一种快速测量氡浓度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于放射性测量技术领域，公开了一种快速测量氡浓度的方法及装置。该装置包括高效空气过滤器、静电收集器、衰变室、流气式平行板电离室、静电计、流量控制系统及真空泵，其中静电收集器与高效空气过滤器连接，衰变室的前后两端分别连接静电收集器和电离室，真空泵及流量控制系统通过管道与电离室相连接。该方法为：将含氡空气通过高效空气过滤器和静电收集器后进入衰变室，氡在衰变室内衰变发射出的α粒子与衰变室内的空气发生碰撞产生电子离子对，电子离子对被电离室收集极收集并产生电流信息，根据电流信息和刻度曲线得到实时氡浓度值。本发明专利技术提供的方法和装置，对氡浓度变化响应时间小、测量准确度高且可以实时监测氡浓度值的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种快速测量氡浓度的方法及装置
本专利技术属于放射性测量
，具体涉及一种快速测量氡浓度的方法及装置。
技术介绍
氡是自然界中存在的一种放射性气体，氡及其子体所致我国公众平均天然辐射年有效剂量(1.15mSv)约占天然本底年总有效剂量(2.4mSv)的47.9％。美国环保署(EPA)调查发现，在肺癌发病的成因中氡气仅次于吸烟列居第二，近来氡及其子体产生的放射性危害可增高肺癌发病率已得到认可。目前常规氡测量方法分为主动式测量法(双滤膜法、气球法和闪烁室法等)和被动式测量法(活性碳盒法、径迹蚀刻法和活性碳滤纸法等)，所用的探测器类型为半导体探测器或FT-648探测器等，但该两种测量方法及所用装置均不能实现对氡浓度变化的快速测量和实时反映氡浓度变化曲线，在铀矿山巷道和地下室等高氡浓度场所空气质量监测时，不能及时反映氡浓度水平以提醒相关人员做好防护以减小吸入造成的内照射危害。
技术实现思路
(一)专利技术目的根据现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种对氡浓度变化响应时间小于5s、测量结果准确度高且可实时监控氡浓度变化的测量方法及装置。(二)技术方案为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种快速测量氡浓度的装置，该装置包括高效空气过滤器及位于高效空气过滤器后端的静电收集器、衰变室、流气式平行板电离室、静电计、流量控制系统及真空泵，其中静电收集器与高效空气过滤器连接，衰变室的前后两端分别连接静电收集器和流气式平行板电离室，真空泵及流量控制系统通过管道与流气式平行板电离室相连接。优选地，所述衰变室与静电收集器连接的一端的高度是逐渐增大的，使气流在衰变室内平稳流动。优选地，所述流气式平行板电离室的进气口处设置有带有导气孔的导流板；流气式平行板电离室内按照气流前进方向依次平行地设置有收集极、保护极和高压极，三个电极以0.5～1cm的间隔等间距排列，使流气式平行板电离室内形成均匀电场；所述收集极、高压极和保护极均为金属栅网或金属孔板。优选地，所述流量控制系统包括流量控制阀和流量计，控制含氡空气的流速为30～60L/min。优选地，所述静电计与流气式平行板电离室的收集极连接以获取该电离室收集的电流信息。优选地，所述收集极、高压极和保护极均为金属孔板。优选地，所述收集极、高压极和保护极的材质为黄铜。利用上述装置连续测量氡浓度的方法包括以下步骤：在真空泵的作用下，将含氡空气以30～60L/min的流速通过高效空气过滤器和静电收集器后进入衰变室，氡在衰变室内衰变发射出的α粒子与衰变室内的空气发生碰撞产生电子离子对，电子离子对经空气载带到后端的流气式平行板电离室内被收集极收集，利用静电计实时获取收集极电流信息，然后根据电流信息和刻度曲线得到实时氡浓度值。所述刻度曲线是在标准氡室内用上述装置测量已知氡浓度的含氡空气衰变产生的电流信息并根据氡浓度和电流信息的关系得到的。(三)有益效果本专利技术提供的氡浓度的测量方法和装置，对氡浓度变化响应时间小、测量准确度高且可以实时地监测氡浓度值的变化，具体为：(1)测量准确度高。该装置和方法采用真空泵提供动力，含氡空气经过高效空气过滤器除去灰尘和氡子体后，再经过静电收集器除去空气中的静电荷，最大程度地避免了影响流气式平行板电离室测量的不利因素，提高了测量准确性。(2)对氡浓度变化响应时间小。在对铀矿山巷道和地下室等高氡浓度场所进行氡浓度测量时，响应时间小的测量方法和装置可以及时反映氡浓度水平以提醒相关人员做好防护以减小吸入造成的内照射危害，降低肺癌等发生的几率。