专利名称：采用0阶近似快速测量氡浓度的方法
技术领域：
本发明涉及一种核辐射探测技术，特别是采用0阶近似快速测量氡浓度的方法。
背景技术：
氡是铀衰变产生的放射性惰性气体，当人们吸入氡后，氡及其子体产物沉积在呼 吸道和肺部，造成辐射损伤，并可导致癌症。寻找铀矿的物探工作者也将氡监测作为一种重 要的找矿方法。当前对空气环境中氡的测量有多种方法，如闪烁室、电离室、固体径迹、静电 收集法等。静电收集法(如RAD7)在现场自动化测量中得到了广泛的应用，其主要优点有 测量方便，成本较低，能连续测量。但是当前测量氡浓度的变化响应比较慢，人们发现在使 用大干燥管时，RAD7 —般需要40分钟后才能测量得到标准氡室的浓度。虽然使用多个闪 烁室抽真空快速采样也可以实时跟踪氡浓度的变化，但是其难以实现自动化测量，而且需 要静置3个小时后(母、子体达到平衡)，才能测量得到氡浓度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种在泵的流率较高的条件下的 氡浓度的测量方法。当测氡仪器的内置泵或外置泵的流率较高时，可以近似认为静电收集 法测氡仪测量室内的氡浓度与外界环境氡浓度变化相同，对静电收集法测氡仪测量室内的 氡浓度变化进行0阶近似，从而快速得到外界环境氡浓度。该方法解决了氡浓度变化时，当 前测量仪器响应较慢的问题，得到的较准确的测量结果。本发明的技术方案是一种采用0阶近似快速测量氡浓度的方法，它包括测量和 计算
A、测量过程开启测氡仪器，测氡仪器的内置泵4将外界的空气通过管道1和高效过 滤器3过滤氡子体后连续抽入测量室7内，然后通过排气管8再排出到外界。测量室7的 上部有一个半导体探测器6，在测量室7腔体到半导体探测器6之间通过高压模块5加上 2000-3000V的电压，形成强电场。空气中的氡被高效过滤器3滤除子体后进入测量室7，会 衰变产生新的子体，这些子体带正电，在强电场作用下就被吸附到半导体探测器6表面，被 吸附的子体再次衰变后放出的高能α粒子打到半导体探测器6内，产生电信号，通过前置 放大器10放大后，再由计数及显示模块9能量识别后计数，就可得到一个测量周期内氡衰 变链上不同子体衰变的次数，由此可以反推氡的浓度。由于空气中的水蒸气分子一般带负 电，高湿度的空气会影响带正电的氡子体吸附到半导体探测器6表面的效率，从而影响测 量结果的准确性。可以采取在高效过滤器3前加一个干燥管2，或者利用温度、湿度曲线进 行修正。测氡仪器内设有两种模式，分别为刻度模式和0阶近似模式。刻度模式与RAD7的 sniff模式相同，是传统的测量方法，可以用来刻度仪器，得到刻度因子。0阶近似模式与刻 度模式的测量原理和方法相同，但是使用了改进的算法对刻度模式得到的数据进行了重新 处理，能够连续快速跟踪氡浓度变化。
先将测氡仪器工作于刻度模式下，在标准氡室中利用较长时间的218Po峰的计数 反推氡浓度，得到刻度因子，这样其相当于一台工作于sniff模式的RAD7测氡仪。再将氡 测量装置切换到0阶近似模式，设置好测量周期和循环次数，开启测氡仪器后，外界的空气 通过一个高效过滤器过滤氡子体后被连续抽入测量室内，然后再排出到外界。测量室内的 氡衰变产生新的子体218Po在强电场作用下就被吸附到半导体探测器表面，218Po进一步 衰变释放的高能α粒子产生的电信号通过能量识别后计数，就可得到218Ρο的浓度，从而 得到氡浓度。测量得到的氡浓度数据，再运用以下具体算法计算，就能快速得到氡浓度。B、计算方法 一、 刻度模式
设外界氡浓度恒定为Ctl，测量室内氡浓度为C(t)，测量室内218ΡΟ的浓度为 〔 ),描叙测量室内氡衰变链的微分方程为 dC(￡)
权利要求
1. 一种采用0阶近似快速测量氡浓度的方法，测氡仪器内设有刻度模式，通过刻度模 式测量方法和计算方法得到刻度因子； 刻度模式测量方法开启测氡仪器，测氡仪器的气泵将外界的空气通过管道和高效过滤器过滤氡子体后连 续抽入测量室内，然后通过排气管再排出到外界，利用30 60分钟的218PO峰的计数反推 氡浓度，得到刻度因子； 刻度模式计算方法设外界氡浓度恒定为Ctl，测量室内氡浓度为C(t)，测量室内218Po的浓度为 Ca(I),描叙测量室内氡衰变链的微分方程为 λ是氡的衰变常数，^是218Ρο的衰变常数；测量室与外界抽气循环到一定时间后， 可以认为C(t)=CQ 式(2)改写为=(3)at初值条件Cfo(O) = O(4)式(3)的解为CaW = QCl(5) 当t足够大时有C^M = C0(6)即可由218Po的浓度反推得到氡的浓度；其特征是测氡仪器内设有0阶近似模式，通过0阶近似模式测量方法和计算方法得到 氡浓度，0阶近似模式测量方法与刻度模式的测量方法相同，但是使用了改进的0阶近似模 式算法对得到的数据进行了重新处理，能够连续快速测量氡浓度变化； 0阶近似模式计算方法设测量周期为τ ；运用0阶近似，第η个测量周期，则测量室内氡浓度为 <i<T 1 = 1..............η(7)使用小干燥管且泵的流率非常高，可以忽略体积延迟，测量室内的氡浓度可用式(7)来 描叙；第η个测量周期，测量室内218Ρο的浓度- 1)Γ+Ι]，测量周期开始时测量室内 218Ρο 的浓度为1)Γ]
全文摘要
一种采用0阶近似快速测量氡浓度的方法，它包括测量和计算。先将测氡仪器工作于刻度模式下，在标准氡室中利用较长时间的218Po峰的计数反推氡浓度，得到刻度因子，这样其相当于一台工作于sniff模式的RAD7测氡仪；再将氡测量装置切换到0阶近似模式，设置好测量周期和循环次数，开启测氡仪器后，外界的空气通过一个高效过滤器过滤氡子体后被连续抽入测量室内，然后再排出到外界；测量室内的氡衰变产生新的子体218Po在强电场作用下就被吸附到半导体探测器表面，218Po进一步衰变释放的高能α粒子产生的电信号通过能量识别后计数，就可得到218Po的浓度，从而得到氡浓度；测量得到的氡浓度数据，再运用具体算法计算，就能快速测量氡浓度变化。
文档编号G01N23/00GK102141527SQ20101060782
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者谭延亮 申请人:衡阳师范学院