[發明專利]利用218Po、214Po總計數閉環式測量氡析出率的方法

有效

• 申請號: 201210313175.9
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102830417A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 譚延亮;袁紅志
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

1.一種利用218Po、214Po總計數閉環式測量氡析出率的方法，測量時將集氡罩扣在待測介質表面上，或將介質裝入集氡罩內，由于介質內的氡原子在擴散與滲流作用下，逸出表面進入集氡罩，導致集氡罩內氡濃度變化；泵一直以恒定流速將集氡罩內的氡通過干燥管和濾膜濾除子體后泵入測氡儀的測量室，流速0.5-3升/分鐘，使得測氡儀測量室內的氡濃度與集氡罩內的氡濃度平衡；

測氡儀測量室內有一半導體探測器，半導體探測器與二次儀表連接，利用能譜分辨來分別測量218Po、214Po衰變放出的α粒子計數；在測氡儀測量室底部及壁與半導體探測器之間加以50-300伏/厘米的電場，使得氡衰變后產生的帶正電的218Po、214Po在電場作用下高速吸附到半導體探測器上，提高探測效率；

由于泵的流率較高，使得集氡罩與測氡儀測量室內的氡濃度近似同步變化，集氡罩的氡濃度的變化用式（1）描述:

??????????????????????????????????（1）

J為被測介質表面氡析出率；S為集氡罩的底面積；V為空氣循環總體積，包括集氡罩空間體積，管路空間體積和測氡儀測量室體積；λ為氡的衰變常數，λ為；C為集氡罩內積累t時刻的氡濃度；R為氡的泄漏和反擴散率；

令有效衰變常數；令環境氡濃度為，即t=0時，集氡罩內氡的濃度為；式（1）的解為：

??????????????????????（2）

氡在進入測氡儀測量室時其子體已被濾膜濾除，在測氡儀測量室內的氡衰變描述為:

????????????????????????????(3)

表示?218Po濃度，測量開始時；?是?218Po?衰變常數；

式?(3)?的解為：

??????????????????????????????(4)

當時間長于20min，?218Po與氡平衡，式(4)簡化為：

????????????????????????????????????????(5)

為測氡儀的讀數；氡濃度的測量原理來自式（5），將式(2)、代入式(3)就能得到測氡儀測量室中218Po衰變規律：?

????????????????????(6)?

解得：

???????????(7)

其特征是：

根據氡衰變鏈得到在測氡儀測量室中有：

???????????????????????(8)

????????????????????????(9)

、分別是214Pb、214Bi的濃度；、分別是214Pb、214Bi的半衰期；214Bi衰變為214Po后，214Po半衰期只有164us，能夠認為214Bi的濃度就是214Po的濃度；即：

???????????????????（10）

初始測量時，214Pb、214Bi、214Po的濃度為0，式（7）、（8）、（10）解得：

??（11）

??（12）

測氡儀先在標準氡室中在氡與218Po、214Po達到平衡的條件下進行30-120分鐘的測量校準，得到：

???????????????????????????????????（13）

、分別為218Po、214Po衰變發射高能α粒子的單位時間計數；為標準氡室氡濃度；、為比例因子；由于對218Po、214Po衰變發射的不同能量高能α粒子探測效率差異較小，?與及與近似相等；

采用短測量周期測量，測量周期T為2-10分鐘；

由于測量周期較短，每個測量周期的平均計數率為該測量周期中點的計數率；對于第n個測量周期有：

???（14）

、分別為218Po、214Po在第n個測量周期放射性衰變的計數率；將式（7）、（12）帶入式（14），再依據式（14）對所有測量周期的數據進行非線性數據擬合就得到氡析出率。

2.根據權利要求1所述的一種利用218Po、214Po總計數閉環式測量氡析出率的方法，其特征是：采用長時間測量周期取代短時間測量周期，測量周期為30分鐘-300分鐘，僅僅兩個測量周期，分別為T₁，T₂；?

?????????（15）

????（16）

這樣，利用式（15）、（16）求解得到氡析出率。