CN109696701B - 基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置和方法 - Google Patents

Abstract

基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置和方法，涉及核辐射探测技术领域，前述基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置包括第一闪烁室和第二闪烁室，第一闪烁室和第二闪烁室均包括多个圆筒形且不透光的壳体，第一闪烁室的壳体内径小于第二闪烁室的壳体内径，所有壳体由下往上层叠并依次连接，壳体的内腔中设有多块隔板，隔板将壳体的内腔分隔成多个扇形腔室。本发明主要在氡探测的原理和方法学上对现有的氡测量方法进行了改进，本发明基于探测氡自身的衰变构建了一种快速测氡模型，利用静电收集、滤膜滤除以及特定结构的闪烁室极大程度抑制了氡子体对探测氡自身的影响，并通过不同几何尺寸的闪烁室来在一次测量中有效分辨²²²Rn和²²⁰Rn。

Description

基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置和方法

技术领域

本发明涉及核辐射探测技术领域，特别涉及一种基于抑制氡子 体的氡自身衰变快速探测装置和方法。

背景技术

氡的任何研究和应用都需要对氡进行测量，氡测量的关键核心 问题是提高氡测量的响应时间和准确性。科学技术的发展便产生了 许多新的测量氡浓度的方法和仪器，如电离室法、闪烁室法、静电 收集α能谱法、双滤膜法、气球法、活性炭吸附γ能谱法等。上述各种不同的测量方法均有其优点和不足。闪烁室法探测由于具有不 受湿度影响的优点，从而在测氡中得到了广泛的应用。目前闪烁室 采用α探测器进行探测，大多采用内壁涂有硫化锌闪烁晶体的圆柱 形或球形容器，顶部有两个气嘴用于取样，底部是未涂硫化锌的透明玻璃窗口。它与光电倍增管及前置放大器和定标器相连构成气体 α放射性的测量装置。闪烁室内的待测氡放射性气体氡及衰变子体 产生的α粒子击中闪烁体并且使其发光，被光电倍增管探测到，再 由相应的电子学读出系统读出脉冲计数即可得到测量的氡浓度。但现有的闪烁室法测氡需要较长的等待时间，难以满足氡析出率测量 等快速测氡的需要，并难以快速分辨出²²²Rn和²²⁰Rn。

氡测量是氡探测器利用氡衰变产生的α、β、γ射线与物质的 相互作用产生电荷或光子来完成，现有测氡探测器有依据氡及其子 体衰变产生的射线，如闪烁法、活性炭γ谱法等测氡探测器，也有 仅依据氡子体衰变产生的射线来探测，如静电收集法测氡探测器。

当前测氡探测器大多依据氡子体衰变产生的射线来探测，氡子 体半衰期长，测量时间偏长。此外，现有的测氡装置也无法经过一 次测量就能同时得出²²²Rn和²²⁰Rn浓度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于抑制氡子体的氡自身 衰变快速探测装置，利用该装置能够在一次测量中同时得出²²²Rn和 ²²⁰Rn浓度。基于上述快速探测装置，本发明还提供一种基于抑制氡 子体的氡自身衰变快速探测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下方案：一种基于抑制 氡子体的氡自身衰变快速探测装置，包括第一闪烁室、第二闪烁室、 波长位移光纤、静电极、电子学读出系统以及光电倍增管或者硅光 电倍增器；

所述第二闪烁室叠加在第一闪烁室上方并与第一闪烁室连接， 所述第一闪烁室和第二闪烁室均包括多个圆筒形且不透光的壳体， 所述第一闪烁室的壳体内径小于第二闪烁室的壳体内径，所有壳体 由下往上层叠并依次连接，所有壳体的底端均设有端盖，位于最上 层的壳体的顶端设有顶盖，所述顶盖及所有端盖上均开设有气孔， 所述顶盖及位于最底层壳体端盖上的气孔分别对应连接排气管路和 进气管路，进气管路上设有子体过滤器。

