CN104536031A - 一种痕量放射性气体核素活度测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种痕量放射性气体核素活度测量方法及装置，放射性气体核素样品充入中空的充气式β探测器中，采用充气式β探测器高效探测放射性气体核素β射线或内转换电子，采用γ探测器高分辨测量γ或χ射线，采用β-γ符合技术降低系统本底，本发明解决了痕量氙同位素活度的高分辨、高灵敏探测的技术难题。

Description

一种痕量放射性气体核素活度测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种痕量放射性气体核素活度测量方法及装置，属低水平放射性测量范畴，尤其是能提高放射性气体核素活度测量的探测灵敏度。

背景技术

随着国内外核电站数量的逐渐增加，核设施发生异常释放或事故，会造成放射性气体(主要是惰性气体)泄漏到大气中，带来了新的环境监测问题，由于这些放射性气体在大气中扩散稀释并不断衰变，大气中放射性氙活度很低，因此，开展痕量放射性放射性气体活度测量，提高气体核素活度测量探测灵敏度，可为核事故预警、应急和评估提供宝贵数据，对保护公众、保护环境辐射安全起到积极的作用。

文献“CTBT惰性气体氙样品中放射性氙同位素活度测量方法”(核电子学与探测技术，2011，第31卷第2期)介绍了采用塑料闪烁体β探测器和NaI(Tl)γ探测器符合测量氙同位素活度的方法，但由于NaI(Tl)探测器能量分辨率差，能量容易随温度漂移等缺点，使得样品中各同位素之间相互干扰，从而造成探测灵敏度和准确度下降，核素识别能力弱，所以如果能建立一种γ射线能量高分辨高的符合测量方法，直接对符合γ能谱进行解谱，而不用相互扣除，可大大提高样品活度测量的准确度和灵敏度。

发明内容

本发明目的是提供一种痕量放射性气体核素活度测量方法及装置，其解决了现有符合测量多种组分放射性气体核素需要相互干扰扣除的技术难题，可实现放射性气体核素高灵敏度、高准确度探测。

本发明的技术解决方案是：

一种痕量放射性气体核素活度测量装置，所述测量装置为β-γ符合测量系统，所述β-γ符合测量系统包括β探测器、γ探测器和符合电路，所述β探测器、γ探测器设置在铅屏蔽内；其特殊之处在于：

所述β探测器为充气式β探测器，其包括底部、筒体、光电倍增管、充气管路及阀门；所述底部和光电倍增管分别位于筒体两端并与筒体共同形成一密闭容器，所述底部和筒体的材料为探测材料，所述充气管路通过设置在筒体侧壁上的通孔与筒体相连通，用于充入样品气体；所述阀门设置在充气管路上，所述底部及筒体外还设置有反光层，所述充气式探测器的最外侧还包裹有避光层；

所述γ探测器为HPGe探测器；

所述充气式β探测器设置底部的一端朝下放置在HPGe探测器上；

所述充气式β探测器的信号输出及HPGe探测器的输出信号分别送入符合电路，得到β-γ符合谱及γ探测器原始谱。

上述符合电路包括依次连接的第一主放大器、单道分析器、门和延迟产生器及第一多道分析器，β探测器的探测信号依次经过第一主放大器、单道分析器、门和延迟产生器及第一多道分析器作为第一多道分析器的门控信号；

所述符合电路还包括第二主放大器第二多道分析器，γ探测器的探测信号经第二主放大器分别进入第一多道分析器及第二多道分析器，第一多道分析器产生β信号开门的符合谱，第二多道分析器产生γ探测器原始谱。

上述光电倍增管的形状为圆柱形，所述筒体为与光电倍增管形状相匹配的空心圆柱，所述底部为形状与筒体相匹配的圆片。

上述底部的外径为50mm，壁厚5mm；

所述圆筒的直径为50mm，厚度为2mm；

所述密闭容器空间体积为13mL。

还包裹在底部外表面的反光层为镜面反射层，包裹在筒体外的反光层为漫反射层，所述镜面反射层为铝箔或ESR高反射率镜面反射膜，所述漫反射层为聚四氟乙烯膜，所述避光层的材料为黑胶带或铝。

