CN109307881B - 测量222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的装置及方法 - Google Patents

测量222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的装置及方法 Download PDF

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Abstract

测量222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的装置及方法，测量室通过螺钉固定在底板上，固体径迹探测器分别粘贴在测量室的第一腔室及第二腔室内的底板上，固体径迹探测器的表面上覆盖一片铝膜，铝膜及测量腔内壁导电层通过导线与高压模块连接，高压模安装在第三腔室内。测量时，通过高压模块对第一腔室及第二腔室提供电压，在第一腔室第二腔室整个腔室的导电层与固体核径迹探测器表面之间形成高压静电场，使得进入第一腔室内的222Rn、220Rn带正电的子体向固体核径迹探测器表面漂移，通过测量室的第三腔室进入第二腔室内的220Rn带正电的子体向固体核径迹探测器表面漂移，利用小腔室和固体核径迹探测器消除温湿度效应，提高探测效率。

Description

测量222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的装置及方法
技术领域
本发明涉及核辐射探测技术领域，特别是一种采用静电收集与固体径迹探测器同步测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的测量装置及测量方法。
背景技术
环境空气中222Rn、220Rn是人体所受天然辐射的主要来源，对人体呼吸系统辐射是导致肺癌的重要原因。传统的主动式测量方法一般是对空气采样，然后通过能谱分析法来分别得到空气中222Rn、220Rn的浓度。该方法准确快速，但是只能反映采样时间段的数据，不能得到长时间的平均数据。传统的被动式测量方法一般是采用固体核径迹探测器来测量空气中的222Rn、220Rn长时间的平均浓度。由于其成本低，得到了广泛应用。但是其探测灵敏度低，导致统计涨落误差较大。利用静电收集及固体径迹探测器同步测量222Rn、220Rn浓度可以提高探测灵敏度。但是静电收集效率受温湿度影响较大，导致探测效率受温室度影响较大。
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采用静电收集与固体径迹探测器同步测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的测量装置及测量方法。
本发明的技术方案是：测量222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的装置，包括测量室、底板、固体径迹探测器、铝膜及高压模块。
所述的测量室包括第一腔室、第二腔室及第三腔室，第一腔室的内壁及第二腔室的内壁设有导电层。
第一腔室的壁板上设有第一通气孔，第一通气孔与外界环境相通，第一通气孔内设有第一海绵体堵头，第一腔室与第三腔室之间设有第二通气孔，第二通气孔内设有第二海绵体堵头，第二腔室与第三腔室之间设有第三通气孔，第三通气孔上粘贴有薄膜片，高压模块安装在第三腔室内。
测量室通过螺钉固定在底板上，测量室与底板的结合面设有密封垫，固体径迹探测器分别粘贴在第一腔室及第二腔室内的底板上，固体径迹探测器的表面上覆盖一片铝膜，第一腔室及第二腔室内铝膜上的导线分别穿过第一腔室及第二腔室与第三腔室之间的壁板与高压模块的负极连接，铝膜上的导线与壁板之间采用密封胶密封，第一腔室及第二腔室内的导电层与高压模块的正极连接。
为了消除温湿度效应，提高探测效率，上述第一腔室及第二腔室采用小腔室，第一腔室及第二腔室的腔室高度为3-8cm，腔室体积为10-50cm3。
采用上述测量装置同步测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的方法如下：
A、由于第一海绵体堵头的疏松性，外界环境的222Rn、220Rn通过第一海绵体堵头进入第一腔室，再通过第二海绵体堵头进入第三腔室，由于进入第三腔室的222Rn的半衰期较长，能够通过薄膜片进入第二腔室，而220Rn由于半衰期很短，被薄膜片阻挡，不能进入第二腔室，220Rn的长寿命子体也会在通往第二腔室的途中由于附壁效应吸附在薄膜片上，不能进入第二腔室。
B、通过高压模块对第一腔室及第二腔室提供电压，在第一腔室第二腔室整个腔室的导电层与固体核径迹探测器表面之间形成高压静电场，使得进入第一腔室内的222Rn、220Rn带正电的子体向固体核径迹探测器表面漂移，进入第二腔室内的222Rn带正电的子体向固体核径迹探测器表面漂移，通过采用小腔室和固体核径迹探测器在测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应，提高探测效率。
