專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核輻射探測(cè)技術(shù)，特別是一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法 及裝置。
背景技術(shù)：
氡是導(dǎo)致肺癌的第二大因素，也是國(guó)家《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的四個(gè)主要控制指 標(biāo)之一。環(huán)境中氡污染水平評(píng)價(jià)、氡的特性研究及地震預(yù)報(bào)和資源勘測(cè)等示蹤應(yīng)用中往往 需對(duì)氡進(jìn)行連續(xù)可靠的測(cè)量。當(dāng)環(huán)境氡濃度起伏較大時(shí)，目前已有的氡連續(xù)測(cè)量方法(或 儀器)不能準(zhǔn)確地測(cè)量其變化規(guī)律，即不能同時(shí)滿足連續(xù)、快速和可靠的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是公開(kāi)一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法及裝置，該方法通過(guò)能 譜重疊修正和前一次或前二次測(cè)量對(duì)當(dāng)次測(cè)量影響消除等方法克服國(guó)內(nèi)外已有的連續(xù)測(cè) 量氡濃度方法(或儀器)不適合環(huán)境氡濃度變化較大時(shí)的可靠測(cè)量的缺點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法，它采用抽氣泵取 樣，使含氡的空氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過(guò)濾器后進(jìn)入測(cè)量室，高壓模塊在測(cè)量室 內(nèi)產(chǎn)生高壓，使得測(cè)量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個(gè)方向朝半導(dǎo)體探頭的電場(chǎng)。然 后采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實(shí)現(xiàn)快速及高靈敏測(cè)量，利用能譜法 實(shí)現(xiàn)對(duì)218Po產(chǎn)生的6. OOMeV的α粒子及214Po產(chǎn)生的7. 69MeV的α粒子的甄別，并考慮 7. 69MeV α粒子對(duì)218Po產(chǎn)生的6. OOMeV的α粒子計(jì)數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測(cè)量 殘留的218Po對(duì)當(dāng)次測(cè)量的影響，得到當(dāng)次測(cè)量周期內(nèi)由測(cè)量室內(nèi)的氡新衰變而來(lái)的218Po 所產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)，最后根據(jù)α粒子計(jì)數(shù)與氡濃度的關(guān)系(即刻度系數(shù))確定氡濃度。具體測(cè)量和修正過(guò)程如下Α、以T為一個(gè)測(cè)量周期，T的測(cè)量周期為10 60min。首先開(kāi)啟抽氣泵將含氡的空 氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過(guò)濾器之后，在回路中循環(huán)T1分鐘后停泵，T1 = 2 5min， 從而使測(cè)量室內(nèi)的氡濃度與被測(cè)環(huán)境中氡濃度達(dá)到一致；接著一邊加高壓收集218Po粒子， 同時(shí)一邊開(kāi)啟多道測(cè)量系統(tǒng)計(jì)數(shù)T T1分鐘，分別得到低能區(qū)計(jì)數(shù)N1和高能區(qū)計(jì)數(shù)N2 ；利 用重疊修正得到218Po產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)N3 ；若非第一次測(cè)量時(shí)，還需要對(duì)前一次或前二次 殘留的218Po對(duì)本次計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)進(jìn)行修正得到N' 3 ；當(dāng)測(cè)量周期大于15min時(shí)由于218Po的 半衰期僅3. 05min,因此只需對(duì)前一次測(cè)量的殘留進(jìn)行修正。B、重疊修正高能粒子由于能量的損失在能譜上進(jìn)入到低能區(qū)和低能區(qū)粒子混合的現(xiàn)象稱(chēng)作 能譜重疊。在譜重疊示意圖中C區(qū)域面積和D區(qū)域面積之比稱(chēng)作重疊因子a。若兩能區(qū)的 凈計(jì)數(shù)分別為N1和N2,重疊修正后則有N3,N3 = N1-N2* α(1)上述公式中，重疊因子a通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。