利用上述的装置进行痕量放射性气体核素活度测量的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】将放射性气体充入中空的充气式塑料闪烁体探测器1中，样品发出的β射线由充气式β探测器1测量，γ射线由HPGe探测器2探测；

2】装置参数调节：调节符合电路的参数，卡掉噪声确保信号正常，并使β信号和γ信号在时间上一致；

3】测量获得γ原始谱和β-γ符合谱；

4】解谱获得β射线效率刻度、γ射线效率刻度，具体如下：

4.1】β射线效率刻度

采用下式刻度β射线探测效率：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}=\frac{n_{\mathrm{\γc}}}{n_{\mathrm{\γ}}\·P_{\mathrm{\β}}}$

式中，n_γ为原始谱γ射线峰计数率，

n_γc为符合谱γ射线峰计数率，

P_β为β射线发射几率；

4.2】γ射线效率刻度

γ射线探测效率采用密度仅为0.02g/cm³的泡沫颗粒球制备的单能标准源刻度，该标准源几何尺寸和材料与β探测器相同；

5】活度计算

利用β射线效率刻度、γ射线效率刻度计算放射性气体核素活度。

上述步骤4】还包括β射线自吸收校正因子确定的步骤，具体为：

1)计算载气与样品气成分相同时，单一组分的样品气对β射线的吸收校正因子，具体步骤如下：

1.1)在β-γ符合系统中，样品气定量充入β探测器中，获取符合谱和原始谱，按照公式(1)计算此时β射线效率；

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}=\frac{n_{\mathrm{\γc}}}{n_{\mathrm{\γ}}\·P_{\mathrm{\β}}}---\left(1\right)$

式中，n_γ为原始谱γ射线峰计数率；

n_γc为符合谱γ射线峰计数率；

P_β为β射线发射几率，

1.2)再定量充入相同成分的载气，获取符合谱和原始谱，计算此时的β射线效率；

1.3)重复上述步骤1.2)，获取不同载气量下的β射线效率；

1.4)通过公式(2)拟合得到不同载气量对应β射线效率：

ε′_β＝e^a·V+b   (2)

式中，V为充入β探测器中的气体量；a和b为线性拟合系数；

当公式(2)中V为零时，即没有吸收时β射线探测效率ε_β0；

1.5)计算不同含量的单一组分的样品气自吸收系数校正因子为：

$K_1=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}0}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}^{\′}}=e^{h\·V+i}---\left(3\right)$

式中，h和i为线性拟合系数；

2)计算载气与样品气成分不同时，不同含量的单一载气对β射线的吸收校正因子，具体步骤如下：

2.1)在β-γ符合系统中，将样品气充入β探测器中，获取符合谱和原始谱，按照公式(1)计算此时β射线效率ε_βs；

2.2)再定量充入载气，其中的载气的成分与样品气不同，获取符合谱和原始谱，利用公式(1)计算此时的β射线效率；

2.3)重复上述步骤2.2)，获取不同载气量下的β射线效率；

2.4))通过公式(4)拟合得到不同载气量对应β射线效率：

ε"_β＝e^{a′·V′+b′}   (4)

式中，Vˊ为充入β探测器中的载气的量；aˊ和bˊ为线性拟合系数；

当公式(4)中Vˊ为零时，即没有该载气吸收时β射线探测效率ε_βs；

2.5)通过下式(5)拟合得到该载气不同含量对应的校正因子；

$K_2=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\βs}}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}^{\′\′}}=e^{j\·V^{\′}+k}---\left(5\right)$

式中，j和k为线性拟合系数；

3)当实际样品测量中含有多种载气时，按照步骤2)的方法计算得到不同的单一载气对β射线的吸收校正因子，根据各载气含量计算各自校正因子K_n，n为大于1的自然数，，将样品气的校正因子与各载气的校正因子相乘得到测量该样品时的校正因子，

K＝K₁·K₂…K_n。

8、根据权利要求7所述活度测量的方法，其特征在于：

采用下式计算放射性气体核素活度：

$A=\frac{n_{\mathrm{\γc}}\·k}{P_{\mathrm{\β}}\·P_{\mathrm{\γ}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}0}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\γ}}}$

