CN109655857B - 环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及方法 - Google Patents

环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及方法 Download PDF

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Abstract

环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及方法，测量腔内壁为导电层，底部为金属滤网，半导体探测器安装在绝缘端盖上的中心部位，环形电极安装在绝缘端盖下部，绝缘端盖固定在腔体的开口端。将半导体探测器、腔体内壁的导电层及第一环形电极上的接线柱分别通过导线与高压模块连接，再将半导体探测器与二次仪表连接，将测量腔放入氡室，使得腔体内的氡浓度与氡室内相同。高压模块分别调节导电层与半导体探测器及环形电极表面之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率。测量腔调整好，将测量腔直接紧扣在待测介质表面上，再通过二次仪表测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。

Description

环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及 方法
技术领域
本发明涉及核辐射探测技术，特别是一种采用环形电极来有效提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及测量方法。
背景技术
环境中的氡（222Rn）是人类所受天然辐射的主要来源。基于不同测量原理的氡析出率方法和仪器有多种，其中静电收集法氡析出率测量仪由于其自动化程度高，具有能谱分辨能力排出220Rn的干扰而得到了广泛的应用。。所谓静电收集法就是具有一个测量腔，测量腔一般是半球型或圆柱型，测量腔的上部有一个半导体探测器，在测量腔壁和半导体探测器之间加上高电压，形成静电场。氡被滤除子体后随环境中的空气被泵入测量腔，在测量腔内继续衰变，产生带正电的218Po，带正电的218Po将在静电场的作用下被收集到半导体探测器的表面。收集过程中，带正电的218Po与空气中的分子、离子碰撞，如果与带负电的OH-离子碰撞就有可能复合成电中性的粒子，不能被静电场收集到半导体探测器的表面，使得收集效率降低。目前的理论仿真和实验都表明：这类测量腔的半导体探测器表面附近的电场强度非常大，而在测量腔腔壁附近的电场强度较小。这就导致测量腔腔壁附近的氡衰变产生的带正电的218Po在静电场作用下的漂移速度较小，收集时间较长，在收集过程中与带负电的OH-离子复合概率较大，使得带正电的218Po被静电场收集到探测器表面的效率不高，静电收集法氡析出率测量仪的探测灵敏度较低。
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环形电极来有效提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及测量方法。
本发明的技术方案是：环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔，包括腔体、绝缘端盖、半导体探测器、第一环形电极及金属滤网。
腔体为两端开口的圆柱形，其内壁为导电层，导电层的内径为D2，金属滤网安装在腔体的底部，并与导电层的底部端面紧密接触，腔体内腔高度为6-25厘米。
半导体探测器安装在绝缘端盖上的中心部位，半导体探测器探头的直径为D1，第一环形电极安装在绝缘端盖下部，第一环形电极的内圈大于D1，第一环形电极的外圈小于D2，第一环形电极上的接线柱穿过绝缘端盖暴露在绝缘端盖的上部。
绝缘端盖通过螺钉固定在腔体的开口端。
采用上述测量腔提高静氡析出率测量仪对218Po收集效率的方法如下：
A、将半导体探测器、腔体内壁的导电层及第一环形电极上的接线柱分别通过导线与高压模块连接，再将半导体探测器与二次仪表连接，将测量腔放入氡室，氡室内的含氡空气通过测量腔腔体底部的金属滤网进入腔体，使得腔体内的氡浓度与氡室内的氡浓度相同；
B、通过高压模块调节腔体内导电层与半导体探测器之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，计数率随电压的升高而升高，当继续调高电压而计数率基本不变时，停止调节导电层和半导体探测器之间电压；
C、通过高压模块调节腔体内导电层与第一环形电极表面之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层与第一环形电极表面之间电压；
D、测量腔调整好后，将测量腔直接紧扣在待测介质表面上，待测介质表面析出的氡通过金属滤网滤除带正电的氡子体后进入测量腔，通过二次仪表测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。
通过上述方法提高静电收集法氡析出率测量仪对带正电的218Po收集效率。
本发明进一步的技术方案是：在绝缘端盖上，围绕着第一环形电极，增设有复数个环形电极，在相邻两个环形电极之间，里面一个环形电极的外圈小于外面一个环形电极的内圈，最外面一个环形电极的外圈小于D2。
采用上述测量腔提高静氡析出率测量仪对218Po收集效率的方法如下：
A、将半导体探测器、腔体内壁的导电层及各环形电极上的接线柱分别通过导线与高压模块连接，再将半导体探测器与二次仪表连接，将测量腔放入氡室，氡室内的含氡空气通过测量腔腔体底部的金属滤网进入腔体，使得腔体内的氡浓度与氡室内的氡浓度相同；
B、通过高压模块调节腔体内导电层与半导体探测器之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，计数率随电压的升高而升高，当继续调高电压而计数率基本不变时，停止调节导电层与半导体探测器之间电压；
