[發明專利]采用靜電收集和固體核徑跡同步測量 222 Rn、220Rn濃度的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410248512.X
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN103983999A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 袁紅志;譚延亮
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G01T1/16
• 分類號: G01T1/16
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

1.一種采用靜電收集和固體核徑跡同步測量²²²Rn、²²⁰Rn濃度的裝置，其特征是：由箱體、第三過濾器、第一鋁膜片、第一固體核徑跡探測器、第一過濾器、第二固體核徑跡探測器、第二鋁膜片、第二過濾器、高壓模塊、電池、底板及框形密封圈組成；

所述的箱體內設置有第一測量腔、第二測量腔及高壓電源腔，第一測量腔、第二測量腔的內表面上鍍有一層導電的金屬材料，箱體的外壁板與第一測量腔之間設有用來安裝第一過濾器的第一過濾器安裝孔，第一測量腔與高壓電源腔之間的壁板上設有用來安裝第三過濾器的第三過濾器安裝孔，高壓電源腔與第二測量腔之間的壁板上設有用來安裝第二過濾器的第二過濾器安裝孔，各安裝孔之間的距離越大越好；

第一過濾器安裝在第一過濾器安裝孔內，第二過濾器安裝在第二過濾器安裝孔內，第三過濾器安裝在第三過濾器安裝孔內；第一固體核徑跡探測器和第二固體核徑跡探測器分別通過粘接方式安裝在底板上，高壓模塊和電池固定安裝在底板上，第一鋁膜片覆蓋在第一固體核徑跡探測器的表面上，第二鋁膜片覆蓋在第二固體核徑跡探測器的表面上，第一鋁膜片和第二鋁膜片通過導線與高壓模塊的接地端連接，高壓模塊的的正極通過導線與第一測量腔、第二測量腔的內表面連接；底板通過螺釘安裝在箱體的開口端，框形密封圈安裝在箱體的開口端與底板之間，底板安裝好后，第一固體核徑跡探測器處于第一測量腔的正中位置，第二固體核徑跡探測器處于第二測量腔的正中位置，高壓模塊和電池處于高壓電源腔內。

2.根據權利要求1所述的一種采用靜電收集和固體核徑跡同步測量²²²Rn、²²⁰Rn濃度的裝置，其特征是：所述的第一過濾器、第二過濾器及第三過濾器采用聚脂海綿制成。

3.根據權利要求1或2所述的一種采用靜電收集和固體核徑跡同步測量²²²Rn、²²⁰Rn濃度的裝置，其特征是：所述的框形密封圈上設有與第一測量腔腔口形狀對應的第一開口腔，與第二測量腔腔口形狀對應的第二開口腔，與高壓電源腔腔口形狀對應的第三開口腔。

4.一種采用靜電收集和固體核徑跡同步測量²²²Rn、²²⁰Rn濃度的方法，其特征是：其具體測量和計算過程如下：

啟動測量裝置中的高壓模塊，通過高壓模塊將測量裝置中的電池的低電壓升高到100～2000V，在測量裝置第一測量腔中的第一固體核徑跡探測器的表面覆蓋有第一鋁膜片，在測量裝置第二測量腔中的第二固體核徑跡探測器的表面覆蓋有第二鋁膜片，第一鋁膜片和第二鋁膜片通過導線與高壓模塊的接地端連接，高壓模塊的的正極通過導線與第一測量腔、第二測量腔的內表面連接，從而在第一測量腔的內表面與第一固體核徑跡探測器的表面之間、第二測量腔的內表面與第二固體核徑跡探測器的表面之間形成高壓靜電場；然后將測量裝置放置在測量環境中測量空氣中的²²²Rn、²²⁰Rn的濃度，測量時間為T；

測量過程中，外界環境中的²²²Rn、²²⁰Rn通過第一測量腔上的第一過濾器進入第一測量腔，由于²²²Rn半衰期較長，²²²Rn能夠通過設置在第一測量腔與高壓電源腔之間的第三過濾器進入高壓電源腔，再通過高壓電源腔與第二測量腔之間的第二過濾器進入第二測量腔；由于²²⁰Rn半衰期很短，不能進入第二測量腔，²²⁰Rn的長壽命子體也會在通往第二測量腔的途中由于附壁效應吸附在第三過濾器和第二過濾器上，不能進入第二測量腔；

由于在第一測量腔的內表面與第一固體核徑跡探測器的表面之間、第二測量腔的內表面與第二固體核徑跡探測器的表面之間形成了高壓靜電場，使得²²²Rn、²²⁰Rn帶正電的子體向第一固體核徑跡探測器及第二固體核徑跡探測器的表面漂移；

測量過程完成后，立即從第一測量腔、第二測量腔取下第一固體核徑跡探測器和第二固體核徑跡探測器，并對其進行化學蝕刻；

從第一固體核徑跡探測器能得到的ɑ粒子徑跡數N₁為：

?????????????（1）

從第二固體核徑跡探測器能得到的ɑ粒子徑跡數N₂為：

?????????????????????（2）

?????式中、分別表示第一固體核徑跡探測器對²²²Rn、²²⁰Rn的探測效率，是第二固體核徑跡探測器對²²²Rn的探測效率，這三個參數能夠利用標準²²²Rn室、²²⁰Rn室相關實驗得到；?分別表示環境中²²²Rn、²²⁰Rn的濃度；

利用式（1）、（2）就能夠計算得到環境中²²²Rn、²²⁰Rn的濃度；

上述方法采用的測量裝置由箱體、第三過濾器、第一鋁膜片、第一固體核徑跡探測器、第一過濾器、第二固體核徑跡探測器、第二鋁膜片、第二過濾器、高壓模塊、電池、底板及框形密封圈組成；

所述的箱體內設置有第一測量腔、第二測量腔及高壓電源腔，第一測量腔、第二測量腔的內表面上鍍有一層導電的金屬材料，箱體的外壁板與第一測量腔之間設有用來安裝第一過濾器的第一過濾器安裝孔，第一測量腔與高壓電源腔之間的壁板上設有用來安裝第三過濾器的第三過濾器安裝孔，高壓電源腔與第二測量腔之間的壁板上設有用來安裝第二過濾器的第二過濾器安裝孔，各安裝孔之間的距離越大越好；

第一過濾器安裝在第一過濾器安裝孔內，第二過濾器安裝在第二過濾器安裝孔內，第三過濾器安裝在第三過濾器安裝孔內；第一固體核徑跡探測器和第二固體核徑跡探測器分別通過粘接方式安裝在底板上，高壓模塊和電池固定安裝在底板上，第一鋁膜片覆蓋在第一固體核徑跡探測器的表面上，第二鋁膜片覆蓋在第二固體核徑跡探測器的表面上，第一鋁膜片和第二鋁膜片通過導線與高壓模塊的接地端連接，高壓模塊的的正極通過導線與第一測量腔、第二測量腔的內表面連接；底板通過螺釘安裝在箱體的開口端，框形密封圈安裝在箱體的開口端與底板之間，底板安裝好后，第一固體核徑跡探測器處于第一測量腔的正中位置，第二固體核徑跡探測器處于第二測量腔的正中位置，高壓模塊和電池處于高壓電源腔內。