式中，P_γ为γ射线发射几率；

ε_γ为γ射线探测效率。

上述步骤2】具体为：用示波器观测β探测器和γ探测器信号，调节放大器成型时间、放大倍数和单道下阈，确保信号正常以及卡掉噪声，调节延迟时间和门控宽度并用示波器观测，确保β信号和γ信号在时间上一致；

上述步骤3】具体为：为充气式β探测器提供高压电源，为HPGe探测器提供高压电源，充气式β探测器获取的β射线信号经第一放大器放大成型进入单道分析器进行下阈甄别；然后进入门和延迟产生器中对信号延迟和展宽，然后作为门信号进入第一多道分析器；HPGe探测器信号经第二放大器放大成型分两路进入多道分析器中；其中，第一多道分析器获取的是塑料闪烁体信号开门的样品符合γ能谱，第二多道分析器获取的是样品的原始γ能谱。

本发明具有的有益效果：

1、本发明将塑料闪烁体探测器和HPGe探测器相对放置，采用β-γ符合技术测量放射性气体核素活度，样品发出的β射线由β探测器测量，γ射线由HPGe探测器探测，只有β射线和γ射线同时探测到时才在符合谱中记录该信号，这样可大大降低系统的本底，提高探测灵敏度，从而探测痕量放射性气体核素活度。

2、塑料闪烁体探测器为中空的圆柱体结构，既是β探测器又是承载气体样品的源盒，又实现了β射线的高效探测。

3、利用符合谱γ峰计数率比原始谱γ峰计数率刻度的塑料闪烁体探测器对β射线的探测效率，提高了β射线探测效率的准确度。

附图说明

图1为本发明用于痕量放射性气体核素活度测量的β-γ符合装置示意图；

图2为中空充气式塑料闪烁体探测器装配前结构示意图；

图3为中空充气式塑料闪烁体探测器装配后结构示意图；

图4为中空充气式塑料闪烁体探测器封装后结构示意图；

图5为β-γ符合获取的¹³³Xe样品的原始γ能谱和符合γ能谱；

图6β射线自吸收校正因子与载气氙气含量的关系；

图7β射线自吸收校正因子与载气氮气含量的关系；

图8β射线自吸收校正因子与载气氦气含量的关系；

图9为现有符合系统形成的β-γ符合二维能谱；

其中1—充气式β探测器；2—HPGe探测器；3—铅屏蔽；4—液氮杜瓦瓶；5—阀门；6—充气管路；7-1—第一高压；7-2—第二高压；8-1—第一主放大器；8-2—第二主放大器；9—单道分析器；10—门和延迟产生器；11-1—第一多道分析器；11-2—第二多道分析器；12—底部；13—筒体；14—光电倍增管；15—高压接口；16—信号接口；17—镜面反射膜；18—漫反射膜；19—避光层；20—¹³³Xe原始γ能谱；21—¹³³Xe符合γ能谱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做详细说明：

图1-图4为本发明的装置及组成部件的结构图，如图所示，本发明测量装置为β-γ符合测量系统，β-γ符合测量系统包括充气式β探测器1、γ探测器、液氮杜瓦瓶4和符合电路，充气式β探测器、γ探测器设置在铅屏蔽3内，充气式β探测器包括底部12、筒体13、光电倍增管14、充气管路6及阀门5；底部和光电倍增管分别位于筒体两端与筒体共同形成一密闭容器，底部和筒体的材料为探测材料，充气管路通过设置在筒体侧壁上的通孔与筒体相连通，阀门设置在充气管路上，底部及筒体外还设置有反光层，充气式探测器的最外侧还包裹有避光层，γ探测器为HPGe探测器2，充气式β探测器设置底部的一端放置在HPGe探测器上，符合电路与充气式β探测器的信号输出端及HPGe探测器的信号输出端连接得到β-γ符合谱及γ原始谱。

以上为本发明基本结构的描述，该结构将现有符合测量系统中的NaI(Tl)探测器换做HPGe探测器，同时涉及一种新型的充气式β探测器，使得充气式β探测器与HPGe探测器之间能够达到很好的匹配，从而解决现有符合测量系统探测器能量分辨率差，能量容易随温度漂移等缺点，使得样品中各同位素之间相互干扰，从而造成探测灵敏度和准确度下降，核素识别能力弱的问题，具体陈述如下：