C、通过高压模块依次分别调节腔体内导电层与各环形电极表面之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层与各环形电极表面之间电压；
D、测量腔调整好后，将测量腔直接紧扣在待测介质表面上，待测介质表面析出的氡通过金属滤网滤除带正电的氡子体后进入测量腔，通过二次仪表测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。
通过上述方法提高静电收集法氡析出率测量仪对带正电的218Po收集效率。
本发明与现有技术相比具有如下特点：
本发明提供的测量腔结构简单，能够提高静电收集法氡析出率测量仪对带正电的218Po收集效率，提高静电收集法氡析出率测量仪的探测灵敏度。
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为设有一个环形电极的测量腔结构示意图；
附图2为附图1的A-A剖视图；
附图3为测量腔测量过程示意图；
附图4为附图3的B-B剖视图；
附图5为设有三个环形电极的测量腔结构示意图；
附图6为采用本发明提供的测量腔对待测介质进行测量的示意图。
具体实施方式
实施例一、包括腔体1、绝缘端盖2、半导体探测器3、第一环形电极4及金属滤网5。
腔体1为两端开口的圆柱形，其内壁为导电层1-1，导电层1-1的内径为D2，金属滤网5安装在腔体1的底部，并与导电层1-1的底部端面紧密接触，腔体1内腔高度为6厘米。
半导体探测器3安装在绝缘端盖2上的中心部位，半导体探测器3探头3-1的直径为D1，第一环形电极4安装在绝缘端盖2下部，第一环形电极2的内圈大于D1，第一环形电极4的外圈小于D2，第一环形电极4上的接线柱4-1穿过绝缘端盖2暴露在绝缘端盖2的上部。
绝缘端盖2通过螺钉固定在腔体1的开口端。
采用上述测量腔提高静氡析出率测量仪对218Po收集效率的方法如下：
A、将半导体探测器3、腔体1内壁的导电层1-1及第一环形电极4上的接线柱4-1分别通过导线与高压模块6连接，再将半导体探测器3与二次仪表7连接，将测量腔放入氡室，氡室内的含氡空气通过测量腔腔体1底部的金属滤网5进入腔体1，使得腔体1内的氡浓度与氡室内的氡浓度相同；
B、通过高压模块6调节腔体1内导电层1-1与半导体探测器3之间电压，利用二次仪表7得到半导体探测器3测量到的218Po衰变计数率，计数率随电压的升高而升高，当继续调高电压而计数率基本不变时，停止调节导电层1-1和半导体探测器之3间电压；
C、通过高压模块调6节腔体1内导电层1-1与第一环形电极4表面之间电压，利用二次仪表7得到半导体探测器3测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层1-1与第一环形电极4表面之间电压；
D、测量腔调整好后，将测量腔直接紧扣在待测介质表面10上，待测介质10表面析出的氡通过金属滤网5滤除带正电的氡子体后进入测量腔，通过二次仪表7测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。
通过上述方法提高静电收集法氡析出率测量仪对带正电的218Po收集效率。
实施例二、本实施例与实施例一相比，不同的是：腔体1内腔高度为15厘米。
其测量方法与实施例一中的测量方法相同。
实施例三、本实施例与实施例一相比，不同的是：腔体1内腔高度为25厘米。
其测量方法与实施例一中的测量方法相同。
实施例四、本实施例与实施例一相比，不同的是：在绝缘端盖2上，围绕着第一环形电极4，增设有两个环形电极，分别为第二环形电极8及第三环形电极9，第二环形电极8的内圈大于第一环形电极4的外圈，第二环形电极8的外圈小于第三环形电极9的内圈，第三环形电极9的外圈小于D2。
采用上述测量腔提高静氡析出率测量仪对218Po收集效率的方法如下：
A、将半导体探测器3、腔体内壁的导电层1-1、第一环形电极4上的接线柱4-1、第二环形电极8上的接线柱8-1及第三环形电极9上的接线柱9-1
分别通过导线与高压模块6连接，再将半导体探测器3与二次仪表7连接，将测量腔放入氡室，氡室内的含氡空气通过测量腔腔体1底部的金属滤网5进入腔体1，使得腔体1内的氡浓度与氡室内的氡浓度相同；
B、通过高压模块6调节腔体1内导电层1-1与半导体探测器3之间电压，利用二次仪表7得到半导体探测器3测量到的218Po衰变计数率，计数率随电压的升高而升高，当继续调高电压而计数率基本不变时，停止调节导电层1-1与半导体探测器3之间电压；
C、通过高压模块6调节腔体1内导电层1-1与第一环形电极4表面之间电压，利用二次仪表7得到半导体探测器3测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层1-1与第一环形电极4表面之间电压；
D、通过高压模块6调节腔体1内导电层1-1与第二环形电极8表面之间电压，利用二次仪表7得到半导体探测器3测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层1-1与第二环形电极8表面之间电压；
E、通过高压模块6调节腔体1内导电层1-1与第三环形电极9表面之间电压，利用二次仪表7得到半导体探测器3测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层1-1与第三环形电极9表面之间电压；
F、测量腔调整好后，将测量腔直接紧扣在待测介质10表面上，待测介质10表面析出的氡通过金属滤网5滤除带正电的氡子体后进入测量腔，通过二次仪表7测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。
通过上述方法提高静电收集法氡析出率测量仪对带正电的218Po收集效率。
实施例五、本实施例与实施例四相比，不同的是：腔体1内腔高度为15厘米。
其测量方法与实施例四中的测量方法相同。
实施例六、本实施例与实施例五相比，不同的是：腔体1内腔高度为25厘米。
其测量方法与实施例四中的测量方法相同。

