[發明專利]低活度氡同位素數字符合分辨測量方法及裝置

無效

• 申請號: 201210161584.1
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102680998A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 顏擁軍;周劍良;賴偉;楊彬;趙健
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

技術領域

本發明涉及一種氡同位素數字符合分辨測量方法和裝置，特別是一種適用于低活度的混合輻射場所中快速準確分辨天然氡同位素的方法和裝置。

背景技術

氡是地球上無處不在的放射性氣體，氡子體是放射性氣溶膠，吸入人體產生的輻照可誘發肺癌。UNSCEAR2000年報告在總結調查研究結果的基礎上指出，氡及氡子體對人體的危害占天然輻射的50%以上。因此，氡的研究一直是輻射防護和環境保護的熱門課題。目前，對²¹⁹Rn測量方法和儀器相關的報道很少，只是在示蹤技術上有相關的報道，在氡同位素同時存在情況下對氡同位素分辨測量，就可以完善和提高氡同位素的計量水平。

對放射性氣溶膠在呼吸系統的沉積規律、粒徑分布特性的研究、以及氡各同位素的計量建標和應用等方面，都有對²²²Rn/²²⁰Rn/²¹⁹Rn快速實時分辨要求，符合測量法是很好的解決辦法。傳統符合計數設備成本高，維護和操作也很繁瑣，隨著核能核技術發展需求日益迫切及符合測量方法的廣泛應用，傳統模擬符合測量的局限性越來越明顯，其在抗干擾，可視化，測量再現，信息共享，易操作性，系統升級等方面明顯不足，對符合技術本身提出了小型化、智能化的更新換代要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的上述不足而提供一種低活度氡同位素數字符合分辨測量方法和裝置，實現分辨測量低活度條件下混合場中氡同位素的目的。

本發明的技術方案是：一種低活度氡同位素數字符合分辨測量方法，它是利用A/D轉換器直接將探測器的輸出信號進行模數轉換，用數字的方法提取數字脈沖序列信息，在低活度條件下，根據氡同位素衰變規律，利用氡同位素²²²Rn/²²⁰Rn/²¹⁹Rn及其子體衰變的時序關系，通過延遲符合分辨氡同位素。

數字符合分辨測量低活度氡同位素的方法有3個計數通道：a通道為延遲符合前總脈沖計數，b通道為延遲符合測量后²²⁰Rn脈沖計數，c通道為延遲符合測量后²¹⁹Rn脈沖計數，各符合通道的符合時間記為Tg，一個²²⁰Rn或²¹⁹Rn發生衰變后產生子體²¹⁶Po或²¹⁵Po，并放出一個α粒子，代表該α粒子的脈沖首先進入延遲模塊，經延遲Td時間后進入符合模塊，子體²¹⁶Po或²¹⁵Po在很短的時間內發生衰變并放出α粒子，如果釙衰變產生的脈沖在Td到Td+Tg時間內到達符合電路，那么該脈沖將被記錄。

根據氡同位素衰變規律，c通道延遲時間Td₂₁₉=0.15ms，目的是使整個系統穩定，c通道符合時間Tg₂₁₉=5.6ms(大約4倍²¹⁵Po半衰期)，以保證²¹⁵Po衰變產生的脈沖都被記錄，由于²¹⁶Po半衰期為150ms，可認為在這段時間內²¹⁶Po未衰變，不會影響c通道計數。同樣，b通道延遲時間Td₂₂₀=10ms(大約6倍²¹⁵Po半衰期)，保證這段時間內²¹⁵Po已衰變完，不會對b通道計數產生影響，b通道符合時間Tg₂₂₀=600ms(大約4倍²¹⁶Po半衰期)，以保證²¹⁶Po產生的脈沖都被記錄。而²²²Rn及其子體由于半衰期相對較長，不宜采用該方法，而是采用間接測量的方法，從a通道計數中扣除²²⁰Rn和²¹⁹Rn的計數即可得到。

本發明還提供了一種低活度氡同位素數字符合分辨測量裝置，它由樣品盒、緩沖容器、過濾器、氡釷分析器、空氣采樣泵、探頭高壓及低壓電源、放大整形單元和數字符合處理單元組成。樣品盒通過導管與緩沖容器的入口端連接，緩沖容器的出口端通過導管與過濾器的入口端連接，過濾器的出口端通過導管與內氡釷分析器閃爍室的入口端連接，氡釷分析器的閃爍室的出口端通過導管與空氣采樣泵的入口端連接，探頭高壓及低壓電源通過電纜與氡釷分析器連接，氡釷分析器的輸出通過電纜連接到放大整形單元的輸入端，放大整形單元的輸出端通過電纜連接到數字符合處理單元。