[發明專利]一種放射性氣溶膠實時探測裝置

在審

• 申請號: 202011583838.X
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112764081A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 胡卓;劉朋波;楊中中;王俊超;吳偉;李心悅;張祥林;曲廣衛
• 申請（專利權）人: 陜西衛峰核電子有限公司
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167;G01T1/203
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本發明公開了一種放射性氣溶膠實時探測裝置，包括屏蔽體，屏蔽體內設置有用于快速響應高濃度放射性氣溶膠的實時探測器和用于對低濃度放射性氣溶膠進行探測的延時探測器，以及用于對環境γ劑量率進行探測的γ塑料閃爍體探測器和用于對放射性氣溶膠進行取樣的移動取樣機構；移動取樣機構設置在實時探測器和延時探測器的下方，屏蔽體的上部設置有進氣管，進氣管的下端伸入屏蔽體內并與實時探測器連接，實時探測器的下方設置有伸出到屏蔽體外的出氣管，實時探測器和延時探測器處設置有數據處理板。本發明裝置結構簡單，設計合理，能夠有效應用在放射性氣溶膠的實時探測中，能夠同時滿足探測下限與快速響應的要求，使用效果好，便于推廣使用。

技術領域

本發明屬于輻射監測技術領域，具體涉及一種放射性氣溶膠實時探測裝置。

背景技術

目前，常用的放射性氣溶膠實時探測裝置常由濾紙、探測器、取樣管路等組成，放射性氣溶膠通過取樣泵的抽吸作用經由取樣管路于濾紙處過濾，此時通過探測濾紙上放射性強度確定放射性氣溶膠含量。

在天然放射性核素中，²²²Rn與²²⁰Rn各自由其母體衰變形成后通過分子擴散從地面溢出進入大氣，其本身為惰性氣體，具有穩定化學性，因而在空氣中以自由原子狀態存在。²²²Rn半衰期為3.82天，通過α衰變成為²¹⁸Po等一系列放射性核素，這些放射性核素的放射性種類各有不同，半衰期長短不一。這些從²¹⁸Po開始到²⁰⁶Pb未知的一系列核素稱為氡子體。類似地，²²⁰Rn本身也將通過α衰變(半衰期55.6s)成為²¹⁶Po等一系列核素，最后衰變為²⁰⁸Pb成為穩定核素，²²⁰Rn的這一系列子體稱為釷子體。

氡子體與目標核素發射都會產生β射線及α射線。因此，需要在探測過程中對氡子體進行補償，避免氡子體對目標核素干擾，保證探測精確度。常在取樣測量時通過信號幅度甄別、信號時間甄別、能譜剝離算法、等待氡子體衰變后測量等方式完成天然放射性氣溶膠含量的補償。但以上的單一補償方式有其固有缺點，如信號幅度甄別、信號時間甄別和能譜剝離算法補償能力有限，無法對空氣中存在的微量人工放射性核素響應，不利于環境保護及人員安全；等待氡子體衰變后再測量可獲得更低的探測下限，但此方式往往需要樣品靜置較長時間(幾小時以上)，且常需將樣品取出送至分析實驗室測量，不利于放射性事故的快速響應。

用于探測放射性氣溶膠的探測器，常見如表面鈍化離子注入型硅探測器(PIPS探測器)、β塑料閃爍體探測器，對γ射線有不同程度的響應，且此響應與探測器對β射線的響應從電子學脈沖上無法區分。當環境γ劑量率較高時，探測器對環境γ射線的響應將影響探測器對β放射性氣溶膠的測量結果。因此，需要對環境γ場進行補償，常見的環境γ場補償方法有靜態補償和動態補償。靜態補償即在裝置安裝至監測地點后測量當地γ本底劑量水平，當儀器運行時按固定的數值扣除一部分總βROI的計數，即認為此數值為γ事件引起的計數，此方式在環境γ場發生變化時易造成過補償或欠補償，從而引起測量結果誤差。動態補償常將兩型號相同的PIPS探測器緊貼，面對樣品的探測器對β及γ射線有響應，另一探測器由于前一探測器的阻擋，僅對貫穿能力較強的γ射線響應。依靠反符合門電路，當γ射線在兩探測器內同時產生脈沖時，此信號被判斷為γ事件；當β粒子僅在靠近樣品的探測器內產生輸出脈沖，而另一探測器無脈沖輸出時，此信號被判斷為β事件。此方式能夠較好的補償變化的環境γ場，但由于新增了同樣型號的探測器，且需要新增相應的符合電路，由此研制與生產成本較高，且加工組裝工藝復雜。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種放射性氣溶膠實時探測裝置，其裝置結構簡單，設計合理，實現方便，能夠有效應用在放射性氣溶膠的實時探測中，能夠同時滿足探測下限與快速響應的要求，使用效果好，便于推廣使用。