在所述壳体的内腔中设有多块隔板，所述隔板将壳体的内腔分 隔成多个扇形腔室，除所述隔板靠近壳体轴心的区域不涂覆闪烁晶 体用于形成α粒子隔挡区外，所述扇形腔室的内壁面的其它区域均涂 覆闪烁晶体，所述第一闪烁室的扇形腔室内任意两点之间的距离均 小于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程，所述第二闪烁室的扇形腔室内相 隔最远的两点之间的距离大于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程但小于 ²²⁰Rn衰变所产生α粒子的射程，所述隔板上开设通孔，所有扇形腔室 通过隔板上的通孔以及端盖上的气孔依次连通，使得所述进气管路 中的空气可以流入所有扇形腔室再排出至排气管路，在连通任意两 个扇形腔室的通孔和气孔处均可拆卸安装有子体滤膜，空气从一个 扇形腔室流入下一扇形腔室时，通过所述子体滤膜滤除氡子体；

所述静电极穿设在壳体的内腔中心或靠近壳体的内腔中心并施 加有大于1kv的负高压以用于收集扇形腔室内的氡子体，同时保证所 述静电极收集的氡子体衰变所产生的α粒子撞向隔板时会撞击在隔 板上的α粒子隔挡区内；

所述第一闪烁室的壳体内腔中以及第二闪烁室的壳体内腔中分 别设置波长位移光纤，所述第一闪烁室壳体内腔中设置的波长位移 光纤的末端以及第二闪烁室壳体内腔中设置的波长位移光纤的末端 分别连接一个光电倍增管或者硅光电倍增器，而这两个光电倍增管 或者硅光电倍增器分别连接不同的电子学读出系统，所述波长位移 光纤用于收集α粒子撞击扇形腔室内壁面上闪烁晶体所产生的闪光， 通过所述波长位移光纤将光信号传输至光电倍增管或者硅光电倍增 器完成光电转换，再由电子学读出系统完成粒子能量甄别并计数， 从而分别得到第一闪烁室及第二闪烁室的α粒子计数，最后根据第一 闪烁室及第二闪烁室的α粒子计数与²²²Rn及²²⁰Rn的浓度的关系即可 确定²²²Rn及²²⁰Rn的浓度。

在本发明的一种实施方案中，所述静电极的数量为一根，所述 静电极设置在壳体的内腔中心，所述静电极从最下层往上贯穿其上 方所有壳体的端盖并延伸至最上层的壳体内腔中。

在本发明的一种实施方案中，所述第一闪烁室的壳体内腔中以 及第二闪烁室的壳体内腔中均设置多根波长位移光纤，每个扇形腔 室中均至少有一根波长位移光纤从中竖直穿过，所述波长位移光纤 靠近壳体的内壁设置。

或者，所述静电极的数量为多根，每个扇形腔室中均至少有一 根静电极从中竖直穿过，所述静电极靠近壳体的内腔中心设置。

进一步地，所有静电极均从最下层竖直往上贯穿其上方所有壳 体的端盖并延伸至最上层的扇形腔室中。

其中，所述壳体的内周面上沿其轴向平行间隔设置有多条定位 槽，所述波长位移光纤铺设在定位槽中。

优选地，所述壳体、端盖、顶盖及隔板均采用黑色塑料制成。

优选地，所述闪烁晶体为掺银硫化锌，所述第二闪烁室中所有 扇形腔室的总体积与第一闪烁室中所有扇形腔室的总体积之比大于 4：1。

优选地，任意一个壳体内腔中设置的隔板数量大于16块，相邻 两块隔板之间的夹角不大于22.5度。

作为本发明的另一方面，基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探 测方法，采用前述基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置探测 ²²²Rn及²²⁰Rn浓度；

采样前，先排所有空扇形腔室内空气并测量第一闪烁室中扇形 腔室的本底计数N₀，然后利用真空泵抽对所有扇形腔室抽真空，接 着通过取样泵使空气以一定的流率经进气管路的子体过滤器过滤子 体后进入扇形腔室中；

在第一闪烁室的扇形腔室内，²²²Rn和²²⁰Rn衰变产生的α粒子 撞击扇形腔室内壁面的闪烁晶体并产生闪光，在第二闪烁室的扇形 腔室内，²²⁰Rn及一部分²²²Rn衰变产生的α粒子撞击扇形腔室内壁 面的闪烁晶体并产生闪光，根据电子学读出系统得出的第一闪烁室α粒子计数和第二闪烁室α粒子计数并结合下式(1)、式(2)及式(3) 计算²²²Rn及²²⁰Rn的浓度：