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C、前后周期影響的修正由重疊修正得到的N3還需要進(jìn)一步修正前后周期的影響，前一次或前二次殘留的 218Po對(duì)本次計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)即殘留份額和f2，則有N' 3 = N3-N ‘3,前一次*f「N' 3,前二次*f2(2)式中和f2可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，只有當(dāng)測(cè)量周期小于15min時(shí)，前二次修正才有意 義，而測(cè)量周期大于15min時(shí)，(2)式中前兩次對(duì)當(dāng)次的影響可忽略。D、通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)氡室中刻度，得到刻度系數(shù)K，再由下式可計(jì)算得到氡濃度。Csn = N ‘3*K(3)不同測(cè)量周期下的刻度系數(shù)K是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)氡室刻度得到的。本發(fā)明還提供了一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的裝置，該裝置由干燥管、高效 過(guò)濾器、半導(dǎo)體探頭、測(cè)量室、抽氣泵、二次儀表、前置放大器和高壓模塊組成。干燥管通過(guò) 管道與高效過(guò)濾器連接，高效過(guò)濾器的另一端通過(guò)管道與測(cè)量室連接，高壓模塊連接測(cè)量 室的室壁，使得測(cè)量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個(gè)方向朝半導(dǎo)體探頭的電場(chǎng)，半導(dǎo) 體探頭安裝在測(cè)量室內(nèi)，前置放大器的正極與半導(dǎo)體探頭連接，前置放大器的輸出端與二 次儀表連接，抽氣泵通過(guò)管道與測(cè)量室連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)利用本發(fā)明提供的測(cè)量裝置，采用靜電收集、譜重疊修正、前后測(cè)量修正等方法， 在氡濃度變化較大的情況下，可實(shí)現(xiàn)氡的連續(xù)可靠測(cè)量。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


附圖1為本發(fā)明提供的測(cè)量裝置示意圖，圖中箭頭A表示進(jìn)氣，箭頭B表示出氣；附圖2為譜重疊示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例、一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法，它采用抽氣泵5取樣，使含氡的 空氣以一定的流速經(jīng)干燥管1和高效過(guò)濾器2后進(jìn)入測(cè)量室4 ；高壓模塊8在測(cè)量室4內(nèi) 產(chǎn)生高壓，使得測(cè)量室4的室壁和半導(dǎo)體探頭3之間形成一個(gè)方向朝半導(dǎo)體探頭3的電 場(chǎng)，采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實(shí)現(xiàn)快速及高靈敏測(cè)量；利用能譜法 實(shí)現(xiàn)對(duì)218Po產(chǎn)生的6. OOMeV的α粒子及214P0產(chǎn)生的7. 69MeV的α粒子的甄別；并考慮 7. 69MeV α粒子對(duì)218Po產(chǎn)生的6. OOMeV的α粒子計(jì)數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測(cè)量 殘留的218Po對(duì)當(dāng)次測(cè)量的影響，得到當(dāng)次測(cè)量周期內(nèi)由測(cè)量室4內(nèi)的氡新衰變而來(lái)的218Po 所產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)；最后根據(jù)α粒子計(jì)數(shù)與氡濃度的關(guān)系(既刻度系數(shù))確定氡濃度。具體測(cè)量和修正過(guò)程如下Α、以T為一個(gè)測(cè)量周期，T的測(cè)量周期為10 60min。首先開(kāi)啟抽氣泵4將含氡 的空氣以一定的流速經(jīng)干燥管1和高效過(guò)濾器2之后，在回路中循環(huán)T1分鐘后停泵，T1 = 2 5min，從而使測(cè)量室4內(nèi)的氡濃度與被測(cè)環(huán)境中氡濃度達(dá)到一致；接著一邊加高壓收集 218Po粒子，同時(shí)一邊開(kāi)啟多道測(cè)量系統(tǒng)計(jì)數(shù)T-T1分鐘，分別得到低能區(qū)計(jì)數(shù)N1和高能區(qū)計(jì) 數(shù)N2 ；利用重疊修正得到218Po產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)N3 ；若非第一次測(cè)量時(shí)，還需要對(duì)前一次或前二次殘留的218Po對(duì)本次計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)進(jìn)行修正得到N' 3 ；當(dāng)測(cè)量周期大于15min時(shí)由 于218Po的半衰期僅3. 