带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪及校正方法与流程

本发明涉及一种核辐射探测技术，尤其涉及一种带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪及校正方法。

背景技术：

随着核工业和核技术应用产业的高速发展，核探测技术也得到了蓬勃发展。因为γ剂量率仪主要用于对环境空气吸收剂量率的测量，具有工作稳定、便携、灵敏度高等特点，是环境就地辐射剂量监测的一种重要手段，在辐射环境监测、矿渣辐射剂量监测等方面得到广泛的应用。

野外现场γ剂量测量所受干扰因素多，如测量土壤水分含量的影响。在降雨过程中，土壤的孔隙中保存有水分，土壤结构存在一定的孔隙度，空隙中填充水分后改变了土壤的物质组成，当γ射线在通过土壤的过程，散射、光电截面发生变化，使得使其有效作用截面发生变化；当γ射线在通过土壤后，到达地面能谱的结构发生变化，进而影响γ剂量率的测量数值，不能准确反映真实辐射环境。所以测量出来的数据并不准确，如何去除测量时产生的干扰，并能够实时有效的获取到精确的测量数据，是我们需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，结构简单，测量方便，且使测得的数据更加准确可靠的带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪及校正方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪，包括探测器和主机，所述探测器用于探测土壤中放射性核素产生γ射线的空气吸收剂量，所述探测器包括壳体和壳体内的探测头，所述探测头竖直向下，顶部依次设置有光电倍增管和前置放大电路，所述探测头输出端经光电倍增管和前置放大电路后连接主机，所述探测器两侧分别设有一撑杆，所述探测器两侧与撑杆固定连接，且撑杆底部超过探测器底部，撑杆上分别设有一水平的，且能沿撑杆上下滑动的滑杆，所述滑杆下表面分别固定连接一土壤湿度计，所述土壤湿度计的输出端与主机连接。

作为优选：所述主机的输出端连接一pda数据采集器，用于记录采集主机输出的数据。

作为优选：所述探测器时探测晶体尺寸为50×50mm的塑料闪烁体探测器，所述撑杆与滑杆选用金属铝材料制成。

一种带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪及校正方法，包括以下步骤；

(1)模拟获取带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪中，探测器在不同湿度土壤环境中的γ射线计数，根据仪器标定公式转化为空气吸收剂量；

具体方法为：选取一份土壤湿度为0％的土壤样品，插入带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪，获取探测器的γ射线计数，多次增加土壤的含水量至土壤湿度为50％，获取不同含水量状态下的探测器γ射线计数，并由仪器标定公式转化为不同含水量状态下的空气吸收剂量率；

(2)求解不同湿度条件下的校正系数c，

其中，dh为含水量为h时测量得到空气吸收剂量率，ddry为含水量为0％时空气吸收剂量；

(3)以湿度h为横坐标，校正系数c为纵坐标，拟合成含水量与校正系数c关系图，并根据该关系图得出下式

c＝ah+b，(公式2)，

其中a、b为由公式得出的比例系数；

(4)实际测量时，用带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪的里那个土壤湿度计分别获取待测土壤湿度，并求平均值，即为待测土壤实际湿度值dh实，将dh实带入公式(2)计算实际湿度的校正系数c实，再将c实带入公式(1)中计算出实际的空气吸收剂量率ddry实。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将土壤湿度计和探测器结合在一起。一方面，土壤湿度计能调整高度，方便测量，并结合两个土壤湿度计各自的计数计算平均值，以此来减少误差，从而对土壤样品湿度进行同步测量，获取湿度计数。另一方面则是通过探测器对土壤样品进行实时测量，使测量到的吸收剂量率传输到本装置的主机上。最后通过湿度校正方程来对空气吸收剂量率进行实时校正，通过pda数据采集器来对校正完成的数据进行记录采集。

这样的好处是：(1)使得实际测量数据在经过湿度校正后更加准确可靠，符合样品需在干燥的条件下用于比较和判断的要求。

(2)经过湿度修正后，为不同样品的分析减少了参数影响，增加了γ剂量率仪的使用范围。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为含水量与校正系数c的关系图；