本发明进一步的技术方案是：当第一腔室及第二腔室的腔室高度为3-8cm，而腔室体积大于50 cm3时，采用复数个固体核径迹探测器来进行测量，复数个固体核径迹探测器分别均匀分布在第一腔室及第二腔室内，第一腔室内覆盖在固体核径迹探测器上的铝膜通过导线串联后再与高压模块负极连接，第二腔室内覆盖在固体核径迹探测器上的铝膜通过导线串联后再与高压模块负极连接。
固体核径迹探测器的数量根据腔室体积大小确定，在测量室腔室体积为10-50cm3的基础上，每增加30-50 cm3增加一个固体核径迹探测器。
其测量方法与采用一个固体核径迹探测器的测量方法相比，不同的是，采用复数个固体核径迹探测器进行测量，测量过程一样。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明提供的测量装置结构简单，测量过程方便快捷，利用小腔室和固体核径迹探测器在测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应，提高探测效率。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
附图1为实施例一中的测量装置结构示意图；
附图2为附图1的A-A剖视图；
附图3为附图1的B-B剖视图；
附图4为实施例二中的测量装置结构示意图。
具体实施方式
实施例一、测量222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的装置，包括测量室1、底板2、固体径迹探测器3、铝膜4及高压模块9。
所述的测量室包括第一腔室1-1、第二腔室1-2及第三腔室1-3，第一腔室1-1的内壁及第二腔室1-2的内壁设有导电层1-1-1和导电层1-2-1。
第一腔室1-1的壁板上设有第一通气孔1-1-2，第一通气孔1-1-2与外界环境相通，第一通气孔1-1-2内设有第一海绵体堵头5，第一腔室1-1与第三腔室1-3之间设有第二通气孔1-1-3，第二通气孔1-1-3内设有第二海绵体堵头6，第二腔室1-1与第三腔室1-3之间设有第三通气孔1-2-2，第三通气孔1-2-2上粘贴有薄膜片7，高压模块9安装在第三腔室1-3内。
测量室1通过螺钉固定在底板2上，测量室1与底板2的结合面设有密封垫8，固体径迹探测器3分别粘贴在第一腔室1-1及第二腔室1-2内的底板2上，固体径迹探测器3的表面上覆盖一片铝膜4，第一腔室1-1及第二腔室1-2内铝膜4上的导线分别穿过第一腔室1-1及第二腔室1-2与第三腔室1-3之间的壁板与高压模块9的负极连接，铝膜4上的导线与壁板之间采用密封胶密封，第一腔室1-1及第二腔室1-2内的导电层1-1-1及1-2-1与高压模块9的正极连接。
为了消除温湿度效应，提高探测效率，上述第一腔室1-1及第二腔室1-2采用小腔室，第一腔室1-1及第二腔室1-2的腔室高度为3-8cm，腔室体积为20cm3。
采用上述测量装置同步测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的方法如下：
A、由于第一海绵体堵头5的疏松性，外界环境的222Rn、220Rn通过第一海绵体堵头5进入第一腔室1-1，再通过第二海绵体堵头6进入第三腔室1-3，由于进入第三腔室1-3的222Rn的半衰期较长，能够通过薄膜片7进入第二腔室1-2，而220Rn由于半衰期很短，被薄膜片7阻挡，不能进入第二腔室1-2，220Rn的长寿命子体也会在通往第二腔室1-2的途中由于附壁效应吸附在薄膜片7上，不能进入第二腔室1-2。
B、通过高压模块对第一腔室1-1及第二腔室1-2提供电压，在第一腔室1-1第二腔室1-2整个腔室的导电层与固体核径迹探测器3表面之间形成高压静电场，使得进入第一腔室1-1内的222Rn、220Rn带正电的子体向固体核径迹探测器3表面漂移，进入第二腔室1-2内的222Rn带正电的子体向固体核径迹探测器3表面漂移，通过采用小腔室和固体核径迹探测器在测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应，提高探测效率。
实施例二：与实施例一相比，不同的是，第一腔室1-1及第二腔室1-2的腔室高度为3-8cm，腔室体积为200 cm3，分别采用六个固体核径迹探测器3来进行测量，固体核径迹探测器3分别均匀分布在第一腔室1-1及第二腔室1-2内，第一腔室1-1内覆盖在固体核径迹探测器3上的铝膜4通过导线串联后再与高压模块9负极连接，第二腔室1-2内覆盖在固体核径迹探测器3上的铝膜4通过导线串联后再与高压模块9负极连接。
其测量方法与实施例一相比，不同的是，本实施例采用六个固体核径迹探测器3来进行测量，测量过程一样。