现有符合系统同时获取β能谱和γ能谱，形成β-γ符合二维能谱见图9，本发明的能谱见图5。由于NaI能量分辨率差，γ峰不能很好地分开，存在相互干扰，因此通过划分感兴趣区的方法，计算感兴趣区面积计算氙同位素活度，如果能量发生漂移，那么就会造成感兴趣区不是对应氙同位素的区域，使得活度准确度降低甚至错误。本发明的能谱相对简单，同位素在能谱中为分离的γ峰，很容易通过γ谱解谱软件进行计算。

进一步的，本发明的符合电路包括依次连接的第一主放大器8-1、单道分析器9、门和延迟产生器10及第一多道分析器11-1，β探测器的探测信号依次经第一主放大器8-1、单道分析器9、门和延迟产生器10及第一多道分析器11-1作为第一多道分析器11-1的门控信号；符合电路还包括第二主放大器8-2第二多道分析器11-2，γ探测器的探测信号经第二主放大器分别进入第一多道分析器及第二多道分析器，第一多道分析器产生β信号开门的符合谱，第二多道分析器产生γ探测器原始谱。

本发明的符合电路与现有符合电路的区别在于：现有装置为β探测器和γ探测器信号均经前置放大器、主放大器后同时获取β和γ能谱，形成β-γ符合二维能谱。本发明电路，β探测器信号只作为门信号，不获取能谱，相对简单稳定。

另外，本发明β探测器的底部及筒体的形状不一定是圆的，别的形状也可以，但是现在光电倍增管一般是圆形，为方便匹配，本发明的底部形状可选圆形，筒体的形状可选圆柱形，除此之外，圆形的探测效率也高。

进一步的，本发明对反光层进行了差别设计，在底部外包裹的反射层为镜面反射层，以使荧光高效向对面设置的光电倍增管方向反射；在在筒体外包裹的反射层为漫反射层，其优点是通过多次漫反射，使荧光尽可能反射进入光电倍增管。

进一步的，本发明充气管路材料为不锈钢、铝或铜，镜面反射膜为铝箔或ESR高反射率镜面反射膜，厚度为200μm，对γ射线吸收极小，其中ESR高反射率镜面反射膜反射率达到99％，保证在塑料闪烁体中产生的荧光反射进入光电倍增管；漫反射膜为聚四氟乙烯膜，反射率达到98％，避光材料为黑胶带或铝。所选的反射和避光材料原子序数均较低，减小了符合测量中其对γ射线的吸收。

再进一步的，申请人为了满足较大体积样品测量并进一步提高探测效率，对本发明的结构尺寸进行了进一步的优化，具体是：筒体外径为50mm，与光电倍增管光阴极匹配，直接用硅油耦合连接，壁厚5mm，提高荧光收集效率；探测材料侧壁上的通孔为2mm；底部直径为50mm，厚度为2mm，可减小其对γ射线的吸收；密闭容器空间体积为13mL，可满足较大体积样品测量。另外长径比不太好限定，体积是可以做大的，做大了效率会有所降低，太小不太容易加工。

利用本发明的装置进行痕量放射性气体核素活度测量的方法，包括以下步骤：

1、按照图1，充气式塑料闪烁体探测器1和HPGe探测器2相对放置，建立气体核素活度β-γ符合测量系统；

2、样品打开阀门5，放射性气体核素样品由充气管路6充入塑料闪烁体探测器1中；

】建立气体核素活度β-γ符合测量系统，充气式β探测器和γ探测器相对放置，放射性气体样品充入充气式β探测器中，采用充气式β探测器高效探测放射性气体核素β射线或内转换电子，采用γ探测器测量γ或χ射线，β探测器信号作为门控信号，γ探测器信号分两路进入两路多道分析器，一路获取γ探测器原始谱，另一路获取β信号开门的符合谱；

3、信号获取过程为：由高压7-1为塑料闪烁体探测器1提供高压电源，高压7-2为HPGe探测器2提供高压电源。塑料闪烁体探测器1获取的β射线信号经放大器8-1放大成型进入单道分析器9进行下阈甄别；然后进入门和延迟产生器10中对信号延迟和展宽，然后作为门信号进入多道分析器11-1；HPGe探测器2信号经放大器8-2放大成型分两路进入多道分析器11-1和11-2中；其中，多道分析器11-1获取的是塑料闪烁体信号开门的样品符合γ能谱，多道分析器11-2获取的是样品的原始γ能谱；

