[其他]壤中氡及其子體探測(cè)裝置及工作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85107800
• 申請(qǐng)日: 1985-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85107800B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈文懿;許必文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都地質(zhì)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01V5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01V5/00;G01T1/185
• 代理公司: 重慶市專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 劉小紅

本發(fā)明為一種以空氣脈沖電離室為探測(cè)器的α輻射探測(cè)裝置，主要用于放射性勘探領(lǐng)域中探測(cè)土壤中氡及子體的α輻射，從而解決有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)中，野外使用的各種壤中氡及子體的α輻射儀，普遍采用ZnS（Ag）閃爍體、金硅面壘半導(dǎo)體作α輻射探測(cè)器。使用這些α輻射儀雖然能解決不少地質(zhì)問(wèn)題，但存在以下不足：

1.ZnS（Ag）閃爍體和金硅面壘半導(dǎo)體作探測(cè)器都必須在嚴(yán)格的避光條件下使用，從而給儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和野外操作帶來(lái)許多不便。

2.在測(cè)量過(guò)程中，上述兩種探測(cè)器都容易受到氡及子體的污染，使儀器底數(shù)增高，影響測(cè)量結(jié)果的可靠性。

3.上述兩種探測(cè)器野外排除污染處理都很困難。目前尚無(wú)法排除金硅面壘半導(dǎo)體探測(cè)器上的污染，而對(duì)ZnS（Ag）閃爍體經(jīng)去污處理（通常是更換閃爍室）后，需要避光等待較長(zhǎng)時(shí)間（不少于15分鐘）才能重新開(kāi)始工作，使野外工作效率降低。

4.現(xiàn)有技術(shù)中，由于受α輻射探測(cè)器幾何結(jié)構(gòu)和形狀等因素的限制，氡及其子體收集器通常只能采用片狀材料（如自然α卡，靜電α卡等）。工作過(guò)程中，需要先將卡片安裝在探杯內(nèi)，然后將裝有卡片的探杯埋置于土壤中;測(cè)量時(shí)，又需要從探杯內(nèi)取出卡片，放入探測(cè)器中，測(cè)其上的α輻射。這樣，既有備制，安裝卡片之煩，限制了野外工作效率，又由于收集器的面積不能做大而使測(cè)量的靈敏度受到限制。

5.現(xiàn)有的野外α輻射儀通常只適用于一種方法，用途單一。

現(xiàn)有技術(shù)中，有人采用空氣脈電離室作α輻射探測(cè)器，構(gòu)成α輻射儀（參見(jiàn)U·S·Patent4262203）但仍存在下列不足：1用途單一，僅能用于氣體的放射性測(cè)量;2測(cè)量過(guò)程中，放射性氣體容易使電離室污染，其去污處理仍很困難。3儀器的信號(hào)放大、處理電路未作低功耗設(shè)計(jì)，難以適用于野外工作。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有野外α輻射儀及現(xiàn)有空氣脈沖電離室的上述不足，提供一種以空氣脈沖電離室為探測(cè)器，以表面積大的α杯為氡及其子體收集器的野外α輻射探測(cè)裝置。它不僅具有靈敏度高，去污容易、快速、不需避光的特點(diǎn)，而且機(jī)械性能好，成本低，耗電省，野外工作方法簡(jiǎn)便。尤其是本發(fā)明中的空氣脈沖電離室α數(shù)字輻射儀具有一機(jī)多用的特點(diǎn)，它既可用于常規(guī)射氣測(cè)量（瞬時(shí)測(cè)氡），即在野外直接將壤中氡氣引入電離室進(jìn)行α測(cè)量;又可用于累積測(cè)氡，即將各種氡及子體收集器放入電離室進(jìn)行α測(cè)量。

本發(fā)明由野外α數(shù)字輻射儀和氡及子體收集器兩部分組成。α數(shù)字輻射儀由空氣脈沖電離室和其相應(yīng)的電子線路等構(gòu)成。

空氣脈沖電離以空氣為工作氣體，結(jié)構(gòu)與常用的脈沖電離室類(lèi)似，其形狀和大小不受限制，可根據(jù)收集器的形狀而定。電離室對(duì)光線不敏感，因而不必設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的避光裝置，使儀器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)單。電離室有底蓋和進(jìn)氣排氣孔，以便放入收集器或引進(jìn)、排出壤中氡氣。

空氣脈沖電離室α數(shù)字輻射儀的工作原理是：在電離室外殼加以數(shù)百伏至上千伏的負(fù)高壓，收集電極通過(guò)負(fù)載電阻接地，則在電離室內(nèi)形成電場(chǎng)。當(dāng)α粒子進(jìn)入電離室與收集電極之間的空間時(shí)，由α粒子引起空氣電離而產(chǎn)生的電子（以及負(fù)離子）和正離子將在電場(chǎng)作用下移動(dòng)，從而在收集電極上感生出電脈沖信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過(guò)高輸入阻抗、低噪聲的前置放大器和主放大器后，送往脈沖幅度甄別器，然后由脈沖計(jì)數(shù)器記錄下來(lái)。

本發(fā)明所指的收集器為內(nèi)表面對(duì)氡及其子體具有吸附性的材料做成的容器，稱(chēng)為α杯。α杯可選用普通塑料杯，這類(lèi)探杯稱(chēng)為自然α杯。用α杯作收集器，不但大大地增加子收集面積，充分利用了電離室的探測(cè)空間，提高了靈敏度;也簡(jiǎn)化了野外工作方法，提高了工作效率。若欲進(jìn)一步提高靈敏度，可在探杯內(nèi)加入活性炭或靜電α卡（帶靜電高壓的測(cè)塵濾膜），構(gòu)成活性炭杯或靜電α杯。

采用α杯累積測(cè)氡時(shí)，先將α杯在野外測(cè)點(diǎn)上埋置一定時(shí)間，然后將其取出，放入電離室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量放入電離室的α杯，在測(cè)量過(guò)程中，由于α杯壁的屏蔽作用，即使電離室內(nèi)壁受到污染也不影響測(cè)量結(jié)果α杯內(nèi)壁與收集電極相隔一定距離，杯內(nèi)壁上的氡子體不會(huì)污染收集電極。所以，測(cè)量自然α杯或靜電α杯時(shí)，不會(huì)造成電離室的污染。活性炭α杯，在測(cè)量過(guò)程中對(duì)電離室的污染也很小，雖然活性炭所吸附的氡將有部分解析而進(jìn)入電離室內(nèi)的空氣中，但由于電離室外殼帶負(fù)高壓，而氡的衰變子體絕大部分帶正電荷它們將在電場(chǎng)的作用下移向杯的內(nèi)壁，所以這部分氡子體不對(duì)電離室構(gòu)成污染。構(gòu)成污染的是直接到達(dá)收集電極并附著在其上的氡和氡子體，由于收集電極表面積很小，這種污染并不嚴(yán)重。若收集電極連續(xù)多次污染而使儀器底數(shù)增高，更換收集電極即可排除污染更換電極只需半分鐘，更換后，儀器可立即開(kāi)始工作。