C₂₂₂＝K(N₁-N₀) (1)；

式(1)中，C₂₂₂为被测环境²²²Rn浓度，N₁为第一闪烁室的α 粒子计数，K为刻度因子，N₀为第一闪烁室中扇形腔室的本底计数 N₀；

a＝(N₂×V₁)/(N₁×V₂) (2)；

式(2)中，a为被测环境中²²²Rn与²²⁰Rn的浓度比值，N₁为第 一闪烁室的α粒子计数，N₂为第二闪烁室的α粒子计数，V₁为第一 闪烁室中所有扇形腔室的总体积，V₂为第二闪烁室中所有扇形腔室 的总体积；

C₂₂₀＝C₂₂₂/a (3)；

式(3)中，C₂₂₂为被测环境²²²Rn浓度，C₂₂₀为被测环境²²⁰Rn 浓度，a为被测环境中²²²Rn与²²⁰Rn的浓度比值。

本发明主要在氡探测的原理和方法学上对现有的氡测量方法进 行了改进，本发明基于探测氡自身的衰变构建了一种快速测氡模 型，利用静电收集、滤膜滤除以及特定结构的闪烁室极大程度抑制 了氡子体对探测氡自身的影响，并通过不同几何尺寸的闪烁室来在 一次测量中有效分辨²²²Rn和²²⁰Rn。

具体来说，本发明在闪烁室内设置静电极来收集氡子体，不能 被静电极收集的氡子体再通过子体滤膜滤除，第一闪烁室和第二闪 烁室均被分隔成多个扇形腔室(例如在两个闪烁室的每一层壳体内 腔中都均匀间隔设置16块隔板，则在每一层壳体内腔中将形成16 个等分的扇形腔室)，由于相邻两块隔板呈一定角度的夹角设置，氡 子体衰变产生的大部分α粒子射出时受隔板的阻挡(这些α粒子将 打到隔板的α粒子隔挡区)，理论上来说，仅发射角在相邻两块隔板 之间的α粒子可以打到闪烁晶体上，例如每层壳体内腔中均匀间隔设置的隔板为16块，则理论上来说，在氡子体衰变产生的α粒子中， 仅有1/16(即约6％)的α粒子可以打到闪烁晶体上，综合上述手段， 可以极大程度地抑制子体对探测氡自身的影响。

此外，本发明采用了一大一小两个闪烁室(小闪烁室为第一闪 烁室，大闪烁室为第二闪烁室)，在第一闪烁室的扇形腔室中，²²²Rn 和²²⁰Rn衰变产生的α粒子(²²⁰Rn衰变产生的α粒子射程较²²²Rn 衰变产生的α粒子射程更远)打到闪烁晶体上而被记录，在第二闪 烁室的扇形腔室中，²²⁰Rn衰变产生的α粒子打到闪烁晶体上而被记 录，而²²²Rn衰变产生的α粒子射程更短，故仅有一部分可以打到闪 烁晶体上而被记录，最后通过上述第一闪烁室的α粒子计数与第二 闪烁室的α粒子计数即可推算出²²²Rn和²²⁰Rn浓度，从而实现了一 次测量就能得出²²²Rn和²²⁰Rn浓度。

附图说明

图1和2为实施例1中基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置 的整体结构示意图；

图3为图1所示基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置的纵剖 结构示意图；

图4为图1所示基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置的横剖 结构示意图；

图5为图1所示基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置的内部 结构示意图；

图6为图3中A部位的局部放大图；

图7为图4中A部位的局部放大图；

图8为实施例2中基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置的横 剖结构示意图；

图9为图8中A部位的局部放大图；

图10为子体滤膜的安装结构示意图；

图中：

1——第一闪烁室 2——第二闪烁室 3——波长位移光纤

4——静电极 5——端盖 6——顶盖

7——气孔 8——隔板 9——扇形腔室

10——子体滤膜 11——气嘴 12——压盖

1a，2a——壳体 8a——通孔。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员更好地理解本发明相对于现有技术的 改进之处，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

需要提前说明的是，本领域技术人员明白，本发明所述“快速 探测”是较传统的测氡方式而言，由于本发明所涉测氡方式较传统 测氡方式耗时更短，一次测量就能分辨出²²²Rn和²²⁰Rn浓度，从而 能够实现更快速的测量，故称“快速探测”，“快速探测”一词并 不存在含义不清的问题，也不会导致本领域技术人员在理解上出现 偏差。

