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The Determination of Components of Radioactive Decay Mixtures by Computer Analysis of Count-Rate Data; Determination des Composants de Melanges Radioactifs en Decroissance par Analyse a l'Ordinateur des Resultats du Comptage; Opredelenie komponentov smesej radioaktivnogo raspada posredstvom analiza dannykh skorostej scheta s pomoshch'yu schetno-reshayushchego ustrojstva; Determinacion de los Componentes de Mezclas Radiactivas por Analisis de los Datos de Recuento Mediante Calculadoras

Conference:

Abstract

The components of a mixture of n radioactive isotopes can be determined from the change in activity with time provided that the activity of at least n-1 components changes significantly during the period of observation, either by direct decay or by the growth of decay products. ft is possible to predict a set of possible components for each mixture encountered, based on considerations such as the origin and history of the mixture and the separation chemistry and counting technique(s) used. If such considerations are properly applied, the set of possible components will include all of the actual components in the mixture. The appropriate growth and/or decay equations can then be formulated and solved simultaneously to obtain each component, or the mixture can be resolved graphically by extrapolations of the linear portions of the total decay-growth curve. However, when the number of components is large and/or when complex decay schemes are involved, these two techniques either cannot be applied or the errors associated with the estimates cannot be assessed. Selection of decay components by a least-squares procedure provides better estimates than solution by simultaneous equations alone. Consequently, a least-squares Fortran computer programme (designated CORD) has been developed which solves the general  More>>
Authors:
Airman, W. D.F.; Tyler, S. A.; Dipertand, M. H.; Sedlet, J. [1] 
  1. Argonne National Laboratory, Argonne, IL (United States)
Publication Date:
Oct 15, 1965
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-61/42
Resource Relation:
Conference: Symposium on Radioisotope Sample Measurement Techniques in Medicine and Biology, Vienna (Austria), 24-28 May 1965; Other Information: 15 refs., 4 figs., 4 tabs.; Related Information: In: Radioisotope Sample Measurement Techniques in Medicine and Biology. Proceedings of the Symposium on Radioisotope Sample Measurement Techniques| 741 p.
Subject:
46 INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY; COMPUTERS; COUNTING RATES; COUNTING TECHNIQUES; DAUGHTER PRODUCTS; ENVIRONMENTAL MATERIALS; EQUATIONS; EXTRAPOLATION; FORTRAN; LEAST SQUARE FIT; NUCLEAR DECAY; RADIATION DETECTION; RADIOISOTOPES
OSTI ID:
22131286
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
English
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2476086410
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 187-208
Announcement Date:
Sep 19, 2013

Conference:

