[發明專利]基于高壓電暈采樣法的氡子體潛能計算方法

有效

• 申請號: 201510613309.2
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN105607108B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 張雄杰;王仁波;湯彬;瞿金輝
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167
• 代理公司: 江西省專利事務所36100
• 代理人: 胡里程

技術領域

本發明設計是一種核輻射探測技術，特別是指采用高壓電暈法采集氡子體后，對采樣片進行測量并計算氡子體潛能的一種方法。

背景技術

²²²Rn是惰性氣體被人吸入后，不與肺部組織發生化學結合作用，在人體內停留的時間較短，因此大部分²²²Rn被吸入后又被呼出，在呼吸道內產生危害的劑量很小。²²²Rn的短壽命子體則不然，它們屬于帶電金屬粒子(懸浮在空中)，極易吸附在空氣中的氣溶膠顆粒上，被人吸入后，大部分子體即可停留在氣管壁或肺葉，它們在衰變過程中不斷發射的α粒子在人體內長期照射，導致身體受害組織或細胞(主要是肺器官)發生電離化，或者說殺死肺細胞或致其變異而誘發癌癥。氡子體對人體有效當量劑量的貢獻要遠大于氡本身，而氡及子體的輻射危害之和在天然輻射所致公眾劑量中約占54％，遠高于其它天然放射性，是自然界中最直接的放射性威脅。

目前國內外平衡當量氡濃度都利用氣泵直接將氡子體采集沉積在濾膜上，通過不同的探測器和計數算法來測量并計算平衡當量氡濃度。由于直接通過氣泵使氣體中的氡子體沉積到濾膜上采集方式的采集效率比較低，不能短時間內準確并且連續測量出氡子體的濃度。

高壓電暈氡子體采集方法是一種小巧、高效的氡子體新型采樣技術，其采用高電壓產生非均勻強電場，使得電場中的空氣分子被電離為正離子和電子而 生成的離子霧，當氡子體微粒通過離子霧時會被強迫帶電，在電場作用下向金屬采集片富集。該采樣方法采用金屬采樣片不能用常規方法求取采樣效率等參數，故也無法使用常規方法計算氡子體潛能，而且目前國內廣泛采用的氡子體潛能方法一般要固定采樣與測量時間，無法做到靈活多樣的采樣和測量方式。本發明正是為高壓電暈采樣方法提供可任意選擇采樣和測量時間的一種氡子體潛能計算方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于高壓電暈采樣法的氡子體潛能計算方法。該方法具有參數求解方法簡單、采樣和測量時間任意可選、便于實現自動測量等特點。

本發明的目的是通過如下技術方案實現：

一種基于高壓電暈采樣法的氡子體潛能計算方法，測量用的采樣片為金屬片或金屬薄膜，而且采樣和測量時間可任意可調，該方法包含以下步驟：

(1)用高壓電暈采樣法采集氡子體，其采集裝置中采集電壓、針板距、采集片面積、采樣流量等參數保持恒定，采集時長為t_s秒；

(2)停止采樣后在t_i開始計時，并將采樣片放入總α測量系統中；

(3)用總α測量系統在t_i＝t₁到t_i＝t₂時間段測量，測量采樣片總α的計數，記為N；

(4)分別用公式①、②和③求解時間因子f_T1、f_T2和f_T3；

式中：

g₂＝1-e^-λ2ts；g₃＝1-e^-λ3t_s；g₄＝1-e^-λ4ts；

(5)用公式④求解得到氡子體潛能濃度

④

其中：

C_p——為氡子體潛能濃度，單位MeV/L；

t_s——為采樣時間，單位s；

t_i——為衰變時間采樣結束時刻t_i＝0，單位s；

t₁——為測量開始時刻，單位s；

t₂——為測量結束時刻，單位s；

T——為測量時間點對應的衰變時刻，單位s；

N——為t_i＝t₁到t_i＝t₂時間段測量采樣片總α的計數，單位count；

λ₂——為RaA(²¹⁸Po)的衰變常數0.227261min^-1，單位min^-1；