[發明專利]利用固體核徑跡探測器測量218Po長時間平均沉積率的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410373948.1
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104122576A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 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: G01T1/178
• 分類號: G01T1/178
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

1.一種利用固體核徑跡探測器測量²¹⁸Po長時間平均沉積率的方法，其特征是：其具體測量方法如下：

A、測量過程：

將測量裝置箱體的底部固定在測量環境中室內的墻面或者是地面或者是天花板頂上，測量裝置的箱體內設有三個固體核徑跡探測器，三個固體核徑跡探測器分別為第一固體核徑跡探測器、第二固體核徑跡探測器和第三固體核徑跡探測器，第一固體核徑跡探測器的表面積為S₁，第二固體核徑跡探測器的表面積為S₂，第三固體核徑跡探測器的表面積為S₃，并滿足：S₁≤S₂≤S₃；

第二固體核徑跡探測器的表面覆蓋有厚度為D₁第一膜片，第一膜片的表面形狀與第二固體核徑跡探測器的表面形狀一樣，第三固體核徑跡探測器的表面覆蓋有厚度為D₂第二膜片，第二膜片的表面形狀與第三固體核徑跡探測器的表面形狀一樣，第一膜片的厚度D₁小于第二膜片的厚度D₂，第一膜片能阻擋²²²Rn子體²¹⁸Po衰變產生的6MeV的ɑ粒子打到第二固體核徑跡探測器上，第二膜片能阻擋²²²Rn子體²¹⁸Po和²¹⁴Po衰變產生的6MeV和7.69MeV的ɑ粒子打到第三固體核徑跡探測器上；

第一固體核徑跡探測器的表面沒有覆蓋膜片，^?220Rn子體²¹²Po衰變產生的8.78MeV的ɑ粒子能打到第一、第二、第三固體核徑跡探測器上；

測量時間為T，T的值根據測量要求為數天到數百天；

B、計算過程：

在測量過程中的任意時間t，固體核徑跡探測器上單位面積沉積的²²²Rn子體活度的變化為：

???????????????????(1)

?????(2)

??????(3)

????????????????????????????????（4）

式中：、、、分別是?²¹⁸Po、²¹⁴Pb、²¹⁴Bi、²¹⁴Po在固體核徑跡探測器上的活度；、、是?²¹⁸Po、²¹⁴Pb、²¹⁴Pb的沉積率；、、是²¹⁸Po、²¹⁴Pb、²¹⁴Bi的衰變常數；

由于測量裝置中箱體的高邊框阻擋了室內表面直接析出的²²⁰Rn及其的短壽命子體到達固體核探測器的表面，僅僅考慮其長壽命子體，固體核徑跡探測器上單位面積沉積的²²⁰Rn長壽命子體²¹²Pb、^?212Bi、²¹²Po活度的變化分別為：、、；

測量過程完成后，立即取下第一固體核徑跡探測器、第二固體核徑跡探測器和第三固體核徑跡探測器，并對其進行化學蝕刻，分別讀取第一固體核徑跡探測器、第二固體核徑跡探測器和第三固體核徑跡探測器上的核徑跡數；

第一固體核徑跡探測器上的ɑ粒子徑跡數N₁為：

????????（5）

?????式中、、、分別表示第一固體核徑跡探測器對²¹⁸Po、²¹⁴Po、²¹²Bi、²¹²Po的ɑ衰變的探測效率，其中由于²¹⁸Po、²¹²Bi衰變產生的ɑ粒子能量相近，其探測效率也相同；

????第二固體核徑跡探測器上的ɑ粒子徑跡數N₂為：

????????????（6）

????式中、分別表示第二固體核徑跡探測器對²¹⁴Po、²¹²Po的ɑ衰變的探測效率；

第三固體核徑跡探測器上的ɑ粒子徑跡數N₃為：

????????????????????????????????（7）

式中表示第三固體核徑跡探測器對²¹²Po的ɑ衰變的探測效率；

根據²²⁰Rn衰變鏈還可得到：

???????????????????????????????（8）

由式（5）、（6）、（7）、（8）可得到：

?（9）

由式（9）就可解得，再由式（1）就可反推得到即²¹⁸Po的長時間平均沉積率。