專利名稱：連續(xù)可靠測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技術(shù)，特別是一種連續(xù)可靠測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，也是國家《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的四個主要控制指 標(biāo)之一。環(huán)境中氡污染水平評價、氡的特性研究及地震預(yù)報和資源勘測等示蹤應(yīng)用中往往 需對氡進行連續(xù)可靠的測量。當(dāng)環(huán)境氡濃度起伏較大時，目前已有的氡連續(xù)測量方法(或 儀器)不能準(zhǔn)確地測量其變化規(guī)律，即不能同時滿足連續(xù)、快速和可靠的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是公開一種連續(xù)可靠測量空氣中氡濃度的方法及裝置，該方法通過能 譜重疊修正和前一次或前二次測量對當(dāng)次測量影響消除等方法克服國內(nèi)外已有的連續(xù)測 量氡濃度方法(或儀器)不適合環(huán)境氡濃度變化較大時的可靠測量的缺點。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種連續(xù)可靠測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)干燥管和高效過濾器后進入測量室，高壓模塊在測量室 內(nèi)產(chǎn)生高壓，使得測量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個方向朝半導(dǎo)體探頭的電場。然 后采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實現(xiàn)快速及高靈敏測量，利用能譜法 實現(xiàn)對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218Po產(chǎn)生的6. OOMeV的α粒子計數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測量 殘留的218Po對當(dāng)次測量的影響，得到當(dāng)次測量周期內(nèi)由測量室內(nèi)的氡新衰變而來的218Po 所產(chǎn)生的α粒子計數(shù)，最后根據(jù)α粒子計數(shù)與氡濃度的關(guān)系(即刻度系數(shù))確定氡濃度。具體測量和修正過程如下Α、以T為一個測量周期，T的測量周期為10 60min。首先開啟抽氣泵將含氡的空 氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過濾器之后，在回路中循環(huán)T1分鐘后停泵，T1 = 2 5min， 從而使測量室內(nèi)的氡濃度與被測環(huán)境中氡濃度達到一致；接著一邊加高壓收集218Po粒子， 同時一邊開啟多道測量系統(tǒng)計數(shù)T T1分鐘，分別得到低能區(qū)計數(shù)N1和高能區(qū)計數(shù)N2 ；利 用重疊修正得到218Po產(chǎn)生的α粒子計數(shù)N3 ；若非第一次測量時，還需要對前一次或前二次 殘留的218Po對本次計數(shù)的貢獻進行修正得到N' 3 ；當(dāng)測量周期大于15min時由于218Po的 半衰期僅3. 05min,因此只需對前一次測量的殘留進行修正。B、重疊修正高能粒子由于能量的損失在能譜上進入到低能區(qū)和低能區(qū)粒子混合的現(xiàn)象稱作 能譜重疊。在譜重疊示意圖中C區(qū)域面積和D區(qū)域面積之比稱作重疊因子a。若兩能區(qū)的 凈計數(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通過實驗確定。
3
C、前后周期影響的修正由重疊修正得到的N3還需要進一步修正前后周期的影響，前一次或前二次殘留的 218Po對本次計數(shù)的貢獻即殘留份額和f2，則有N' 3 = N3-N ‘3,前一次*f「N' 3,前二次*f2(2)式中和f2可通過實驗測定，只有當(dāng)測量周期小于15min時，前二次修正才有意 義，而測量周期大于15min時，(2)式中前兩次對當(dāng)次的影響可忽略。D、通過在標(biāo)準(zhǔn)氡室中刻度，得到刻度系數(shù)K，再由下式可計算得到氡濃度。Csn = N ‘3*K(3)不同測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)可靠測量空氣中氡濃度的裝置，該裝置由干燥管、高效 過濾器、半導(dǎo)體探頭、測量室、抽氣泵、二次儀表、前置放大器和高壓模塊組成。干燥管通過 管道與高效過濾器連接，高效過濾器的另一端通過管道與測量室連接，高壓模塊連接測量 室的室壁，使得測量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個方向朝半導(dǎo)體探頭的電場，半導(dǎo) 體探頭安裝在測量室內(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，抽氣泵通過管道與測量室連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點利用本發(fā)明提供的測量裝置，采用靜電收集、譜重疊修正、前后測量修正等方法， 在氡濃度變化較大的情況下，可實現(xiàn)氡的連續(xù)可靠測量。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述。