Claims (2)

1.采用环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的方法，所述环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔，包括腔体、绝缘端盖、半导体探测器、第一环形电极及金属滤网；
腔体为两端开口的圆柱形，其内壁为导电层，导电层的内径为D2，金属滤网安装在腔体的底部，并与导电层的底部端面紧密接触，腔体内腔高度为6-25厘米；
半导体探测器安装在绝缘端盖上的中心部位，半导体探测器探头的直径为D1，第一环形电极安装在绝缘端盖下部，第一环形电极的内圈大于D1，第一环形电极的外圈小于D2，第一环形电极上的接线柱穿过绝缘端盖暴露在绝缘端盖的上部；
绝缘端盖通过螺钉固定在腔体的开口端；
其特征是：
A、将半导体探测器、腔体内壁的导电层及第一环形电极上的接线柱分别通过导线与高压模块连接，再将半导体探测器与二次仪表连接，将测量腔放入氡室，氡室内的含氡空气通过测量腔腔体底部的金属滤网进入腔体，使得腔体内的氡浓度与氡室内的氡浓度相同；
B、通过高压模块调节腔体内导电层与半导体探测器之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，计数率随电压的升高而升高，当继续调高电压而计数率基本不变时，停止调节导电层和半导体探测器之间电压；
C、通过高压模块调节腔体内导电层与第一环形电极表面之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层与第一环形电极表面之间电压；
D、测量腔调整好后，将测量腔直接紧扣在待测介质表面上，待测介质表面析出的氡通过金属滤网滤除带正电的氡子体后进入测量腔，通过二次仪表测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。
2.采用环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的方法，所述环形电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔，包括腔体、绝缘端盖、半导体探测器、第一环形电极及金属滤网；
腔体为两端开口的圆柱形，其内壁为导电层，导电层的内径为D2，金属滤网安装在腔体的底部，并与导电层的底部端面紧密接触，腔体内腔高度为6-25厘米；
半导体探测器安装在绝缘端盖上的中心部位，半导体探测器探头的直径为D1，第一环形电极安装在绝缘端盖下部，第一环形电极的内圈大于D1，第一环形电极的外圈小于D2，第一环形电极上的接线柱穿过绝缘端盖暴露在绝缘端盖的上部；
绝缘端盖通过螺钉固定在腔体的开口端，在绝缘端盖上，围绕着第一环形电极，增设有复数个环形电极，在相邻两个环形电极之间，里面一个环形电极的外圈小于外面一个环形电极的内圈，最外面一个环形电极的外圈小于D2；
其特征是：
A、将半导体探测器、腔体内壁的导电层及各环形电极上的接线柱分别通过导线与高压模块连接，再将半导体探测器与二次仪表连接，将测量腔放入氡室，氡室内的含氡空气通过测量腔腔体底部的金属滤网进入腔体，使得腔体内的氡浓度与氡室内的氡浓度相同；
B、通过高压模块调节腔体内导电层与半导体探测器之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，计数率随电压的升高而升高，当继续调高电压而计数率基本不变时，停止调节导电层与半导体探测器之间电压；
C、通过高压模块依次分别调节腔体内导电层与各环形电极表面之间电压，利用二次仪表得到半导体探测器测量到的218Po衰变计数率，当计数率达到最大值后，停止调节导电层与各环形电极表面之间电压；
D、测量腔调整好后，将测量腔直接紧扣在待测介质表面上，待测介质表面析出的氡通过金属滤网滤除带正电的氡子体后进入测量腔，通过二次仪表测量测量腔内的氡浓度变化规律，然后通过数据拟合计算出氡析出率。
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