Peak bei 7.7 MeV wird der Ra-226-Gehalt bestimmt. Zuletzt wird U-233 aus der Differenz Gesamtpeak (bei 4.8 MeV) minus Np-237 und Ra-226 ermittelt.