[發明專利]粉末環境樣品α放射性核素的測量方法及測量裝置

無效

• 申請號: 201410310543.3
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104035120A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 林業;方方;汪棟;陳偉;王冬;于松科
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01T1/178
• 分類號: G01T1/178;G01T1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于核儀器研制與核輻射測量技術領域，具體涉及一種粉末環境樣品α放射性核素的測量方法及測量裝置；它采用一種新型的多絲正比室構成的測量室作為裝置的探測器，具有對粉末環境樣品α的活度探測效率高，能量分辨率好等優點。

背景技術

環境樣品包括環境中的土壤，水，空氣和生物等。對環境樣品的α放射性核素含量測量常用的方法是測量環境樣品的α粒子放射性總活度。環境樣品中通常包含一種以上的放射性核素。要確定某種特定的α放射性核素的含量，還需要對樣品進行α能譜測量以甄別核素以排除其它核素的干擾。

目前環境樣品α能譜測量常用裝置是金硅面壘半導體探測器。金硅面壘型半導體α譜儀具有能量分辨率高、能量線性范圍寬等優點。但金硅面壘半導體探測器面積無法做得很大，且價格貴，結構復雜。裝置在測量時必須進行抽真空操作，只能測量經過化學和電沉積處理的薄源，不能對粉末狀的環境樣品直接測量。

對粉末環境樣品中α粒子放射性總活度測定的常用方法是使用流氣式多絲正比計數器構建的低本底α測量系統。流氣式多絲正比計數器對于電沉積法制成的平面源的α粒子表面發射率有很高的探測效率，但傳統多絲室對α粒子能量分辨率低，不能滿足α能譜測量要求。

氣體探測器工作在氣體電離飽和區的脈沖電離室適用于α粒子等重帶電粒子的能譜測量。電離室測量α粒子的入射能量越大，在電離室中引發的工作氣體電離越多，輸出脈沖幅度越大。脈沖幅度還容易受到入射粒子軌跡及初始電離位置的影響。有兩種脈沖型電離室能測量到很好的能譜，屏柵電離室和圓柱形電離室（參見William,?J,?Price.?Nuclear?Radiation?Detection?[M].?New?York:?McGraw-Hill?lnc,?1964.?70-115）。屏柵電離室能夠得到較好的能量分辨率，但對源活度探測效率較偏低（參見劉玉蓮,?楊大亭等.?300cm_2平行板α屏柵電離室的研制[J].?輻射防護,?1988,?8(3):?173-193）。圓柱形電離室由于其金屬外壁對α粒子的阻擋，不適合直接測量α核素的能譜。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供了一種可對粉末環境樣品α放射性核素測量的裝置和測量方法，主要用于對α放射性核素活度和能譜進行測量。

?本發明的技術解決原理如下。

本發明對α放射性核素的測量所依據的原理是圓柱形多絲正比管對α粒子測量時對入射粒子的粒子軌跡及初始電離位置不敏感，適用于測量粒子的能譜。

本發明采用的網狀圓柱形室外壁為網狀結構，對入射α粒子有很好的透明性，α粒子不易被外壁阻擋。同時網狀圓柱形室置于測量室中，工作時測量室充滿工作氣體，氣體持續擴散到網狀圓柱形室中，保證了網狀圓柱形室的工作氣體供應。

本發明采用的網狀圓柱形室的網狀柱形外壁和位于中心位置的陽極絲構成的電場和通用圓柱形多絲正比管相似，對入射粒子的粒子軌跡及初始電離位置不敏感。

本發明的技術解決方案如下。

?本發明提供的粉末環境樣品α放射性核素的測量方法及測量裝置，其特征在于：所述的測量裝置結構包括測量室、鉛室、供氣系統、高壓源、前置放大器、數據處理模塊、計算機；其連接關系是：測量室置于鉛室中，供氣系統通過軟管與測量室相連；高壓源與測量室內部相連；前置放大器通過屏蔽線與測量室內部相連接；前置放大器通過屏蔽線與數據處理模塊相連；數據處理模塊通過串口線和計算機相連。

本發明提供的粉末環境樣品α放射性核素的測量方法及測量裝置，其特征在于：所述的測量室的結構包括：網狀圓柱形室、樣品隔膜、送樣抽屜、樣品盒、進氣口、出氣口、室外殼、送樣抽屜位于室的下部，樣品盒置于送樣抽屜上；三個網狀圓柱形室水平排列，位于樣品盒的上部。

本發明提供的網狀圓柱形室，其特征在于：所述的網狀圓柱形室的結構包括：陽極絲、圓柱形陰極外殼、陽極絲支柱、陶瓷管組成；陰極的柱面為不銹鋼絲組成的網狀結構，網狀結構允許工作氣體擴散進柵極內部，α粒子可透射過陰極柱面被陽極絲收集；陽極絲為鍍金鎢絲或者不銹鋼絲，陽極絲直徑的取值范圍為10μm~50μm；圓柱形陰極外殼通過導線和室外殼相連。

本發明提供的粉末環境樣品α放射性核素的測量方法及測量裝置，其特征在于：所述的供氣系統給測量室提供工作氣體，工作氣體成分為90%氬氣和10%甲烷的混合氣體。

本發明提供的粉末環境樣品α放射性核素的測量方法及測量裝置，其特征在于：所述的高壓源正極和網狀圓柱形室的陽極絲相連，高壓源負極和圓柱形陰極外殼相連接，高壓源提供陽極和陰極間的偏置高壓。