本申请采用流气式平行板电离室作为探测器，连续流动气流可快速、连续、实时的把氡衰变发射α粒子电离周围空气产生的电子离子对及时地载带到平行板电离室收集极，以实现对氡浓度测量的连续性及对氡浓度变化测量的响应及时性，相较于常规氡探测器采用抽气—静置—测量的模式，其真正实现了氡浓度持续无停顿的连续测量。流气式平行板电离室作为探测器直接收集氡衰变发射α粒子电离周围空气产生的电子离子对，其对氡浓度变化响应快，响应时间≤5s，而常规氡探测器测量一个周期最短时间约为5min。另外，平行板电离室设置的各电极之间以0.5～1cm的间隔等间距排列，保证了能够提供均匀电场；通过采用金属孔板或筛网做电极，还有效减小了探测器的振颤噪声；同时，通过在电离室的进气口处设置导流板，可使气流分布更加均匀，尽量避免气流扰动对电场信号的影响。附图说明图1是本专利技术提供的测量系统的示意图，其中1是高效空气过滤器；2是静电收集器；3是衰变室；4是流气式平行板电离室；5是流量控制阀；6是流量计，7是第一连接管线；8是真空泵；9是第二连接管线；10是静电计；11是数据处理系统。具体实施方式下面将结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步阐述。实施例1一种快速测量氡浓度的装置，如图1所示，该装置包括高效空气过滤器1及位于高效空气过滤器1后端的静电收集器2、衰变室3、流气式平行板电离室4、静电计10、流量控制系统及真空泵8，其中静电收集器2与高效空气过滤器1连接，衰变室3的前后两端分别连接静电收集器2和流气式平行板电离室4，真空泵8及流量控制系统通过管道与流气式平行板电离室4相连接。所述衰变室3与静电收集器2连接的一端的高度是逐渐增大的，使气流在衰变室3内平稳流动。该流气式平行板电离室4的进气口处设置有带有导气孔的导流板，流气式平行板电离室4内按照气流前进方向依次平行地设置有收集极、保护极和高压极，三个电极以0.5～1cm的间隔等间距排列，使流气式平行板电离室4内形成均匀电场；所述收集极、高压极和保护极均为黄铜栅网或黄铜孔板。所述流量控制系统包括流量控制阀5和流量计6。所述静电计10与流气式平行板电离室4的收集极连接以获取流气式平行板电离室4收集的电流信息。利用上述装置连续测量氡浓度的方法包括以下步骤：在真空泵8的作用下，将含氡空气以30L/min的流速通过高效空气过滤器1和静电收集器2后进入衰变室3，氡在衰变室3内衰变发射出的α粒子与衰变室3内的空气发生碰撞产生电子离子对，电子离子对经空气载带到后端的流气式平行板电离室4内被收集极收集，利用静电计10实时获取收集极电流信息，然后根据电流大小和刻度曲线得到实时氡浓度值。优选地，所述刻度曲线是在标准氡室内用上述装置测量已知氡浓度的含氡空气衰变产生的电流信息并根据氡浓度和电流信息的关系得到的。实施例2与实施例1不同的是，含氡空气以60L/min的流速通过高效空气过滤器和静电收集器后进入衰变室。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速测量氡浓度的装置，其特征在于，该装置包括高效空气过滤器及位于高效空气过滤器后端的静电收集器、衰变室、流气式平行板电离室、静电计、流量控制系统及真空泵，其中静电收集器与高效空气过滤器连接，衰变室的前后两端分别连接静电收集器和流气式平行板电离室，真空泵及流量控制系统通过管道与流气式平行板电离室相连接。

【技术特征摘要】
1.一种快速测量氡浓度的装置，其特征在于，该装置包括高效空气过滤器及位于高效空气过滤器后端的静电收集器、衰变室、流气式平行板电离室、静电计、流量控制系统及真空泵，其中静电收集器与高效空气过滤器连接，衰变室的前后两端分别连接静电收集器和流气式平行板电离室，真空泵及流量控制系统通过管道与流气式平行板电离室相连接；所述衰变室与静电收集器连接的一端的高度是逐渐增大的；所述流气式平行板电离室的进气口处设置有带有导气孔的导流板；流气式平行板电离室内按照气流前进方向依次平行地设置有收集极、保护极和高压极，三个电极以0.5～1cm的间隔等间距排列，使流气式平行板电离室内形成均匀电场；所述收集极、高压极和保护极均为金属栅网或金属孔板。2.根据权利要求1所述的一种快速测量氡浓度的装置，其特征在于，所述流量控制系统包括流量控制阀和流量计。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庐阵，陈凌，骆志平，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11