4、装置性能参数调节：用示波器观测塑料闪烁体探测器1和HPGe探测器2信号，调节放大器8-1和8-2成型时间、放大倍数和单道分析器9下阈等参数，确保信号正常以及卡掉噪声。调节门和延迟产生器10的延迟时间和门控宽度并用示波器观测，确保β信号和γ信号在时间上一致；

5、效率刻度：

5.1β射线效率刻度

采用下式刻度β射线探测效率：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}=\frac{n_{\mathrm{\γc}}}{n_{\mathrm{\γ}}\·P_{\mathrm{\β}}}$

式中，n_γ为原始谱γ射线峰计数率；

n_γc为符合谱γ射线峰计数率；

P_β为β射线发射几率。

5.2γ射线效率刻度

γ射线探测效率采用密度仅为0.02g/cm³的泡沫颗粒球制备的单能标准源刻度，该标准源几何尺寸和材料与β探测器相同。

6、β射线自吸收校正：

实验测定不同载气含量时，β射线自吸收校正因子k，具体步骤如下：

1)计算载气与样品气成分相同时，单一组分的样品气对β射线的吸收校正因子，具体步骤如下：

1.1)在β-γ符合系统中，样品气定量充入β探测器中，获取符合谱和原始谱，按照公式(1)计算此时β射线效率；

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}=\frac{n_{\mathrm{\γc}}}{n_{\mathrm{\γ}}\·P_{\mathrm{\β}}}---\left(1\right)$

式中，n_γ为原始谱γ射线峰计数率；

n_γc为符合谱γ射线峰计数率；

P_β为β射线发射几率，

1.2)再定量充入相同成分的载气，获取符合谱和原始谱，计算此时的β射线效率；

1.3)重复上述步骤1.2)，获取不同载气量下的β射线效率；

1.4)通过公式(2)拟合得到不同载气量对应β射线效率：

ε′_β＝e^a·V+b   (2)

式中，V为充入β探测器中的气体量；a和b为线性拟合系数；对上式两边取对数ln(ε_β)＝a·V+b，那么得到一个线性方程，多次用注射器充入载气，那么得到一系列的V和ln(ε_β)，直接对这些数进行线性拟合即可。

当公式(2)中V为零时，即没有吸收时β射线探测效率ε_β0；

1.5)计算不同含量的单一组分的样品气自吸收系数校正因子为：

$K_1=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}0}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}^{\′}}=e^{h\·V+i}---\left(3\right)$

式中，h和i为线性拟合系数；

2)计算载气与样品气成分不同时，不同含量的单一载气对β射线的吸收校正因子，具体步骤如下：

2.1)在β-γ符合系统中，将样品气充入β探测器中，获取符合谱和原始谱，按照公式(1)计算此时β射线效率ε_βs；

2.2)再定量充入载气，其中的载气的成分与样品气不同，获取符合谱和原始谱，利用公式(1)计算此时的β射线效率；

2.3)重复上述步骤2.2)，获取不同载气量下的β射线效率；

2.4))通过公式(4)拟合得到不同载气量对应β射线效率：

ε″_β＝e^{a′·V′+b′}   (4)

式中，Vˊ为充入β探测器中的载气的量；aˊ和bˊ为线性拟合系数；

当公式(4)中Vˊ为零时，即没有该载气吸收时β射线探测效率ε_βs；

2.5)通过下式(5)拟合得到该载气不同含量对应的校正因子；

$K_2=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\βs}}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}^{\′\′}}=e^{j\·V^{\′}+k}---\left(5\right)$

式中，j和k为线性拟合系数；

3)当实际样品测量中含有多种载气时，按照步骤2)的方法计算得到不同的单一载气对β射线的吸收校正因子，根据各载气含量计算各自校正因子K_n，n为大于1的自然数，，将样品气的校正因子与各载气的校正因子相乘得到测量该样品时的校正因子，