Citation Formats

Airman, W. D.F., Tyler, S. A., Dipertand, M. H., and Sedlet, J. The Determination of Components of Radioactive Decay Mixtures by Computer Analysis of Count-Rate Data; Determination des Composants de Melanges Radioactifs en Decroissance par Analyse a l'Ordinateur des Resultats du Comptage; Opredelenie komponentov smesej radioaktivnogo raspada posredstvom analiza dannykh skorostej scheta s pomoshch'yu schetno-reshayushchego ustrojstva; Determinacion de los Componentes de Mezclas Radiactivas por Analisis de los Datos de Recuento Mediante Calculadoras. IAEA: N. p., 1965. Web.
Airman, W. D.F., Tyler, S. A., Dipertand, M. H., & Sedlet, J. The Determination of Components of Radioactive Decay Mixtures by Computer Analysis of Count-Rate Data; Determination des Composants de Melanges Radioactifs en Decroissance par Analyse a l'Ordinateur des Resultats du Comptage; Opredelenie komponentov smesej radioaktivnogo raspada posredstvom analiza dannykh skorostej scheta s pomoshch'yu schetno-reshayushchego ustrojstva; Determinacion de los Componentes de Mezclas Radiactivas por Analisis de los Datos de Recuento Mediante Calculadoras. IAEA.
Airman, W. D.F., Tyler, S. A., Dipertand, M. H., and Sedlet, J. 1965. "The Determination of Components of Radioactive Decay Mixtures by Computer Analysis of Count-Rate Data; Determination des Composants de Melanges Radioactifs en Decroissance par Analyse a l'Ordinateur des Resultats du Comptage; Opredelenie komponentov smesej radioaktivnogo raspada posredstvom analiza dannykh skorostej scheta s pomoshch'yu schetno-reshayushchego ustrojstva; Determinacion de los Componentes de Mezclas Radiactivas por Analisis de los Datos de Recuento Mediante Calculadoras." IAEA.
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title = {The Determination of Components of Radioactive Decay Mixtures by Computer Analysis of Count-Rate Data; Determination des Composants de Melanges Radioactifs en Decroissance par Analyse a l'Ordinateur des Resultats du Comptage; Opredelenie komponentov smesej radioaktivnogo raspada posredstvom analiza dannykh skorostej scheta s pomoshch'yu schetno-reshayushchego ustrojstva; Determinacion de los Componentes de Mezclas Radiactivas por Analisis de los Datos de Recuento Mediante Calculadoras}
author = {Airman, W. D.F., Tyler, S. A., Dipertand, M. H., and Sedlet, J.}
abstractNote = {The components of a mixture of n radioactive isotopes can be determined from the change in activity with time provided that the activity of at least n-1 components changes significantly during the period of observation, either by direct decay or by the growth of decay products. ft is possible to predict a set of possible components for each mixture encountered, based on considerations such as the origin and history of the mixture and the separation chemistry and counting technique(s) used. If such considerations are properly applied, the set of possible components will include all of the actual components in the mixture. The appropriate growth and/or decay equations can then be formulated and solved simultaneously to obtain each component, or the mixture can be resolved graphically by extrapolations of the linear portions of the total decay-growth curve. However, when the number of components is large and/or when complex decay schemes are involved, these two techniques either cannot be applied or the errors associated with the estimates cannot be assessed. Selection of decay components by a least-squares procedure provides better estimates than solution by simultaneous equations alone. Consequently, a least-squares Fortran computer programme (designated CORD) has been developed which solves the general problem: given the times and counts per unit time from a sample, the possible radioisotopic parents and decay schemes and all associated decay constants and detection efficiencies compute the amount of each parent actually present at a predetermined zero time. In addition, the programme yields the amounts of the parents and daughters present at all data times. Initially used with bioassay and environmental samples, the programme has been specifically designed for analysing count-rate data obtained by non-spectroscopic alpha- or beta-counting. However, it should be adaptable to total gamma and spectroscopic data, provided the energy ranges over which these measurements are made permit correlations between the data obtained and the total decay and growth rates. The development of the programme and the results obtained from theoretical and experimental data used to test it are discussed. (author) [French] Les composants d'un melange de n radioisotopes peuvent etre determines d'apres les variations de l'activite avec le temps, a condition que l'activite d'au moins n-1 elements se modifie de maniere appreciable au cours de la periode consideree, soit par la decroissance directe, soit par la croissance des produits de desintegration. Pour chaque melange, il est possible de predire un ensemble d'elements d'apres des facteurs tels que l'origine et l'evolution anterieure du melange et les techniques de separation chimique et de comptage utilisees. Si ces facteurs sont appliques de maniere convenable, l'ensemble suppose contiendra tous les elements que comporte effectivement le melange. On peut alors, soit formuler les equations de croissance ou de decroissance et les resoudre simultanement pour obtenir chaque element, soit determiner le melange sous forme graphique par extrapolation des parties lineaires de la courbe totale decroissance-croissance. Toutefois, lorsque le nombre d'elements est eleve ou que des schemas complexes de decroissance entrent en ligne de compte, il est impossible, soit d'appliquer l'une ou l'autre de ces techniques, soit d'evaluer les erreurs inherentes aux previsions. L'application de la methode des moindres carres permet d'identifier plus exactement les elements en decroissance que la methode consistant a n'utiliser que des equations simultanees. Les auteurs ont donc mis au point un programme d'ordinateur Fortran, fonde sur la methode des moindres carres (designe par le vocable CORD) et destine a resoudre le probleme general, a savoir: etant donne le taux de comptage pour un echantillon, les precurseurs et les schemas de decroissance possibles, toutes les constantes de decroissance et les caracteristiques de detection, calculer la quantite de chaque precurseur effectivement present a un moment zero fixe a l'avance. En outre, le programme iournit les quantites de precurseurs