CN109752750B - 一种用于稳定释放220Rn的放射源及包含该放射源的放射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于稳定释放220Rn的放射源及包含该放射源的放射装置。所述放射源为镀有含钍薄膜的固体基材或基片，所述放射装置由放射源壳体、固定结构、支撑结构和放射源组成。本发明提供的放射源及放射装置能够稳定、方便的提供高纯度220Rn供仪器校准、粒子探测器刻度使用，其中222Rn含量较低，可避免222Rn的长寿命衰变产物对使用设备的负面影响。
Description
技术领域
本发明属于放射源技术领域，具体涉及一种用于稳定释放220Rn的放射源及包含该放射源的放射装置。
背景技术
中微子探测、暗物质探测等稀有事例高能物理实验中，需要使用60Co、137Cs、55Fe、22Na、40K等放射性核素衰变时产生的γ谱线进行刻度，以更准确地了解探测器的各种性能参数。但这些核素为固态，并且寿命很长，不能在探测器运行时放置到探测区域内部，所以对探测器核心区域的刻度效果不够理想。
目前商业化的氡气源，均为222Rn源，虽然其半衰期只有3.8天，但其衰变链上的210Pb半衰期可达22年，给探测器带来严重本底。因此，需要一种更好的注入型刻度放射源，以进行更理想的稀有事例物理实验的刻度。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种用于稳定释放220Rn的放射源及包含该放射源的放射装置。通过含钍薄膜的采用，由钍的衰变获得220Rn，220Rn从含钍薄膜逸出，还可进一步随载流气体输入到期望区域。而220Rn半衰期只有55s，且其衰变链上也无长寿命放射性核素，相对于现有的222Rn来说，是一种更为理想的注入型刻度放射源。本发明公开的放射源及放射装置能够方便地获得纯度较高的220Rn，提供了一种更好的注入型刻度放射源。
本发明的技术方案具体如下：
一种用于稳定释放220Rn的放射源，所述放射源为镀有含钍薄膜的固体基材或基片。
进一步地，所述含钍薄膜中的钍以钍元素单质、含钍元素的化合物、或含钍元素的混合物的形式存在。
进一步地，所述固体基材或基片为任意形状，长度最大方向的长度大于100mm。
进一步地，所述含钍薄膜通过包括蒸镀法或化学气相沉积法的镀膜方法镀在所述固体基材或基片上，含钍薄膜平均厚度为10nm以上。
本发明还提供一种包含用于稳定释放20Rn的放射源的放射装置，所述放射装置由放射源壳体、固定结构和放射源组成，其中，所述放射源壳体上有密封法兰，所述放射源通过固定结构与放射源壳体进行固定，所述放射源为用于稳定释放220Rn的放射源或用于稳定释放220Rn的放射源的阵列，所述用于可稳定释放220Rn的放射源为镀有含钍薄膜的固体基材或基片。
优选的，所述放射装置还包括载流气体，所述载流气体用于220Rn的输送。
优选的，所述用于稳定释放220Rn的放射源的阵列含有的用于稳定释放220Rn的放射源的数量不少于4个。
优选的，所述放射源壳体的外部设计压力不低于0.1MPa，内部设计压力不低于0.1MPa，漏率不大于1E-10Pa·m3/s，真空度在0.1Pa以下。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提供的放射源及放射装置能够方便、稳定的获得高放射纯度的220Rn放射源，减少222Rn的污染，并避免了钍随载流介质造成污染。增加使用本发明提供的放射源及放射装置的仪器设备的寿命。
附图说明
图1为本发明中放射源及固定结构的结构示意图；其中，1-镀有含钍薄膜的固体基片，2-固定结构。
图2为本发明中放射装置的结构示意图；其中，1-镀有含钍薄膜的固体基片，2-固定结构，3-放射源壳体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但本发明可以由权利要求限定和覆盖多种不同方式实施。
请先参阅图1，1-镀有含钍薄膜的固体基片中，固体基片可以是不锈钢等金属材料、玻璃等无机非金属材料、或者是有机玻璃、PTFE等有机材料，基片表面可以为平面或非平面。
请参阅图2，2-固定结构把由多个1-镀有含钍薄膜的固体基片组成的用于稳定释放220Rn的放射源的阵列固定为一个整体并与3-放射源壳体进行固定。3-放射源壳体上的密封法兰与放射源壳体气密连接，作为与应用载荷的连接口。3-放射源壳体及其上的密封法兰为放射源提供真空环境，防止外界气体及其他杂质进入造成污染。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种包含用于稳定释放220Rn的放射源的放射装置，其特征在于，所述放射装置由放射源壳体、固定结构和放射源组成，所述放射装置为注入型刻度放射源，用于稀有事例探测器的刻度，其中，所述放射源壳体上有密封法兰，所述放射源通过固定结构与放射源壳体进行固定，所述放射源为用于稳定释放220Rn的放射源的阵列，所述用于稳定释放220Rn的放射源为镀有含钍薄膜的固体基材或基片；
所述含钍薄膜通过包括蒸镀法或化学气相沉积法的镀膜方法镀在所述固体基材或基片上，含钍薄膜平均厚度为10nm以上；由钍的衰变获得220Rn，220Rn从含钍薄膜逸出，获得稳定释放220Rn的放射源；
所述固定结构把由多个镀有含钍薄膜的固体基材或基片组成的用于稳定释放220Rn的放射源的阵列固定为一个整体并与所述放射源壳体进行固定；所述放射源壳体上的密封法兰与所述放射源壳体气密连接，作为与应用载荷的连接口；所述放射源壳体及其上的密封法兰为所述放射源提供真空环境，防止外界气体及其他杂质进入；
所述放射装置还包括载流气体，所述载流气体用于将220Rn输送到期望区域；所述放射源壳体的设计外压不低于0.1MPa，设计内压不低于0.1MPa，漏率不大于1E-10Pa·m3/s，真空度在0.1Pa以下。
2.根据权利要求1所述的放射装置，其特征在于，所述用于稳定释放220Rn的放射源的阵列含有的用于稳定释放220Rn的放射源的数量不少于4个。
3.根据权利要求1所述的放射装置，其特征在于，所述含钍薄膜中的钍以含钍元素化合物、或含钍元素的混合物的形式存在。
4.根据权利要求1所述的放射装置，其特征在于，所述固体基材或基片为任意形状，长度最大方向的长度大于100mm。
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