Claims (1)

1.采用测量装置同步测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应的方法，所述测量装置包括测量室、底板、固体径迹探测器、铝膜及高压模块；
所述的测量室包括第一腔室、第二腔室及第三腔室，第一腔室的内壁及第二腔室的内壁设有导电层；
第一腔室的壁板上设有第一通气孔，第一通气孔与外界环境相通，第一通气孔内设有
第一海绵体堵头，第一腔室与第三腔室之间设有第二通气孔，第二通气孔内设有第二海绵
体堵头，第二腔室与第三腔室之间设有第三通气孔，第三通气孔上粘贴有薄膜片，高压模块
安装在第三腔室内；
测量室通过螺钉固定在底板上，测量室与底板的结合面设有密封垫，固体径迹探测器
分别粘贴在第一腔室及第二腔室内的底板上，固体径迹探测器的表面上覆盖一片铝膜，第
一腔室及第二腔室内铝膜上的导线分别穿过第一腔室及第二腔室与第三腔室之间的壁板与高压模块的负极连接，铝膜上的导线与壁板之间采用密封胶密封，第一腔室及第二腔室内的导电层与高压模块的正极连接；
当第一腔室及第二腔室的腔室高度为3-8cm，而腔室体积大于50 cm3时，采用复数个固体核径迹探测器来进行测量，复数个固体核径迹探测器分别均匀分布在第一腔室及第二腔室内，第一腔室内覆盖在固体核径迹探测器上的铝膜通过导线串联后再与高压模块负极连接，第二腔室内覆盖在固体核径迹探测器上的铝膜通过导线串联后再与高压模块负极连接；
固体核径迹探测器的数量根据腔室体积大小确定，在测量室腔室体积为10-50cm3的基
础上，每增加30-50 cm3增加一个固体核径迹探测器；
其特征是：
A、由于第一海绵体堵头的疏松性，外界环境的222Rn、220Rn通过第一海绵体堵头进入第一腔室，再通过第二海绵体堵头进入第三腔室，由于进入第三腔室的222Rn的半衰期较长，能够通过薄膜片进入第二腔室，而220Rn由于半衰期很短，被薄膜片阻挡，不能进入第二腔室，220Rn的长寿命子体也会在通往第二腔室的途中由于附壁效应吸附在薄膜片上，不能进入第二腔室；
B、通过高压模块对第一腔室及第二腔室提供电压，在第一腔室第二腔室整个腔室的导
电层与固体核径迹探测器表面之间形成高压静电场，使得进入第一腔室内的222Rn、220Rn带正电的子体向固体核径迹探测器表面漂移，进入第二腔室内的222Rn带正电的子体向固体核径迹探测器表面漂移，通过采用小腔室和复数个固体核径迹探测器在测量环境中长时间222Rn、220Rn平均浓度时消除温湿度效应，提高探测效率。
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