总α计数快速测量空气中²²²Rn、²²⁰Rn子体浓度的方法

专利名称：总α计数快速测量空气中²²²Rn、²²⁰Rn子体浓度的方法
技术领域：
本发明涉及一种核辐射探测技术，特别是一种利用总a计数快速测量空气中222Rn^220Rn子体浓度的方法。
背景技术：
近年来，随着人们对222Rn、22°Rn及其子体研究的深入，发现在有的环境中22°Rn及其子体所致剂量不可忽略且其对222Rn及其子体测量造成干扰。由于222Rn、22°Rn的衰变子体的辐射剂量远远高于氡本身，加之22°Rn及其子体的平衡关系随时间、地点是变化的，仅仅根据222Rn^220Rn水平的测量结果来估算222Rn、22°Rn及其子体所产生的剂量是不够的。为了更加准确地评价222Rn、22°Rn的危害，有必要对环境空气中222Rn、22°Rn子体的水平进行同时测量。以往同时测量222Rn、22°Rn子体水平的方法主要有三段法和五段法，此类测量方法属于总a方法，要么测量时间较长，要么测量误差较大。近年来a能谱法区分能量的优点在222Rn和220Rn子体水平测量中得到了运用，实现了空气中222Rn和22°Rn子体水平快速、可靠测量。但是能谱仪价格昂贵，且多道能谱仪的道漂是不可避免的。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种根据222Rn、22°Rn子体放射性衰变特性，对采样后222Rn、22°Rn子体样品的放射性衰变产生的高能a粒子总计数随时间变化的规律进行测量，应用两种不同的测量方法得到222Rn、22°Rn子体浓度。本发明的技术方案是:一种利用a粒子总计数测量空气中222Rn、22°Rn子体的方法，最简便且实用有效的空气中氡子体采样和测量过程，是采用空气采样泵将空气中氡子体采集到滤膜上，然后测 量滤膜上的a衰变总计数，从而计算得到氡子体空气浓度。在222Rn子体衰变链中，有剂量学意义的是RaA(218Po)、RaB(214Pb)、RaC(214Bi)，由于RaC’ (214Po)的半衰期很短，只有164 μ S，因此将RaC’的放射性归结为RaC的放射性；在220Rn 子体衰变链中，有剂量学意义的是 ThB (212Pb)、ThC (212Bi)，将 ThC，(212Po)、ThC’ ’ (208Tl)的放射性归结为ThC(212Bi)的放射性。本测量方法基于以下条件:I)采样过程中222Rn、22°Rn子体浓度和空气采样泵采样流率恒定不变；2)滤膜的过滤效率和自吸收因子均为恒定常数，且不依气溶胶粒径改变，在使用微孔滤膜时，没有自吸收；3)探测器的探测效率为恒定常数，且不依α粒子能量改变，依赖于滤膜具有较小的自吸收和滤膜到探测器距离较小。在222Rn、22°Rn子体采样过程中，滤膜上的氡子体数量随着采样而不断增长，其数量还会由于从母体核素衰变而增加和自身衰变而减少，用下述微分方程组表述:
权利要求
1.一种利用a粒子总计数测量空气中222Rn、22°Rn子体的方法，通过空气采样泵将空气中氡子体采集到滤膜上，然后测量滤膜上的α衰变总计数，从而计算得到氡子体空气浓度；本测量方法基于以下条件: 1)采样过程中222Rn、22°Rn子体浓度和空气采样泵采样流率恒定不变； 2)滤膜的过滤效率和自吸收因子均为恒定常数，且不依气溶胶粒径改变，在使用微孔滤膜时，没有自吸收； 3)探测器的探测效率为恒定常数，且不依α粒子能量改变，依赖于滤膜具有较小的自吸收和滤膜到探测器距离较小； 在222Rn、22°Rn子体采样过程中，滤膜上的氡子体数量随着采样而不断增长，其数量还会由于从母体核素衰变而增加和自身衰变而减少，用下述微分方程组表述:
2.根据权利要求1所述的一种利用a粒子总计数测量空气中222Rn、22°Rn子体的方法，其特征是:用以长时间间隔t1; t2，t3，t4，t5，t6为测量周期取代短时间间隔t为测量周期，时间t1; t2，t3，t4，t5, t6的值分别为10-120分钟，测量周期为6个，其计算方法为: 6个测量周期的计数分别为
全文摘要
一种总α计数快速测量空气中222Rn、220Rn子体浓度的方法，是采用空气采样泵将空气中氡子体采集到滤膜上，然后测量滤膜上的α衰变总计数，从而计算得到氡子体空气浓度。测量周期有两种，分为短时间间隔测量周期和长时间间隔测量周期。以短时间间隔t为测量周期，可以利用大于等于6个测量周期的数据利用非线性拟合或最小二乘法得到开始测量时的滤膜上的222Rn、220Rn子体活度；以长时间间隔t1，t2，t3，t4，t5，t6为测量周期，测量周期为6个，也可以得到开始测量时的滤膜上的222Rn、220Rn子体活度。然后利用放射性衰变规律和采样过程中空气中222Rn、220Rn子体在滤膜上的积累规律，就可以反推得到空气中222Rn、220Rn子体浓度。
文档编号G01T1/00GK103197336SQ20131006970
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者谭延亮, 袁红志 申请人:衡阳师范学院