K＝K₁·K₂…K_n

7、活度计算：

采用下式计算放射性气体核素活度：

$A=\frac{n_{\mathrm{\γc}}\·k}{P_{\mathrm{\β}}\·P_{\mathrm{\γ}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}0}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\γ}}}$

式中，P_γ为γ射线发射几率；

ε_γ为γ射线探测效率。

8、实施实例：

利用建立的β-γ符合系统测量了¹³³Xe气体样品，该样品的测量的符合谱21和原始谱20示于图5。从图5看出，采用符合方法可大大降低了系统的本底，突出了峰信号；利用符合谱21和原始谱20得到的¹³³Xe活度仅差1.4％，验证了该方法的准确性。

Claims (10)

1.一种痕量放射性气体核素活度测量装置，所述测量装置为β-γ符合测量系统，所述β-γ符合测量系统包括β探测器、γ探测器和符合电路，所述β探测器、γ探测器设置在铅屏蔽内；

其特征在于：

所述β探测器为充气式β探测器，其包括底部、筒体、光电倍增管、充气管路及阀门；所述底部和光电倍增管分别位于筒体两端并与筒体共同形成一密闭容器，所述底部和筒体的材料为探测材料，所述充气管路通过设置在筒体侧壁上的通孔与筒体相连通，用于充入样品气体；所述阀门设置在充气管路上，所述底部及筒体外还设置有反光层，所述充气式探测器的最外侧还包裹有避光层；

所述γ探测器为HPGe探测器；

所述充气式β探测器设置底部的一端朝下放置在HPGe探测器上；

所述充气式β探测器的信号输出及HPGe探测器的输出信号分别送入符合电路，得到β-γ符合谱及γ探测器原始谱。

2.根据权利要求1所述的痕量放射性气体核素活度测量装置，其特征在于：

所述符合电路包括依次连接的第一主放大器、单道分析器、门和延迟产生器及第一多道分析器，β探测器的探测信号依次经过第一主放大器、单道分析器、门和延迟产生器及第一多道分析器作为第一多道分析器的门控信号；

所述符合电路还包括第二主放大器第二多道分析器，γ探测器的探测信号经第二主放大器分别进入第一多道分析器及第二多道分析器，第一多道分析器产生β信号开门的符合谱，第二多道分析器产生γ探测器原始谱。

3.根据权利要求1或2所述的痕量放射性气体核素活度测量装置，其特征在于：

所述光电倍增管的形状为圆柱形，所述筒体为与光电倍增管形状相匹配的空心圆柱，所述底部为形状与筒体相匹配的圆片。

4.根据权利要求3所述的痕量放射性气体核素活度测量装置，其特征在于：

所述底部的外径为50mm，壁厚5mm；

所述圆筒的直径为50mm，厚度为2mm；

所述密闭容器空间体积为13mL。

5.根据权利要求4所述的痕量放射性气体核素活度测量装置，其特征在于：

包裹在底部外表面的反光层为镜面反射层，包裹在筒体外的反光层为漫反射层，所述镜面反射层为铝箔或ESR高反射率镜面反射膜，所述漫反射层为聚四氟乙烯膜，所述避光层的材料为黑胶带或铝。

6.利用权利要求1-5之一所述的装置进行痕量放射性气体核素活度测量的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1】将放射性气体充入中空的充气式塑料闪烁体探测器1中，样品发出的β射线由充气式β探测器1测量，γ射线由HPGe探测器2探测；

2】装置参数调节：调节符合电路的参数，卡掉噪声确保信号正常，并使β信号和γ信号在时间上一致；

3】测量获得γ原始谱和β-γ符合谱；

4】解谱获得β射线效率刻度、γ射线效率刻度，具体如下：

4.1】β射线效率刻度

采用下式刻度β射线探测效率：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}=\frac{n_{\mathrm{\γc}}}{n_{\mathrm{\γ}}\·P_{\mathrm{\β}}}$

