[發明專利]一種氣體活化測量方法及系統

有效

• 申請號: 202010035836.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111323806B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 吳青彪;王宇飛;莊思璇;李論;馬應林;張剛
• 申請（專利權）人: 散裂中子源科學中心;中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167;G01T7/02;G01T1/208
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕

本申請提供一種氣體活化測量方法，其包括選定MB容器容積與測量時間部分：選定空氣活化測量系統的MB容器容積，以及選定利用空氣活化測量系統進行測量的時間；空氣活化測量與分析部分：利用空氣活化測量系統進行測量并計算不同核素在空氣活化測量系統不同位置的活度濃度、浸沒劑量率和不確定度。本申請還提供一種氣體活化測量系統，其包括控制單元、MB容器探測單元、壓力流量測量單元、進氣管路、排氣管路和插接濾紙接口。本申請的方法及系統，能夠推算出空氣輸運到不同位置處放射性核素的活度濃度、浸沒劑量率及不確定度，能夠同時測出空氣分子本身活化和氣溶膠活化水平，使得工作人員能夠對空氣活化情況做進一步分析和輻射影響評估。

技術領域

本發明涉及氣體測量技術領域，具體涉及一種氣體活化測量方法及系統。

背景技術

對于空氣中的放射性核素，現有技術通常采用濾紙富集氣溶膠的方式進行測量，但這種濾紙富集氣溶膠的測量方式并不適用于加速器空氣活化的測量，因為加速器空氣中的放射性核素主要來源于空氣分子本身的活化而不是氣溶膠的活化，不能通過濾紙富集和測量。現有技術測量空氣核素的方法也沒有測出伽馬能譜，不能區分核素及對應的活度濃度，無法用于加速器空氣活化核素及其濃度的準確測量，更無法由測量結果來分析出不同位置(活化區、腔室、排風口)的核素濃度輸運衰減情況，且由于加速器空氣活化濃度低(通常低于探測器本底)，現有技術測量空氣核素的方法不能對探測器本底進行有效扣除，也沒有結合統計誤差對測量時間進行控制，使得無法測出加速器的活化水平，并且探測效率十分低。

發明內容

根據本申請第一方面，提供一種氣體活化測量方法，其包括如下過程：

選定MB容器容積與測量時間部分：選定空氣活化測量系統的MB容器容積，以及選定利用空氣活化測量系統進行測量的時間；

空氣活化測量與分析部分：利用空氣活化測量系統進行測量并計算不同核素在空氣活化測量系統不同位置的活度濃度、浸沒劑量率和不確定度。

根據本申請第二方面，提供一種氣體活化測量系統，其包括控制單元、MB容器探測單元(10)、壓力流量測量單元(70)、進氣管路、排氣管路和插接濾紙接口。

進氣管路通過壓力流量測量單元連接至MB容器探測單元，用于為氣體進入MB容器探測單元提供通道；壓力流量測量單元用于測量氣體的壓力和流量參數；排氣管路連接至MB容器探測單元，用于為氣體流出MB容器探測單元提供通道；MB容器探測單元連接至控制單元，用于接收到伽馬射線并產生相應電信號進而傳遞至控制單元。

控制單元包括伽馬能譜生成模塊(01)、活度濃度運算模塊(021)、浸沒劑量率運算模塊(022)、不確定度運算模塊(023)和判斷模塊(03)。

伽馬能譜生成模塊連接至MB容器探測單元、活度濃度運算模塊、浸沒劑量率運算模塊和不確定度運算模塊，用于繪制本底和樣品伽馬能譜；活度濃度運算模塊、浸沒劑量率運算模塊和不確定度運算模塊分別用于計算各種核素從給定區域輸運到不同位置處的活度濃度、浸沒劑量率以及不確定度；判斷模塊連接至活度濃度運算模塊、浸沒劑量率運算模塊和不確定度運算模塊，用于判斷各種核素從給定區域輸運到不同位置處的活度濃度、浸沒劑量率以及不確定度是否符合預設標準。

插接濾紙接口連接在進氣管路上，插上濾紙時，氣體先流經濾紙再進入MB容器探測單元的MB容器，取掉濾紙后，氣體直接由進氣管路進入MB容器，以實現測量不含或含氣溶膠兩種情形下的氣體伽馬能譜。

本申請的氣體活化測量方法及系統，通過選定氣體活化核素種類與核素的動態飽和濃度占比，以及不同鉛室MB容器容積下探測器的探測效率，直接用探測器測量出加速器空氣分子本身的伽馬能譜，推算出空氣輸運到不同位置處放射性核素及其活度濃度、浸沒劑量率及不確定度，通過結合插接濾紙接口和濾紙沉積的顆粒物離線測量分析，使得工作人員能夠同時測出空氣分子本身活化和氣溶膠活化水平，并對空氣活化情況做進一步分析和輻射影響評估。

附圖說明