CN109358359A - 一种石英内充气正比计数管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石英内充气正比计数管，包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝；所述阴极筒内充有工作气体和待测量放射性气体的混合气体。本发明的有益效果如下：1、采用石英管作为阴极管壁，内壁衬有导电金属层，可有效降低本底；2、本发明采用石英管作为正比计数管管壁，不需要在两端额外增加绝缘子结构；3、本发明采用石英玻璃管作为主要材料，工艺成熟，可以批量制作，能有效降低成本。对测量易污染探测器的样品如3H，省略了去污的繁琐。
Description
技术领域
本发明涉及放射性探测领域，具体涉及一种石英内充气正比计数管。
背景技术
内充气正比计数管是一种核辐射气体探测仪器，用于测量β放射性气体3H、85Kr等的活度。本发明设计了一种阴极管体主体为石英材质的内充气正比计数管，而常规的正比计数管阴极管体为金属材料制作，如上海新曼传感技术发展有限公司公开的“一种双管符合圆柱形流气式正比计数管”专利(CN 106772535 A)，圆柱形管体为铜。现有技术中阳极引线需要与金属壳绝缘，而绝缘子会引起积电效应，积电效应导致正比管重复性变差。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种石英内充气正比计数管，能够保证正比管重复性。
本发明的技术方案如下：
一种石英内充气正比计数管，包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝；所述阴极筒内充有工作气体和待测量放射性气体的混合气体。
进一步地，上述的石英内充气正比计数管，所述阴极筒包括圆柱形石英管；所述圆柱形石英管内壁衬有导电金属层。
进一步地，上述的石英内充气正比计数管，所述导电金属层为导电金属片或导电金属网。
进一步地，上述的石英内充气正比计数管，所述导电金属层材质为紫铜、黄铜或铝。
进一步地，上述的石英内充气正比计数管，所述阳极丝一端与所述圆柱形石英管底端封接，另一端与阳极丝电极头连接；所述阳极丝电极头在所述圆柱形石英管顶端中心烧结。
进一步地，上述的石英内充气正比计数管，阳极丝为钨丝、钼丝、铂丝、钢丝或镀金钨丝。
进一步地，上述的石英内充气正比计数管，所述圆柱形石英管顶端设置有管状抽气口。
本发明的有益效果如下：
1、采用石英管作为阴极管壁，可有效降低本底；
2、本发明采用石英管作为正比计数管管壁，不需要在两端额外增加绝缘子结构；
3、本发明采用石英玻璃管作为主要材料，工艺成熟，可以批量制作，能有效降低成本。对测量易污染探测器的样品如3H，省略了去污的繁琐。
附图说明
图1为本发明的石英内充气正比计数管的结构示意图。
图2为本发明的石英内充气正比计数管的装配图。
上述附图中，1、封接点；2、圆柱形石英管；3、阳极丝；4、导电金属层；5、阳极引线；6、抽气口；7、接地线；8、抽气管；9、高压接头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供了一种石英内充气正比计数管，包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝3；所述阴极筒内充有工作气体和待测量放射性气体的混合气体。所述阴极筒包括圆柱形石英管2；所述圆柱形石英管2内壁衬有导电金属层4。石英管直径范围在(25-45)mm之间，管长不限，保证有效长度与内径比大于3，管内较长的正比区。所述导电金属层4为导电金属片或导电金属网，材质优选为紫铜、黄铜或铝等低本底金属材料。
所述阳极丝3一端与所述圆柱形石英管2底端封接，封接点1如图1所示，另一端与阳极丝电极头连接；所述阳极丝电极头在所述圆柱形石英管2顶端中心烧结。阳极丝3为钨丝、钼丝、铂丝、钢丝或镀金钨丝，直径范围(15-100)微米，固定在石英管正中心位置。所述阳极丝3上用于与电极头连接的一端用小弹簧拉紧，与阳极丝电极头点焊在一起，电极头穿过石英管的中心孔在所述圆柱形石英管顶端中心烧结。所述阳极丝3与圆柱形石英管2的中心孔之间通过保护管密封。所述电极头与3000V高压电极焊接。所述圆柱形石英管2顶端设置有管状抽气口6，可以外接气路或阀门。
本发明的正比计数管工作时：
放射性气体与工作气体混合均匀充入内充气正比计数管，射线粒子在管内电场中加速，在径迹上与气体分子碰撞，使气体分子电离，产生带电粒子，生成的电子与气体分子碰撞，形成新的离子和电子，该过程不断重复，直到所有次级电子到达阳极，产生电荷被后继电子学线路探测。
正比计数管通过收集射线穿过工作气体时产生的电子-正离子对来获得核辐射的信息。正比管工作在正比区，气体放大倍数M可高达104，有利于增强气体探测器输出信号的幅度，减少噪声的影响，提高信噪比。当待测放射性气体(发射带电粒子)与工作气体混合充入正比计数管，这种内置于计数管内的放射性测量方式，提供了4π测量角度，能够达到很高的测量效率。
圆柱形结构的正比计数管具有最佳均匀电场分布，距阳极丝r处的电场强度计算公式：
Er＝V/rln(b/a)
其中，a为阳极丝半径
b为管内半径
V是阳极高压
r为距阳极丝距离
采用石英管作为阴极管壁，可有效降低本底；不需要在两端额外增加绝缘子结构；工艺成熟，可以批量制作，能有效降低成本。对测量易污染探测器的样品如3H，省略了去污的繁琐。
参照图2的装配，本发明的正比计数管使用时，抽气口6连接抽气管8，再与接地线7连接，阳极丝电极头连接高压接头9，具体包括如下步骤：
1)抽气管连接真空泵，对正比管抽真空；
2)充入工作气体(甲烷或者P10等)与待测放射性气体混合气；
3)计数管内气体压力接近1个大气压。
4)计数管接通高压电源，测量坪曲线，确定工作电压。
5)对计数管输出信号进行测量分析。
在本发明的一个实例中，用于测量放射性气体的体积活度。圆柱形石英管外径35mm，壁厚3mm，有效长度110mm；内衬金属层为紫铜片，厚度0.3mm；阳极材料为镀金钨丝，直径35微米；阳极引线5为铂金线，穿过石英管的中心孔，在石英管顶端烧结。抽气管连接气体阀门，对计数管抽真空和充放气。计数管本低远小于1cps，高压坪长可达到300V，坪斜1％/100V。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种石英内充气正比计数管，其特征在于：包括阴极筒和设置于所述阴极筒轴线位置的阳极丝；所述阴极筒内充有工作气体和待测量放射性气体的混合气体。
2.如权利要求1所述的石英内充气正比计数管，其特征在于：所述阴极筒包括圆柱形石英管；所述圆柱形石英管内壁衬有导电金属层。
3.如权利要求2所述的石英内充气正比计数管，其特征在于：所述导电金属层为导电金属片或导电金属网。
4.如权利要求2所述的石英内充气正比计数管，其特征在于：所述导电金属层材质为紫铜、黄铜或铝。
5.如权利要求2所述的石英内充气正比计数管，其特征在于：所述阳极丝一端与所述圆柱形石英管底端封接，另一端与阳极丝电极头连接；所述阳极丝电极头在所述圆柱形石英管顶端中心烧结。
6.如权利要求1-5任一所述的石英内充气正比计数管，其特征在于：阳极丝为钨丝、钼丝、铂丝、钢丝或镀金钨丝。
7.如权利要求1-5任一所述的石英内充气正比计数管，其特征在于：所述圆柱形石英管顶端设置有管状抽气口。
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