式中，n_γ为原始谱γ射线峰计数率，

n_γc为符合谱γ射线峰计数率，

P_β为β射线发射几率；

4.2】γ射线效率刻度

γ射线探测效率采用密度仅为0.02g/cm³的泡沫颗粒球制备的单能标准源刻度，该标准源几何尺寸和材料与β探测器相同；

5】活度计算

利用β射线效率刻度、γ射线效率刻度计算放射性气体核素活度。

7.根据权利要求6所述活度测量的方法，其特征在于：

所述步骤4】还包括β射线自吸收校正因子确定的步骤，具体为：

1)计算载气与样品气成分相同时，单一组分的样品气对β射线的吸收校正因子，具体步骤如下：

1.1)在β-γ符合系统中，样品气定量充入β探测器中，获取符合谱和原始谱，按照公式(1)计算此时β射线效率；

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}=\frac{n_{\mathrm{\γc}}}{n_{\mathrm{\γ}}\·P_{\mathrm{\β}}}---\left(1\right)$

式中，n_γ为原始谱γ射线峰计数率；

n_γc为符合谱γ射线峰计数率；

P_β为β射线发射几率，

1.2)再定量充入相同成分的载气，获取符合谱和原始谱，计算此时的β射线效率；

1.3)重复上述步骤1.2)，获取不同载气量下的β射线效率；

1.4)通过公式(2)拟合得到不同载气量对应β射线效率：

ε′_β＝e^a·V+b   (2)

式中，V为充入β探测器中的气体量；a和b为线性拟合系数；

当公式(2)中V为零时，即没有吸收时β射线探测效率ε_β0；

1.5)计算不同含量的单一组分的样品气自吸收系数校正因子为：

$K_1=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}0}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}^{\′}}=e^{h\·V+i}---\left(3\right)$

式中，h和i为线性拟合系数；

2)计算载气与样品气成分不同时，不同含量的单一载气对β射线的吸收校正因子，具体步骤如下：

2.1)在β-γ符合系统中，将样品气充入β探测器中，获取符合谱和原始谱，按照公式(1)计算此时β射线效率ε_βs；

2.2)再定量充入载气，其中的载气的成分与样品气不同，获取符合谱和原始谱，利用公式(1)计算此时的β射线效率；

2.3)重复上述步骤2.2)，获取不同载气量下的β射线效率；

2.4))通过公式(4)拟合得到不同载气量对应β射线效率：

ε″_β＝e^a·V+b   (4)

式中，Vˊ为充入β探测器中的载气的量；aˊ和bˊ为线性拟合系数；

当公式(4)中Vˊ为零时，即没有该载气吸收时β射线探测效率ε_βs；

2.5)通过下式(5)拟合得到该载气不同含量对应的校正因子；

$K_2=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\βs}}}{{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}}^{\′\′}}=e^{j\·V^{\′}+k}---\left(5\right)$

式中，j和k为线性拟合系数；

3)当实际样品测量中含有多种载气时，按照步骤2)的方法计算得到不同的单一载气对β射线的吸收校正因子，根据各载气含量计算各自校正因子K_n，n为大于1的自然数，，将样品气的校正因子与各载气的校正因子相乘得到测量该样品时的校正因子，

K＝K₁·K₂…K_n。

8.根据权利要求7所述活度测量的方法，其特征在于：

采用下式计算放射性气体核素活度：

$A=\frac{n_{\mathrm{\γc}}\·k}{P_{\mathrm{\β}}\·P_{\mathrm{\γ}}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\β}0}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{\γ}}}$

式中，P_γ为γ射线发射几率；

ε_γ为γ射线探测效率。

9.根据权利要求6所述活度测量的方法，其特征在于：

所述步骤2】具体为：用示波器观测β探测器和γ探测器信号，调节放大器成型时间、放大倍数和单道下阈，确保信号正常以及卡掉噪声，调节延迟时间和门控宽度并用示波器观测，确保β信号和γ信号在时间上一致。

10.根据权利要求6所述活度测量的方法，其特征在于：

所述步骤3】具体为：为充气式β探测器提供高压电源，为HPGe探测器提供高压电源，充气式β探测器获取的β射线信号经第一放大器放大成型进入单道分析器进行下阈甄别；然后进入门和延迟产生器中对信号延迟和展宽，然后作为门信号进入第一多道分析器；HPGe探测器信号经第二放大器放大成型分两路进入多道分析器中；其中，第一多道分析器获取的是塑料闪烁体信号开门的样品符合γ能谱，第二多道分析器获取的是样品的原始γ能谱。