图3为实施例2中拟合的含水量与校正系数c关系图；

图4为实施例2中校正前后吸收剂量对比图。

图中：1、壳体；2、探测头；3、光电倍增管；4、前置放大电路；5、撑杆；6、滑杆；7、土壤湿度计；8、pda数据采集器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1和图2，一种带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪，包括探测器和主机，所述探测器用于探测土壤中放射性核素产生γ射线的空气吸收剂量，所述探测器包括壳体1和壳体1内的探测头2，所述探测头2竖直向下，顶部依次设置有光电倍增管3和前置放大电路4，所述探测头2输出端经光电倍增管3和前置放大电路4后连接主机，所述探测器两侧分别设有一撑杆5，所述探测器两侧与撑杆5固定连接，且撑杆5底部超过探测器底部，撑杆5上分别设有一水平的，且能沿撑杆5上下滑动的滑杆6，所述滑杆6下表面分别固定连接一土壤湿度计7，所述土壤湿度计7的输出端与主机连接。所述主机的输出端连接一pda数据采集器8，用于记录采集主机输出的数据，所述探测器时探测晶体尺寸为50×50mm的塑料闪烁体探测器，所述撑杆5与滑杆6选用金属铝材料制成。

本发明主要用于现场探测到土壤中放射性核素产生γ射线的空气吸收剂量，不受现场土壤湿度限制，得到的数据精确、快速。且测量起来非常方便。

其中，将土壤湿度计7和探测器结合在一起，一方面，土壤湿度计7能调整高度，方便在不同环境的现场插入，并进行测量，两个土壤湿度计7的各自的计数计算平均值，以此来减少误差，从而对土壤样品湿度进行同步测量，获取湿度计数。

另一方面，通过探测器对土壤样品进行实时测量，使测量到的吸收剂量率传输到本装置的主机上。

主机获取到湿度数据，以及探测器的数据，结合下面的方法，通过湿度校正方程来对空气吸收剂量率进行实时校正，通过pda数据采集器8来对校正完成的数据进行记录采集。

具体方法如下：

一种带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪及校正方法，具体包括以下步骤：

第一步：获得校正方程；

(1)模拟获取带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪中，探测器在不同湿度土壤环境中的γ射线计数，根据仪器标定公式转化为空气吸收剂量；

具体方法为：选取一份土壤湿度为0％的土壤样品，插入带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪，获取探测器的γ射线计数，多次增加土壤的含水量至土壤湿度为50％，获取不同含水量状态下的探测器γ射线计数，并由仪器标定公式转化为不同含水量状态下的空气吸收剂量率；

(2)求解不同湿度条件下的校正系数c，

其中，dh为含水量为h时测量得到空气吸收剂量率，ddry为含水量为0％时空气吸收剂量；

(3)以湿度h为横坐标，校正系数c为纵坐标，拟合成含水量与校正系数c关系图，并根据该关系图得出下式

c＝ah+b，(公式2)，

其中a、b为由公式得出的比例系数；

第二步：实际测量，并结合校正方程获得实际的空气吸收剂量率；

(4)实际测量时，用带土壤湿度校正的γ吸收剂量率仪的里那个土壤湿度计7分别获取待测土壤湿度，并求平均值，即为待测土壤实际湿度值dh实，将dh实带入公式(2)计算实际湿度的校正系数c实，再将c实带入公式(1)中计算出实际的空气吸收剂量率ddry实。

本发明将土壤湿度计7和探测器结合在一起，根据土壤的湿度来校正探测器实测的值，达到减少误差的目的。

其中，探测器两侧分别设有一个土壤湿度计7，结合两个土壤湿度计7各自的计数计算平均值，以此来减少误差。

首先需要计算不同湿度条件下的校正系数c，先模拟实验，根据土壤湿度为0％-50％，获得不同湿度条件下的的校正系数c，并拟合含水量与校正系数c关系图，根据关系图得到校正公式，实测时，只需要根据实测的湿度来修正探测器探测的数值即可。最后通过pda数据采集器8来对校正完成的数据进行记录采集。本发明结构简单，便于携带，且实时测量的数据精确。

实施例2：

参见图3和图4，选用某地的一份土壤进行模拟实验，水分环境分别为0,10％,20％,30％和40％,测量在不同湿度下的空气吸收剂量率。

由图可以看出，随着湿度增加，吸收剂量减小由269ngy/h，减少到在40％水分是178ngy/h。通过校正后，同干燥时候最大误差为3.2％。其测量数值比较如下表1：

表1：校正前后测量数值比