实施例1：

如图1-7及图10所示，一种基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探 测装置，包括第一闪烁室1、第二闪烁室2、波长位移光纤3、静电极 4、电子学读出系统以及光电倍增管或者硅光电倍增器(电子学读出 系统、光电倍增管及硅光电倍增器为现有技术，其结构在附图中未 示出)。

第二闪烁室2叠加在第一闪烁室1上方并与第一闪烁室1连接，第 一闪烁室1和第二闪烁室2均包括多个圆筒形且不透光的壳体1a,2a， 第一闪烁室的壳体1a内径小于第二闪烁室的壳体2a内径，所有壳体 1a,2a由下往上层叠并依次连接，所有壳体1a,2a的底端均设有端盖 5，位于最上层的壳体2a的顶端设有顶盖6，顶盖6及所有端盖5上均 开设有气孔7，顶盖6及位于最底层壳体1a的端盖5上的气孔7分别对 应连接排气管路和进气管路，进气管路上设有子体过滤器(进气管 路、排气管路及子体过滤器为现有技术，其结构在附图中未示出)。

在壳体1a,2a的内腔中设有多块隔板8，隔板8将壳体1a,2a的内 腔分隔成多个扇形腔室9，除隔板8靠近壳体1a,2a轴心的区域不涂覆 闪烁晶体用于形成α粒子隔挡区外，扇形腔室9的内壁面的其它区域 均涂覆闪烁晶体，第一闪烁室1的扇形腔室9内任意两点之间的距离 均小于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程，第二闪烁室2的扇形腔室9内相 隔最远的两点之间的距离大于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程但小于 ²²⁰Rn衰变所产生α粒子的射程，隔板8上开设通孔8a，所有扇形腔室9 通过隔板8上的通孔8a以及端盖5上的气孔7依次连通，使得进气管路 中的空气可以流入所有扇形腔室9再排出至排气管路，在连通任意两 个扇形腔室9的通孔8a和气孔7处均可拆卸安装有子体滤膜10(该子体 滤膜10未在图1-7中示出，仅在图10中有示出)，空气从一个扇形腔 室9流入下一扇形腔室9时，通过子体滤膜10滤除氡子体。子体滤膜 10可以但不限于采用以下方式可拆卸安装在通孔8a和气孔7处：如图10所示，在通孔8a和气孔7出连接一略微凸起的气嘴11(该气嘴11可 以采用圆管制作而成，气嘴11与通孔8a和气孔7的连接方式可以根据 实际制作需要选择粘接、螺纹连接、激光焊接等方式)，在气嘴11的 外周面上攻螺纹，再通过压盖12将子体滤膜10压住在气嘴11的顶端 即可将其固定，压盖12与气嘴11通过螺纹连接。压盖12的结构如图 10所示，其包括圆筒形的本体，在本体的顶端设有一块中心开孔的 盖板，盖板上所开孔的直径应当小于子体滤膜10的直径，以防止子 体滤膜10脱出，同时，压盖12的本体的内径应当等于或略大于子体滤膜10的直径，以便于往本体的内腔中放入子体滤膜10。需要说明 的是，图10所示为在隔板8的通孔8a处安装子体滤膜10的结构，在气 孔7处安装子体滤膜10的结构与在通孔8a处安装子体滤膜10的结构类 似，在此不作赘述。

静电极4穿设在壳体1a,2a的内腔中心或靠近壳体1a,2a的内腔 中心并施加有大于1kv的负高压以用于收集扇形腔室9内的氡子体， 同时保证所述静电极4收集的氡子体衰变所产生的α粒子撞向隔板8 时会撞击在隔板8上的α粒子隔挡区内。