05min,因此只需對(duì)前一次測(cè)量的殘留進(jìn)行修正。B、重疊修正高能粒子由于能量的損失在能譜上進(jìn)入到低能區(qū)和低能區(qū)粒子混合的現(xiàn)象稱(chēng)作 能譜重疊。如圖2所示，在譜重疊示意圖中C區(qū)域面積和D區(qū)域面積之比稱(chēng)作重疊因子a。 若兩能區(qū)的凈計(jì)數(shù)分別為N1和N2,重疊修正后則有N3,N3 = N1-N2* α(1)上述公式中，重疊因子a通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。C、前后周期影響的修正由重疊修正得到的N3還需要進(jìn)一步修正前后周期的影響，前一次或前二次殘留的 218Po對(duì)本次計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)即殘留份額和f2，則有N' 3 = N3-N^f1-N' 3,前二次*f2⑵式中和f2通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，只有當(dāng)測(cè)量周期小于15min時(shí)，前二次修正才有意義， 而測(cè)量周期大于15min時(shí)，(2)式中前兩次對(duì)當(dāng)次的影響可忽略。D、通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)氡室中刻度，得到刻度系數(shù)K，再由下式可計(jì)算得到氡濃度。Csn = N ‘3*K(3)不同測(cè)量周期下的刻度系數(shù)K是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)氡室刻度得到的。例如在標(biāo)準(zhǔn)氡室中(溫度為16°C ；濕度為50% )通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得其重疊因子a為 0. 311，并測(cè)定周期為30min時(shí)其殘留份額為0. 178，刻度系數(shù)K為7. 31。以30min為周 期連續(xù)測(cè)量某一密閉容器內(nèi)的氡濃度(氡濃度穩(wěn)定，參考濃度平均值Ctl為15975Bq/m3)，測(cè) 量結(jié)果平均為15910. 25Bq/m3，與參考值一致性很好，各個(gè)結(jié)果與參考值的差異均在10%以 內(nèi)。本發(fā)明還提供了一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的裝置，該裝置由干燥管1、高效 過(guò)濾器2、半導(dǎo)體探頭3、測(cè)量室4、抽氣泵5、二次儀表6、前置放大器7和高壓模塊8組成。 干燥管1通過(guò)管道與高效過(guò)濾器2連接，高效過(guò)濾器2的另一端通過(guò)管道與測(cè)量室4連接， 高壓模塊8連接測(cè)量室4的室壁，使得測(cè)量室4的室壁和半導(dǎo)體探頭3之間形成一個(gè)方向 朝半導(dǎo)體探頭3的電場(chǎng)，半導(dǎo)體探頭3安裝在測(cè)量室4內(nèi)，前置放大器7的正極與半導(dǎo)體探 頭3連接，前置放大器7的輸出端與二次儀表6連接，抽氣泵5通過(guò)管道與測(cè)量室4連接。
權(quán)利要求
一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法，其特征是它采用抽氣泵取樣，使含氡的空氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過(guò)濾器后進(jìn)入測(cè)量室，高壓模塊在測(cè)量室內(nèi)產(chǎn)生高壓，使得測(cè)量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個(gè)方向朝半導(dǎo)體探頭的電場(chǎng)，采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實(shí)現(xiàn)快速及高靈敏測(cè)量；然后利用能譜法實(shí)現(xiàn)對(duì)218Po產(chǎn)生的6.00MeV的α粒子及214Po產(chǎn)生的7.69MeV的α粒子的甄別，并考慮7.69MeVα粒子對(duì)218Po產(chǎn)生的6.00MeV的α粒子計(jì)數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測(cè)量殘留的218Po對(duì)當(dāng)次測(cè)量的影響，得到當(dāng)次測(cè)量周期內(nèi)由測(cè)量室內(nèi)的氡新衰變而來(lái)的218Po所產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)，最后根據(jù)α粒子計(jì)數(shù)與氡濃度的關(guān)系即刻度系數(shù)確定氡濃度；具體測(cè)量和修正過(guò)程如下A、以T為一個(gè)測(cè)量周期，T的測(cè)量周期為10～60min；首先開(kāi)啟抽氣泵將含氡的空氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過(guò)濾器之后，在回路中循環(huán)T1分鐘后停泵，T1＝2～5min，從而使測(cè)量室內(nèi)的氡濃度與被測(cè)環(huán)境中氡濃度達(dá)到一致；接著一邊加高壓收集218Po粒子，同時(shí)一邊開(kāi)啟多道測(cè)量系統(tǒng)計(jì)數(shù)T