et de produits de filiation presents a tous les moments ob des mesures sont faites. D'abord applique a des specimens biologiques et a des echantillons du milieu ambiant, le programme est essentiellement destine a l'analyse des taux de comptage fournis par les mesures non spectroscopiques des rayonnements alpha ou beta. Toutefois, ce programme devrait permettre de traiter l'ensemble des donnees relatives aux rayonnements gamma et des donnees spectroscopiques pourvu que les gammes d'energie dans lesquelles les mesures sont effectuees permettent d'etablir une correlation entre les donnees obtenues et les taux de decroissance et de croissance totales. Les auteurs decrivent la mise au point du programme et analysent les resultats des essais qui ont ete effectues, a partir de donnees theoriques et de donnees experimentales, pour en verifier l'efficacite. (author) [Spanish] Es posible determinar los componentes de una mezcla de n isotopos radiactivos basandose en la variacion temporal de la actividad, siempre que la actividad de n-1, por lo menos, de los componentes, varfe apreciablemente durante el periodo de observacion, bien por desintegracion directa o bien por acumulacion de los productos de desintegracion. Fundandose en consideraciones tales como el origen, los antecedentes de la mezcla y los metodos de separacion quimica y de recuento aplicados, es posible predecir para cada mezcla una. serie de componentes posibles. Si esas consideraciones se aplican correctamente, la serie de posibles componentes comprendera todos los componentes reales de la mezcla. Entonces pueden formularse las ecuaciones pertinentes de crecimiento y/o desintegracion y resolverse simultaneamente para obtener cada componente, o bien se puede resolver la mezcla graficamente por extrapolacion de las partes lineales de la curva global de desintegracion-crecimiento. De todas formas, cuando el numero de componentes es elevado o cuando se trata de esquemas de desintegracion complejos, es imposible aplicar estas dos tecnicas o evaluar los errores inherentes al calculo. La determinacion de los componentes de desintegracion por cuadrados minimos da mejores resultados que la solucion por ecuaciones simultaneas exclusivamente. Por tanto, se ha preparado un programa de computo Fortran basado en el metodo de los cuadrados minimos (denominado CORD) que resuelve el problema general: Dados los tiempos y el numero de cuentas por unidad de tiempo correspondientes a una muestra, los precursores radioisotopicos y esquemas de desintegracion posibles, asi como todas las constantes de desintegracion y los rendimientos de deteccion asociados, calcular la cantidad de cada precursor realmente presente en un tiempo cero preestablecido. Ademas, el programa permite conocer las cantidades de precursores y descendientes presentes en cada momento de toma de datos. Utilizado en un principio para la determinacion de muestras biologicas y tomadas del medio ambiente, el programa se ha concebido especialmente para analizar los datos de recuento obtenidos en la medicion de actividades alfa o beta por procedimientos distintos de los espectroscopicos. Sin embargo, deberia poder adaptarse a la medicion de la actividad gamma total y al analisis de los datos obtenidos por metodos espectroscopicos, siempre que los intervalos de energia en que estas mediciones se efectuen permitan correlacionar los datos obtenidos y las velocidades totales de desintegracion y crecimiento. Se estudian el perfeccionamiento del programa y los resultados obtenidos con datos teoricos y experimentales utilizados para ensayarlo. (author) [Russian] Predstavljaetsja vozmozhnym opredelit' komponenty smesi, sostojashhej iz p radioaktivnyh izotopov, na osnovanii izmenenija aktivnosti v zavisimosti ot vremeni, odnako pri uslovii, chto aktivnost' po men'shej mere p-1 komponentov izmenjaetsja znachitel'nym obrazom za period vremeni nabljudenija, libo v rezul'tate neposredstvennogo raspada, libo vsledstvie narastanija produktov raspada. Dlja kazhdoj novoj smesi predstavljaetsja vozmozhnym predskazat' sostav vozmozhnyh komponentov na osnovanii takih soobrazhenij, kak proishozhdenie i posledujushhaja jevoljucija smesi, harakter himii otdelenija i metod ili metody scheta. Esli takogo roda soobrazhenija primenjajutsja nadlezhashhim obrazom, to sostav vozmozhnyh komponentov vkljuchit vse dejstvitel'nye komponenty smesi. V takom sluchae mozhno sostavit' nadlezhashhie uravnenija narastanija i raspada i reshit' ih odnovremenno dlja poluchenija kazhdogo komponenta, ili zhe smes' mozhet byt' razlozhena na sostavnye chasti graficheski putem jekstrapoljacii linejnyh otrezkov krivoj obshhego raspada i narastanija. Odnako v sluchae bol'shogo chisla komponentov, esli rech' idet o kompleksnyh shemah raspada, jeti dva metoda libo okazyvajutsja nepriemlemymi, libo ne predstavljaetsja vozmozhnym opredelit' velichiny pogreshnostej, svjazannyh s vychislenijami. Otbor komponentov raspada po metodu naimen'shih kvadratov daet luchshuju ocenku, chem samo po sebe odnovremennoe reshenie uravnenij. Pojetomu na osnovanii metoda naimen'shih kvadratov byla vyrabotana programma po fortranu dlja schetno-reshajushhego ustrojstva (oboznachennaja po kodu {sup K}ORD{sup )}, kotoraja razreshaet sledujushhuju obshhuju problemu: zadajutsja momenty vremeni i otschety za edinicu vremeni dlja proby, vozmozhnye ishodnye radioizo- ' topy i shemy ih raspada, a takzhe vse sootvetstvujushhie konstanty raspada i jeffektivnosti obnaruzhenija; trebuetsja podschitat' kolichestvo kazhdogo ishodnogo izotopa, dejstvitel'no prisutstvujushhego v zaranee opredelennoe nulevoe vremja. V dopolnenie k jetomu programma daet kolichestvo ishodnyh i dochernih produktov v ljuboj moment registracii dannyh. Ispol'zovannaja pervonachal'no dlja bioanalizov i dlja analiza vzjatyh iz okruzhajushhej sredy prob, jeta programma byla zatem special'no prisposoblena k analizu dannyh skorostej al'fa- i beta-scheta, poluchennyh nespektroskopicheskimi metodami. Odnako jetu programmu mozhno prisposobit' dlja obrabotki obshhih gamma- i spektroskopicheskih dannyh pri uslovii, chto diapazony jenergij, v predelah kotoryh delajutsja jeti izmerenija, dajut vozmozhnost' ustanovit' korreljaciju mezhdu jetimi dannymi i skorostjami polnogo raspada i narastanija. Obsuzhdajutsja podrobnosti vyrabotki jetoj programmy, a takzhe rezul'taty, poluchennye na osnovanii teoreticheskih i jeksperimental'nyh dannyh i posluzhivshie dlja proverki jetoj programmy. (author)}
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