第一闪烁室1的壳体1a内腔中以及第二闪烁室2的壳体2a内腔中 分别设置波长位移光纤3，壳体1a内腔中设置的波长位移光纤3的末 端以及壳体2a内腔中设置的波长位移光纤3的末端分别连接一个光 电倍增管或者硅光电倍增器，而这两个光电倍增管或者硅光电倍增 器分别连接不同的电子学读出系统，波长位移光纤3用于收集α粒子 撞击扇形腔室9内壁面上闪烁晶体所产生的闪光，通过波长位移光纤 3将光信号传输至光电倍增管或者硅光电倍增器完成光电转换，再由 电子学读出系统完成粒子能量甄别并计数，从而分别得到第一闪烁 室1及第二闪烁室2的α粒子计数，最后根据第一闪烁室1及第二闪烁 室2的α粒子计数与²²²Rn及²²⁰Rn的浓度的关系即可确定²²²Rn及²²⁰Rn 的浓度。

在图-5中，静电极4的数量为1根，静电极4设置在壳体1a，2a的 内腔中心，静电极4从最下层往上贯穿其上方所有壳体1a，2a的端盖 5并延伸至最上层的壳体2a内腔中。

其中，壳体1a内腔中以及壳体2a内腔中均设置多根波长位移光 纤3，每个扇形腔室9中均至少有一根波长位移光纤3从中竖直穿过， 波长位移光纤3靠近壳体1a,2a的内壁设置。

此外，在壳体1a，2a的内周面上沿其轴向平行间隔设置有多条 定位槽，波长位移光纤3铺设在定位槽中。

为屏蔽环境光线对测量结果的影响，优选的，前述壳体1a，2a 和端盖5、顶盖6及隔板8均采用黑色塑料制成。其中，涂覆在扇形腔 室9内壁面上的闪烁晶体优选为掺银硫化锌。

鉴于自然条件下，空气中²²⁰Rn的浓度大大低于²²²Rn浓度，为保 证探测灵敏度和精度，优选地，第二闪烁室2中所有扇形腔室9的总 体积与第一闪烁室1中所有扇形腔室9的总体积之比大于4：1。

为更好地抑制氡子体对氡自身探测的影响，在任意一个壳体内 腔中设置的隔板数量大于16块，相邻两块隔板之间的夹角不大于 22.5度。

采用上述基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置探测²²²Rn 及²²⁰Rn浓度的过程为：

采样前，先排所有空扇形腔室9内空气并测量第一闪烁室1中 扇形腔室9的本底计数N₀，然后利用真空泵抽对所有扇形腔室9 抽真空，接着通过取样泵使空气以一定的流率经进气管路的子体过 滤器过滤子体后进入扇形腔室9中；

在第一闪烁室1的扇形腔室9内，²²²Rn和²²⁰Rn衰变产生的α 粒子撞击扇形腔室9内壁面的闪烁晶体并产生闪光，在第二闪烁室2 的扇形腔室9内，²²⁰Rn及一部分²²²Rn衰变产生的α粒子撞击扇形 腔室9内壁面的闪烁晶体并产生闪光，根据电子学读出系统得出的 第一闪烁室1的α粒子计数和第二闪烁室2的α粒子计数并结合下 式(1)、式(2)及式(3)计算²²²Rn及²²⁰Rn的浓度：

C₂₂₂＝K(N₁-N₀) (1)；

式(1)中，C₂₂₂为被测环境²²²Rn浓度，N₁为第一闪烁室1的α 粒子计数，K为刻度因子(刻度因子为对应于该装置的常数，在探测 装置进行刻度后就可确定K值)，N₀为第一闪烁室1中扇形腔室9的本 底计数N₀；

a＝(N₂×V₁)/(N₁×V₂) (2)；

式(2)中，a为被测环境中²²²Rn与²²⁰Rn的浓度比值，N₁为第 一闪烁室1的α粒子计数，N₂为第二闪烁室2的α粒子计数，V₁为第 一闪烁室1中所有扇形腔室9的总体积，V₂为第二闪烁室2中所有扇形 腔室9的总体积；

C₂₂₀＝C₂₂₂/a (3)；

式(3)中，C₂₂₂为被测环境²²²Rn浓度，C₂₂₀为被测环境²²⁰Rn 浓度，a为被测环境中²²²Rn与²²⁰Rn的浓度比值。

本实施例主要在氡探测的原理和方法学上对现有的氡测量方法 进行了改进，本实施例基于探测氡自身的衰变构建了一种快速测氡 模型，利用静电收集、滤膜过滤以及特定结构的闪烁室极大程度抑 制了氡子体对探测氡自身的影响，并通过不同几何尺寸的闪烁室来 在一次测量中有效分辨²²²Rn和²²⁰Rn。

