【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核辐射探测测量，特别是一种高纯气体中氡浓度的测量装置及方法。
技术介绍
1、空气环境中氡主要来自于土壤等介质表面的析出，无处不在的氡是极低本底物理实验的重要干扰来源。在极低本底物理实验中，多使用99.9999%高纯气体如氮气氩气等来减少氡对相关实验的干扰。高纯气体中氡浓度一般有几个mbq m-3,其对实验的干扰仍然需要准确的评估。现有的氡测量方法多采用活性炭吸附法、静电收集法、闪烁室等方法来进行氡浓度的测量，现有测量仪器的探测下限一般都大于100 mbq m-3,而极低本地物理实验为减少氡的干扰，一般要求材料的氡析出率小于0.01 mbq m-2s-1,因此，若直接采用现有的氡测量方法无法准确测量极低本底物理实验中高纯气体中氡浓度。
2、在进行极低本底物理实验时，需要对高纯气体中氡浓度进行准确的了解，以确保后续物理实验的准确性。因此，高纯气体中氡浓度准确测量，又是一个重要技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种高纯气体中氡浓度的测量装置及方法。
2、本专利技术的技术方案是：高纯气体中氡浓度的测量装置，包括高纯度气体钢瓶、调节阀、冷凝水收集瓶、过滤器、测量箱、半导体探测器、二次仪表和高压模块。
3、所述冷凝水收集瓶瓶内设有吸水树脂，过滤器内设有过滤氡子体的滤膜；测量箱侧边设有进气口、底部设有出气口，高纯度气体钢瓶的出气口通过软管与调节阀的进气口连接，调节阀的出气口通过软管与冷凝水收集瓶的进气口连
4、本专利技术进一步技术方案是：所述测量箱由高纯度金属制备，体积为20～2000升。
5、本专利技术的另一技术方案是：基于前述高纯气体中氡浓度的测量装置的方法，包括如下步骤，
6、a、测量过程
7、打开调节阀，高纯度气体钢瓶内的高纯气体通过调节阀、冷凝水收集瓶和过滤器进入测量箱，并从测量箱的出气口进入外部环境；同时启动高压模块，测量箱内的含氡气体在高电压的作用下，其中的氡衰变产生的带正电的po-218被静电场收集到半导体探测器表面，半导体探测器探测到的数据传输到二次仪表，通过二次仪表计算出测量箱内含氡气体中的氡浓度。
8、调节调节阀使得高纯度气体钢瓶内的高纯气体流速为l1，通过二次仪表测量得到含氡气体中的氡浓度为c1，
9、调节调节阀使得高纯度气体钢瓶内的高纯气体流速为l2，通过二次仪表测量得到含氡气体中的氡浓度为c2，
10、......
11、调节调节阀使得高纯度气体钢瓶内的高纯气体流速为ln，通过二次仪表测量得到含氡气体中的氡浓度为cn；
12、经过上述n次测量，n大于等于3，得到多个氡浓度c1、c2、......、cn。
13、b、计算过程
14、假设测量箱内表面氡含量均匀析出，通过如下公式计算出测量箱内表面的氡析出率和高纯度气体中的氡浓度：
15、 （1）
16、其中，cn为通过半导体探测器测量得到的氡浓度；j为测量箱内表面的氡析出率；s为测量箱内表面的面积；v为测量箱的体积；ln为调节阀调节的高纯气体流率；为氡的衰变常数，为测量腔的泄露系数；c0为高纯气体中氡浓度；
17、根据该公式（1）通过对多组测量到的（ln，cn）数据进行拟合，得到高纯气体中氡浓度c0。
18、本专利技术进一步技术方案是：所述步骤b计算过程还包括通过调节阀控制含氡气体流速，使得，则能够将公式（1）简化为：
19、 （2）
20、同样地，经过多次测量并对数据进行拟合，得到高纯气体中氡浓度c0。
21、本专利技术与现有技术相比具有如下特点：
22、本专利技术提出的方法通过使用流气式保护性腔体，使得其内氡浓度接近于0，能够使得泄漏系数一直为正，即不存在环境中氡向测量腔内反向泄漏；且通过调节阀控制流气式保护性腔体内处于不同的气体流速，经过多次测量快速、准确地测量出高纯气体中氡浓度。
23、以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的详细结构作进一步描述。
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1.高纯气体中氡浓度的测量装置，其特征是：包括高纯度气体钢瓶、调节阀、冷凝水收集瓶、过滤器、测量箱、半导体探测器、二次仪表和高压模块；
2.如权利要求1所述的高纯气体中氡浓度的测量装置，其特征是：所述测量箱由高纯度金属制备，体积为20～2000升。
3.基于权利要求1或2所述高纯气体中氡浓度的测量装置的方法，其特征是：包括如下步骤，
4.如权利要求3所述的基于高纯气体中氡浓度的测量装置的方法，其特征是：所述步骤B计算过程还包括通过调节阀控制含氡气体流速，使得，则能够将公式（1）简化为：
【技术特征摘要】
1.高纯气体中氡浓度的测量装置，其特征是：包括高纯度气体钢瓶、调节阀、冷凝水收集瓶、过滤器、测量箱、半导体探测器、二次仪表和高压模块；
2.如权利要求1所述的高纯气体中氡浓度的测量装置，其特征是：所述测量箱由高纯度金属制备，体积为20～2000升。
【专利技术属性】
技术研发人员：谭延亮，谢若梅，易海波，袁帅，胡滔，林芬，莫贻香，刘帅彬，李慧颖，陈林泉，孙佳乐，刘志鹏，吴九霖，袁红志，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：
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