α 光谱法：原理、方法及应用

由于α粒子在物质中的能量损失较大，使用固态探测器进行测量需要在真空中进行，以避免空气中的能量损失和附加能量扩散。发射的α粒子在探测器的薄表面层内被注册，产生的电子空穴对数与α粒子的能量成比例。为避免自吸收和计数效率降低以及能量分辨率恶化，含样品基质的源应尽可能薄。为了消除主要基质元素以最小化自吸收和干扰能量的微量放射性核素，需要进行化学分离。样品的薄层通过在不锈钢盘上电沉积制备；然而，蒸发、共沉淀、电喷雾、静电沉降、自发沉积、分子电镀和真空升华也被使用（Lally 和 Glover，1984）。在薄锰氧化物膜上吸附一些放射性核素的方法最近被开发并用于α源制备（Karamanis 等人，2007）。为了估算技术对样品计数的贡献，通常会准备程序空白。环境样品中放射性核素的浓度非常低，为了获得可接受的计数不确定性，需要较长的计数时间（即，对于约10mBq以下的活度，需要1e10天）。为了确定未知放射性核素的绝对活度，需要在分析样品时确定已知活度的标准物质与样品的关系。标准物质应该是由相同的放射性核素制备，以确定探测器效率，在相同条件下制备和测量。另一种方法是使用内部示踪剂，即在放射化学分离过程中添加的另一种同位素。α光谱法的主要优点是设备成本相对较低，由于低背景和α粒子对其他类型的辐射的选择性，具有合理的灵敏度（Povinec，2004，2010，2011，2013）。主要缺点是复杂的化学分离和长时间的计数时间（Miura 等人，1999）。常用于α光谱法测定的放射性核素列在表3.10中。