附圖1為本發(fā)明提供的測量裝置示意圖，圖中箭頭A表示進氣，箭頭B表示出氣；附圖2為譜重疊示意圖。
具體實施例方式實施例、一種連續(xù)可靠測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和高效過濾器2后進入測量室4 ；高壓模塊8在測量室4內(nèi) 產(chǎn)生高壓，使得測量室4的室壁和半導(dǎo)體探頭3之間形成一個方向朝半導(dǎo)體探頭3的電 場，采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實現(xiàn)快速及高靈敏測量；利用能譜法 實現(xiàn)對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218Po產(chǎn)生的6. OOMeV的α粒子計數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測量 殘留的218Po對當(dāng)次測量的影響，得到當(dāng)次測量周期內(nèi)由測量室4內(nèi)的氡新衰變而來的218Po 所產(chǎn)生的α粒子計數(shù)；最后根據(jù)α粒子計數(shù)與氡濃度的關(guān)系(既刻度系數(shù))確定氡濃度。具體測量和修正過程如下Α、以T為一個測量周期，T的測量周期為10 60min。首先開啟抽氣泵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，從而使測量室4內(nèi)的氡濃度與被測環(huán)境中氡濃度達到一致；接著一邊加高壓收集 218Po粒子，同時一邊開啟多道測量系統(tǒng)計數(shù)T-T1分鐘，分別得到低能區(qū)計數(shù)N1和高能區(qū)計 數(shù)N2 ；利用重疊修正得到218Po產(chǎn)生的α粒子計數(shù)N3 ；若非第一次測量時，還需要對前一次或前二次殘留的218Po對本次計數(shù)的貢獻進行修正得到N' 3 ；當(dāng)測量周期大于15min時由 于218Po的半衰期僅3. 05min,因此只需對前一次測量的殘留進行修正。B、重疊修正高能粒子由于能量的損失在能譜上進入到低能區(qū)和低能區(qū)粒子混合的現(xiàn)象稱作 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)域面積之比稱作重疊因子a。 若兩能區(qū)的凈計數(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通過實驗確定。C、前后周期影響的修正由重疊修正得到的N3還需要進一步修正前后周期的影響，前一次或前二次殘留的 218Po對本次計數(shù)的貢獻即殘留份額和f2，則有N' 3 = N3-N^f1-N' 3,前二次*f2⑵式中和f2通過實驗測定，只有當(dāng)測量周期小于15min時，前二次修正才有意義， 而測量周期大于15min時，(2)式中前兩次對當(dāng)次的影響可忽略。D、通過在標(biāo)準(zhǔn)氡室中刻度，得到刻度系數(shù)K，再由下式可計算得到氡濃度。Csn = N ‘3*K(3)不同測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% )通過實驗測得其重疊因子a為 0. 311，并測定周期為30min時其殘留份額為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 量結(jié)果平均為15910. 25Bq/m3，與參考值一致性很好，各個結(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)可靠測量空氣中氡濃度的裝置，該裝置由干燥管1、高效 過濾器2、半導(dǎo)體探頭3、測量室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通過管道與高效過濾器2連接，高效過濾器2的另一端通過管道與測量室4連接， 高壓模塊8連接測量室4的室壁，使得測量室4的室壁和半導(dǎo)體探頭3之間形成一個方向 朝半導(dǎo)體探頭3的電場，半導(dǎo)體探頭3安裝在測量室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通過管道與測量室4連接。