具体来说，本实施例在闪烁室内设置静电极4来收集氡子体， 不能被静电极4收集的氡子体通过子体滤膜10滤除，此外第一闪烁 室1和第二闪烁室2均被分隔成多个扇形腔室9，由于相邻两块隔板 8呈一定角度的夹角设置，子体衰变产生的大部分α粒子射出时受隔板8的阻挡(这些α粒子将打到隔板8的α粒子隔挡区)，理论上 来说，仅发射角在相邻两块隔板8之间的α粒子可以打到闪烁晶体 上，综合上述手段，可以极大程度地抑制子体对探测氡自身的影响。

此外，本实施例采用了一大一小两个闪烁室(小闪烁室为第一 闪烁室1，大闪烁室为第二闪烁室2)，在第一闪烁室1的扇形腔室9 中，²²²Rn和²²⁰Rn衰变产生的α粒子(²²⁰Rn衰变产生的α粒子射程 较²²²Rn衰变产生的α粒子射程更远)打到闪烁晶体上而被记录，在 第二闪烁室2的扇形腔室9中，²²⁰Rn衰变产生的α粒子打到闪烁晶 体上而被记录，而²²²Rn衰变产生的α粒子射程更短，故仅有一部分 可以打到闪烁晶体上而被记录，最后通过上述第一闪烁室1的α粒 子计数与第二闪烁室2的α粒子计数即可推算出²²²Rn和²²⁰Rn浓度， 从而实现了一次测量就能得出²²²Rn和²²⁰Rn浓度。

实施例2：

见图8和9所示，本实施例与实施例1的差别主要在于静电极4的 数量为多根，每个扇形腔室9中均至少有一根静电极4从中竖直穿过， 静电极4靠近壳体1a，2a的内腔中心设置。另外，上述静电极4均从 最下层竖直往上贯穿其上方所有壳体1a，2a的端盖5并延伸至最上层 的扇形腔室9中。本实施例其它部分的结构与实施例1基本一样，用 本实施例所涉装置探测²²²Rn及²²⁰Rn浓度的方法也与实施例1相同，在 此不再赘述。

以上实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可 以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见 的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有 技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了 清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人 员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：包括第一闪烁室、第二闪烁室、波长位移光纤、静电极、电子学读出系统以及光电倍增管或者硅光电倍增器；

所述第二闪烁室叠加在第一闪烁室上方并与第一闪烁室连接，所述第一闪烁室和第二闪烁室均包括多个圆筒形且不透光的壳体，所述第一闪烁室的壳体内径小于第二闪烁室的壳体内径，所有壳体由下往上层叠并依次连接，所有壳体的底端均设有端盖，位于最上层的壳体的顶端设有顶盖，所述顶盖及所有端盖上均开设有气孔，所述顶盖及位于最底层壳体端盖上的气孔分别对应连接排气管路和进气管路，所述进气管路上设有子体过滤器；

在所述壳体的内腔中设有多块隔板，所述隔板将壳体的内腔分隔成多个扇形腔室，除所述隔板靠近壳体轴心的区域不涂覆闪烁晶体用于形成α粒子隔挡区外，所述扇形腔室的内壁面的其它区域均涂覆闪烁晶体，所述第一闪烁室的扇形腔室内任意两点之间的距离均小于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程，所述第二闪烁室的扇形腔室内相隔最远的两点之间的距离大于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程但小于²²⁰Rn衰变所产生α粒子的射程，所述隔板上开设通孔，所有扇形腔室通过隔板上的通孔以及端盖上的气孔依次连通，使得所述进气管路中的空气可以流入所有扇形腔室再排出至排气管路，在连通任意两个扇形腔室的通孔和气孔处均可拆卸安装有子体滤膜，空气从一个扇形腔室流入下一扇形腔室时，通过所述子体滤膜滤除氡子体；

所述静电极穿设在壳体的内腔中心或靠近壳体的内腔中心并施加有大于1kv的负高压以用于收集扇形腔室内的氡子体，同时保证所述静电极收集的氡子体衰变所产生的α粒子撞向隔板时会撞击在隔板上的α粒子隔挡区内；

