测量氡析出率的方法技术

一种测量氡析出率的方法，包括测量过程和计算过程，将集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩收集室内，等时间间隔测量得到一组氡浓度数据，将测量得到的氡浓度数据根据式（９），非线性拟合得到氡析出率。或利用２０分钟以后的测量数据根据式（１０），非线性拟合得到氡析出率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种核辐射探测技术，特别是一种。
技术介绍
空气环境中氡主要来自于介质表面的析出，测量介质表面氡析出率的主要方法有累积法和活性炭吸附法。活性炭吸附法是利用活性炭对析出氡的吸附，通过对吸附在活性炭中的氡衰变产生的γ谱进行测量求出氡析出率，该方法测量时间长、不易实现自动化；累积法主要是用于测量一段时间内的平均氡析出率，具有重要的统计意义和参考价值。使用累积法的静电收集式氡析出率仪以其简便迅速、可即时测量给出结果得到了较广泛的应用。当前使用累积法都是采用一个集氡罩收集介质析出的氡，然后测量得到集氡罩内氡浓度的变化规律，对测量数据进行拟合得到氡浓度。由于在快速测量氡浓度过程中，氡浓度一直在上升，氡与其衰变子体钋218不可能达到平衡，通过测量钋218衰变放出的α粒子计数来反推氡的浓度，得到的氡的浓度偏低，因此采用现有的计算方法得到的氡析出率也偏低。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术的上述不足而公开一种，该方法包括测量过程和计算过程，它通过对现有的计算方法进行修正，解决了测量集氡罩内氡浓度时，由于氡浓度一直在上升，氡与其衰变子体钋218不可能达到平衡，造成测量得到的氡浓度偏低的问题，得到的较准确的氡析出率。 本专利技术的技术方案是一种，它包括测量过程和计算过程。 一、测量过程 将一面开口的集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入密闭的集氡罩收集室内，由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化。泵一直以恒定流速将集氡罩收集室内的氡通过干燥管和滤膜滤除子体后泵入测量室，流速0.5-2升/分钟，使得测量室的氡浓度与集氡罩收集室内的氡浓度平衡。 测量室内有一半导体探测器，半导体探测器与二次仪表连接，探测钋218衰变放出的α粒子计数。在测量室底及壁与半导体探测器之间加以50-100伏/厘米的电场，使得氡衰变后产生的带正电的钋218在电场作用下高速吸附到半导体探测器面上，提高探测效率。 测量得到的氡浓度是测量时间内的平均浓度，具体对应哪个时间点难以确定。本方法采用短时间间隔测量，既1-5分钟测量一次，就可以近似认为测量得到的氡浓度对应测量时间的中间，可以减小测量时间较长导致的氡浓度对应的时间不确定性；这样短时间间隔可能造成统计涨落较大，可以通过增加测量点来弥补，并没有增加总的测量时间。 仅仅测量钋218衰变放出的α粒子计数来反推氡浓度，可以完全排除钍射气的干扰，同时降低了测量系统的复杂程度，减少了成本，提高可靠性。等时间间隔测量得到一组氡浓度数据，考虑泄漏和反扩散影响，同时对氡与其衰变子体钋218进行非平衡修正，就能得到较准确的介质表面氡析出率。 二、计算过程 将集氡罩扣在待测介质表面上，这时集氡罩内氡浓度变化可用式(1)描述 为单位时间析出到集氡罩中的氡引起氡浓度的变化；J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为集氡罩空间体积；λC为集氡罩内氡的衰变引起的氡浓度变化；RC为集氡罩内氡的泄漏和反扩散引起的氡浓度变化；λ＝2.1×10-6s-1为氡的衰变常数；C为集氡罩内积累t时刻的氡浓度；R为氡的泄漏和反扩散率；t为集氡的时间。 令λe＝λ+R；令环境氡浓度为C0，即t＝0时，集氡罩内氡的浓度为C0。式(1)的解为 由于在快速测量氡浓度过程中，氡浓度一直在上升，氡与其衰变子体钋218不可能达到平衡，通过测量钋218衰变放出的α粒子计数来反推氡的浓度，得到的氡的浓度偏低。 采用以下方法修正 氡在进入RAD7的样品腔时其子体已被滤膜滤除，在测量室中的氡衰变可描述为 CPo表示218Po浓度；λPo是218Po衰变常数，等于0.0037s-1。 氡的半衰期为3.8235d；218Po的半衰期为3.10min。当认为测量期间氡浓度不变，式(4)的解为 当时间长于20min，218Po与氡平衡，式(5)可简化为 CPo(t)＝C(6) 氡浓度的测量原理来自式(6)。利用式(2)、(4)就可得到RAD7中218Po衰变规律 解得 比较式(8)、(6)可得到RAD7实际测量得到的氡浓度值为 式(9)就是修正后的利用静电收集法快速测量氡析出率的理论模型，根据式(9)非线性拟合得到氡析出率。 在密封较好时一般λe＜λPo，当t＞20分钟时， 小于0.012，在此条件下， 式(9)可以简化为 根据式(10)，利用20分钟以后的测量数据非线性拟合也可以得到氡析出率。 本专利技术与现有技术相比具有如下特点 1、考虑了泄漏和反扩散影响和钍射气的干扰，并通过式(9)或式(10)对利用静电收集法快速测量氡析出率进行修正，得到较准确的介质表面氡析出率。 