權(quán)利要求
一種連續(xù)可靠測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)干燥管和高效過濾器后進入測量室，高壓模塊在測量室內(nèi)產(chǎn)生高壓，使得測量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個方向朝半導(dǎo)體探頭的電場，采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實現(xiàn)快速及高靈敏測量；然后利用能譜法實現(xiàn)對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218Po產(chǎn)生的6.00MeV的α粒子計數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測量殘留的218Po對當(dāng)次測量的影響，得到當(dāng)次測量周期內(nèi)由測量室內(nèi)的氡新衰變而來的218Po所產(chǎn)生的α粒子計數(shù)，最后根據(jù)α粒子計數(shù)與氡濃度的關(guān)系即刻度系數(shù)確定氡濃度；具體測量和修正過程如下A、以T為一個測量周期，T的測量周期為10～60min；首先開啟抽氣泵將含氡的空氣以一定的流速經(jīng)干燥管和高效過濾器之后，在回路中循環(huán)T1分鐘后停泵，T1＝2～5min，從而使測量室內(nèi)的氡濃度與被測環(huán)境中氡濃度達到一致；接著一邊加高壓收集218Po粒子，同時一邊開啟多道測量系統(tǒng)計數(shù)T T1分鐘，分別得到低能區(qū)計數(shù)N1和高能區(qū)計數(shù)N2；利用重疊修正得到218Po產(chǎn)生的α粒子計數(shù)N3；若非第一次測量時，還需要對前一次或前二次殘留的218Po對本次計數(shù)的貢獻進行修正得到N′3；當(dāng)測量周期大于15min時由于218Po的半衰期僅3.05min，因此只需對前一次測量的殘留進行修正；B、重疊修正高能粒子由于能量的損失在能譜上進入到低能區(qū)和低能區(qū)粒子混合的現(xiàn)象稱作能譜重疊，在譜重疊示意圖中C區(qū)域面積和D區(qū)域面積之比稱作重疊因子a，若兩能區(qū)的凈計數(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通過實驗確定；C、前后周期影響的修正由重疊修正得到的N3還需要進一步修正前后周期的影響，前一次或前二次殘留的218Po對本次計數(shù)的貢獻即殘留份額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可通過實驗測定，只有當(dāng)測量周期小于15min時，前二次修正才有意義，而測量周期大于15min時，(2)式中前兩次對當(dāng)次的影響可忽略；D、通過在標(biāo)準(zhǔn)氡室中刻度，得到刻度系數(shù)K，再由下式可計算得到氡濃度CRn＝N‘3*K (3)。
2.一種連續(xù)可靠測量空氣中氡濃度的裝置，其特征是它由干燥管、高效過濾器、半導(dǎo) 體探頭、測量室、抽氣泵、二次儀表、前置放大器和高壓模塊組成；干燥管通過管道與高效過 濾器連接，高效過濾器的另一端通過管道與測量室連接，高壓模塊連接測量室的室壁，使得 測量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個方向朝半導(dǎo)體探頭的電場，半導(dǎo)體探頭安裝在測 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 泵通過管道與測量室連接。
全文摘要
一種連續(xù)可靠測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)干燥管和高效過濾器后進入測量室，高壓模塊在測量室內(nèi)產(chǎn)生高壓，使得測量室的室壁和半導(dǎo)體探頭之間形成一個方向朝半導(dǎo)體探頭的電場，采用靜電法收集氡衰變產(chǎn)生的帶正電的218Po粒子實現(xiàn)快速及高靈敏測量；然后利用能譜法實現(xiàn)對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218Po產(chǎn)生的6.00MeV的α粒子計數(shù)能區(qū)的影響和前一次或前二次測量殘留的218Po對當(dāng)次測量的影響，得到當(dāng)次測量周期內(nèi)由測量室內(nèi)的氡新衰變而來的218Po所產(chǎn)生的α粒子計數(shù)，最后根據(jù)α粒子計數(shù)與氡濃度的關(guān)系即刻度系數(shù)確定氡濃度。
文檔編號G01N23/00GK101957328SQ20101025856
公開日2011年1月26日 申請日期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 申請人:南華大學(xué)