T1分鐘，分別得到低能區(qū)計(jì)數(shù)N1和高能區(qū)計(jì)數(shù)N2；利用重疊修正得到218Po產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)N3；若非第一次測(cè)量時(shí)，還需要對(duì)前一次或前二次殘留的218Po對(duì)本次計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)進(jìn)行修正得到N′3；當(dāng)測(cè)量周期大于15min時(shí)由于218Po的半衰期僅3.05min，因此只需對(duì)前一次測(cè)量的殘留進(jìn)行修正；B、重疊修正高能粒子由于能量的損失在能譜上進(jìn)入到低能區(qū)和低能區(qū)粒子混合的現(xiàn)象稱(chēng)作能譜重疊，在譜重疊示意圖中C區(qū)域面積和D區(qū)域面積之比稱(chēng)作重疊因子a，若兩能區(qū)的凈計(jì)數(shù)分別為N1和N2，重疊修正后則有N3，N3＝N1 N2*α (1)上述公式中，重疊因子a通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定；C、前后周期影響的修正由重疊修正得到的N3還需要進(jìn)一步修正前后周期的影響，前一次或前二次殘留的218Po對(duì)本次計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)即殘留份額f1和f2，則有N′3＝N3 N‘3，前一次*f1 N′3，前二次*f2 (2)式中f1和f2可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，只有當(dāng)測(cè)量周期小于15min時(shí)，前二次修正才有意義，而測(cè)量周期大于15min時(shí)，(2)式中前兩次對(duì)當(dāng)次的影響可忽略；D、通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)氡室中刻度，得到刻度系數(shù)K，再由下式可計(jì)算得到氡濃度CRn＝N‘3*K (3)。
2.一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的裝置，其特征是它由干燥管、高效過(guò)濾器、半導(dǎo) 體探頭、測(cè)量室、抽氣泵、二次儀表、前置放大器和高壓模塊組成；干燥管通過(guò)管道與高效過(guò) 濾器連接，高效過(guò)濾器的另一端通過(guò)管道與測(cè)量室連接，高壓模塊連接測(cè)量室的室壁，使得 測(cè)量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個(gè)方向朝半導(dǎo)體探頭的電場(chǎng)，半導(dǎo)體探頭安裝在測(cè) 量室內(nèi)，前置放大器的正極與半導(dǎo)體探頭連接，前置放大器的輸出端與二次儀表連接，抽氣 泵通過(guò)管道與測(cè)量室連接。
全文摘要
一種連續(xù)可靠測(cè)量空氣中氡濃度的方法及裝置，它采用抽氣泵取樣，使含氡的空氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過(guò)濾器后進(jìn)入測(cè)量室，高壓模塊在測(cè)量室內(nèi)產(chǎn)生高壓，使得測(cè)量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個(gè)方向朝半導(dǎo)體探頭的電場(chǎng)，采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實(shí)現(xiàn)快速及高靈敏測(cè)量；然后利用能譜法實(shí)現(xiàn)對(duì)218Po產(chǎn)生的6.00MeV的α粒子及214Po產(chǎn)生的7.69MeV的α粒子的甄別，并考慮7.69MeVα粒子對(duì)218Po產(chǎn)生的6.00MeV的α粒子計(jì)數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測(cè)量殘留的218Po對(duì)當(dāng)次測(cè)量的影響，得到當(dāng)次測(cè)量周期內(nèi)由測(cè)量室內(nèi)的氡新衰變而來(lái)的218Po所產(chǎn)生的α粒子計(jì)數(shù)，最后根據(jù)α粒子計(jì)數(shù)與氡濃度的關(guān)系即刻度系數(shù)確定氡濃度。
文檔編號(hào)G01N23/00GK101957328SQ20101025856
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月14日
發(fā)明者周青芝, 肖德濤 申請(qǐng)人:南華大學(xué)