所述第一闪烁室的壳体内腔中以及第二闪烁室的壳体内腔中分别设置波长位移光纤，所述第一闪烁室壳体内腔中设置的波长位移光纤的末端以及第二闪烁室壳体内腔中设置的波长位移光纤的末端分别连接一个光电倍增管或者硅光电倍增器，而这两个光电倍增管或者硅光电倍增器分别连接不同的电子学读出系统，所述波长位移光纤用于收集α粒子撞击扇形腔室内壁面上闪烁晶体所产生的闪光，通过所述波长位移光纤将光信号传输至光电倍增管或者硅光电倍增器完成光电转换，再由电子学读出系统完成粒子能量甄别并计数，从而分别得到第一闪烁室及第二闪烁室的α粒子计数，最后根据第一闪烁室及第二闪烁室的α粒子计数与²²²Rn及²²⁰Rn的浓度的关系即可确定²²²Rn及²²⁰Rn的浓度。

2.根据权利要求1所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所述静电极的数量为1根，所述静电极设置在壳体的内腔中心，所述静电极从最下层往上贯穿其上方所有壳体的端盖并延伸至最上层的壳体内腔中。

3.根据权利要求1所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所述第一闪烁室的壳体内腔中以及第二闪烁室的壳体内腔中均设置多根波长位移光纤，每个扇形腔室中均至少有一根波长位移光纤从中竖直穿过，所述波长位移光纤靠近壳体的内壁设置。

4.根据权利要求3所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所述静电极的数量为多根，每个扇形腔室中均至少有一根静电极从中竖直穿过，所述静电极靠近壳体的内腔中心设置。

5.根据权利要求4所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所有静电极均从最下层竖直往上贯穿其上方所有壳体的端盖并延伸至最上层的扇形腔室中。

6.根据权利要求3所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所述壳体的内周面上沿其轴向平行间隔设置有多条定位槽，所述波长位移光纤铺设在定位槽中。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所述壳体、端盖、顶盖及隔板均采用黑色塑料制成。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：所述闪烁晶体为掺银硫化锌，所述第二闪烁室中所有扇形腔室的总体积与第一闪烁室中所有扇形腔室的总体积之比大于4：1。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置，其特征在于：任意一个壳体内腔中设置的隔板数量大于16块，相邻两块隔板之间的夹角不大于22.5度。

10.基于抑制氡子体的氡自身衰变的快速探测方法，其特征在于：采用权利要求1-9中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置探测²²²Rn及²²⁰Rn浓度；

采样前，先排空所有扇形腔室内空气并测量第一闪烁室中扇形腔室的本底计数N₀，然后利用真空泵对所有扇形腔室抽真空，接着通过取样泵使空气以一定的流率经进气管路的子体过滤器过滤子体后进入扇形腔室中；

在第一闪烁室的扇形腔室内，²²²Rn和²²⁰Rn衰变产生的α粒子撞击扇形腔室内壁面的闪烁晶体并产生闪光，在第二闪烁室的扇形腔室内，²²⁰Rn及一部分²²²Rn衰变产生的α粒子撞击扇形腔室内壁面的闪烁晶体并产生闪光，根据电子学读出系统得出的第一闪烁室α粒子计数和第二闪烁室α粒子计数并结合下式(1)、式(2)及式(3)计算²²²Rn及²²⁰Rn的浓度：

C₂₂₂＝K(N₁-N₀) (1)；

式(1)中，C₂₂₂为被测环境²²²Rn浓度，N₁为第一闪烁室的α粒子计数，K为刻度因子，N₀为第一闪烁室中扇形腔室的本底计数N₀；

a＝(N₂×V₁)/(N₁×V₂) (2)；

式(2)中，a为被测环境中²²²Rn与²²⁰Rn的浓度比值，N₁为第一闪烁室的α粒子计数，N₂为第二闪烁室的α粒子计数，V₁为第一闪烁室中所有扇形腔室的总体积，V₂为第二闪烁室中所有扇形腔室的总体积；

C₂₂₀＝C₂₂₂/a (3)；

式(3)中，C₂₂₂为被测环境²²²Rn浓度，C₂₂₀为被测环境²²⁰Rn浓度，a为被测环境中²²²Rn与²²⁰Rn的浓度比值。

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