2、与活性炭吸附法相比，装置简单、操作方便，适合现场实时测量，同时缩短了测量时间，满足了氡析出率快速测量的需要。 以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。 附图说明 附图1为介质表面测量过程示意图； 附图2为颗粒或块状物质测量过程示意图。 具体实施例方式 实施例一种，它包括测量过程和计算过程。 一、测量过程 如图1、图2所示，将集氡罩5扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩收集室内，其中图1为介质表面测量过程示意图，图2为颗粒物8或块状7物质测量过程示意图。由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩5收集室，导致集氡罩5收集室内氡浓度变化。泵6一直以恒定流速将集氡罩5收集室内的氡通过干燥管4和滤膜3滤除子体后泵入测量室2，流速0.5-2升/分钟，使得测量室2的氡浓度与集氡罩5收集室内的氡浓度平衡。 测量室2内有一半导体探测器9，半导体探测器9与二次仪表1连接，探测钋218衰变放出的α粒子计数。在测量室2底及壁与半导体探测器9之间加以50-100伏/厘米的电场，使得氡衰变后产生的带正电的钋218在电场作用下高速吸附到半导体探测器9面上，提高探测效率。 测量得到的氡浓度是测量时间内的平均浓度，具体对应哪个时间点难以确定。本方法采用短时间间隔测量，既1-5分钟测量一次，就可以近似认为测量得到的氡浓度对应测量时间的中间，可以减小测量时间较长导致的氡浓度对应的时间不确定性，这样短时间间隔可能造成统计涨落较大，可以通过增加测量点来弥补，并没有增加总的测量时间。 仅仅测量钋218衰变放出的α粒子计数来反推氡浓度，可以完全排除钍射气的干扰，同时降低了测量系统的复杂程度，减少了成本，提高可靠性。 等时间间隔测量得到一组氡浓度数据，考虑泄漏和反扩散影响，同时对氡与其衰变子体钋218进行非平衡修正，就能得到较准确的介质表面氡析出率。 在标准氡析出率模拟装置上的两次测量数据见下表，氡析出率的参考值为1.48Bq·m-2s-1，测量仪器(RAD7)的刻度系数为1.02。 二、计算过程述 为单位时间析出到集氡罩中的氡引起氡浓度的变化；J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为集氡罩空间体积；λC为集氡罩内氡的衰变引起的氡浓度变化；RC为集氡罩内氡的泄漏和反扩散引起的氡浓度变化；λ＝2.1×10-6s-1为氡的衰变常数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量氡析出率的方法，它包括测量过程和计算过程，　一、测量过程：　将集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩收集室内，由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化，泵一直以恒 定流速将集氡罩收集室内的氡通过干燥管和滤膜滤出子体后泵入测量室，流速０．５－２升／分钟，使得测量室的氡浓度与集氡罩收集室内的氡浓度平衡；　测量室内有一半导体探测器，半导体探测器与二次仪表连接，探测钋２１８衰变放出的α粒子计数，在测量室 底及壁与半导体探测器之间加以５０－１００伏／厘米的电场，使得氡衰变后产生的带正电的钋２１８在电场作用下高速吸附到半导体探测器面上，提高探测效率；　测量得到的氡浓度是测量时间内的平均浓度，具体对应哪个时间点难以确定，采用短时间间隔测量， 既１－５分钟测量一次，就可以近似认为测量得到的氡浓度对应测量时间的中间，可以减小测量时间较长导致的氡浓度对应的时间不确定性，这样短时间间隔可能造成统计涨落较大，可以通过增加测量点来弥补，并没有增加总的测量时间；　仅仅测量钋２１８衰变放 出的α粒子计数来反推氡浓度，可以完全排除钍射气的干扰，等时间间隔测量得到一组氡浓度数据，考虑泄漏和反扩散影响，同时对氡与其衰变子体钋２１８进行非平衡修正，就能得到较准确的介质表面氡析出率；　二、计算过程：　将集氡罩扣在待测介质表 面上，这时集氡罩内氡浓度变化可用式（１）描述：　ｄＣ／ｄｔ＝ＪＳ／Ｖ－λＣ－ＲＣ　（１）　ＪＳ／Ｖ为单位时间析出到集氡罩中的氡引起氡浓度的变化，Ｊ为被测介质表面氡析出率，Ｓ为集氡罩的底面积，Ｖ为集氡罩空间体积，λＣ为集氡罩内氡 的衰变引起的氡浓度变化，ＲＣ为集氡罩内氡的泄漏和反扩散引起的氡浓度变化，λ＝２．１×１０↑［－６］ｓ↑［－１］为氡的衰变常数，Ｃ为集氡罩内积累ｔ时刻的氡浓度，Ｒ为氡的泄漏和反扩散率，ｔ为集氡的时间；　令λ↓［ｅ］＝λ＋Ｒ；令环境氡浓度 为Ｃ↓［０］，即ｔ＝０时，集氡罩内氡的浓度为Ｃ↓［０］，式（１）的解为：　Ｃ（ｔ）＝ＪＳ／λ↓［ｅ］Ｖ（１－ｅ↑［－λ↓［ｅ］ｔ］）＋Ｃ↓［０］ｅ↑［－λ↓［ｅ］ｔ］≈ＪＳ／λ↓［ｅ］Ｖ（１－ｅ↑［－λ↓［ｅ］ｔ］）　（２）　 其特征是：由于在快速测量氡浓度过程中，氡浓度一直在上升，氡与其衰变子体钋２１８不可能达到平衡，通过测量钋２１８衰变放出的α粒子...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭延亮，肖田，周毅，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]