CN109901211A - 一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铀矿勘查技术领域，具体涉及一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，该方法包括以下步骤：步骤一：选择基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统；步骤二：活性炭盒定制；步骤三：活性炭盒本底测量；步骤四：基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准；步骤五：选取测量区、并设计测量点坐标；步骤六：利用手持GPS，野外现场定点；步骤七：打孔，埋置活性炭盒；步骤八：取活性炭盒；步骤九：将步骤八中取出的活性炭盒，利用基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置进行测量，获得测量全谱线；步骤十：确定净全谱线；步骤十一：确定氡浓度；步骤十二：数据处理，绘制氡浓度异常等值线平面图。
Description
技术领域
本发明属于铀矿勘查技术领域，具体涉及一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法。
背景技术
“攻深找盲”是目前铀矿勘查的重点研究方向，也是技术难点，活性炭吸附测氡是深部隐伏铀矿探测的重要方法，该方法主要是通过埋置装有活性炭的装置，长时间吸附氡，然后测量杯中活性炭吸附的氡子体衰变产生的伽马射线来计算氡浓度。该方法测量装置为铅屏蔽的NaI晶体探测器，因NaI晶体的能量分辨率较差，且灵敏度较低，当前主要是采用伽马总道测量获取氡浓度，但是，伽马总道测量受钍系子体或其它核素衰变的干扰，影响了测量的准确度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：提供一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，能有效分辨出氡伽马衰变子体，以提高氡测量的准确度。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：选择基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统；
步骤二：活性炭盒定制；
步骤三：活性炭盒本底测量；
步骤四：基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准；
步骤五：选取测量区、并设计测量点坐标；
步骤六：利用手持GPS，野外现场定点；
步骤七：打孔，埋置活性炭盒；
步骤八：取活性炭盒；
步骤九：将步骤八中取出的活性炭盒，利用基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置进行测量，获得测量全谱线；
步骤十：确定净全谱线；
步骤十一：确定氡浓度；
步骤十二：数据处理，绘制氡浓度异常等值线平面图。
如上所述步骤一：选择基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统，包括：溴化镧晶体、光电倍增管、高压模块和前置放大器、探头外壳、屏蔽装置、8192道能谱主机、便携式计算机；
所述溴化镧晶体为掺铈溴化镧晶体，为圆柱体，底直径为40mm，高45mm；
所述屏蔽装置材料为铅，所述屏蔽装置侧筒由7个圆筒叠加而成，每个圆筒外径110mm，内径80mm，高50mm，屏蔽装置底座和屏蔽装置盖为直径110mm，厚30mm的圆饼；
所述探头外壳外形为圆柱状，外径69mm，内径63mm，材料为铝合金，厚3mm，分3段，每段通过螺纹连接成整体。
如上所述步骤二：活性炭盒定制，包括:活性炭盒为含盖的圆柱形塑料杯，活性炭盒底面直径大于溴化镧晶体底面直径，活性炭盒内由下至上依次装有活性炭颗粒50g、厚度为1mm的薄海绵、干燥剂5g、厚度为1mm的薄海绵、铁纱网。
如上所述步骤三：活性炭盒本底测量，包括：取步骤二中已经装好的活性炭盒5个，利用步骤一的基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置测量，每个活性炭盒测量3分钟，获得该活性炭盒的全谱线，取5个活性炭盒全谱线的平均值，即为活性炭盒的本底全谱线。
如上所述步骤四：基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准，包括：利用氡室对步骤一和步骤二组成的基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准，获得换算系数；
如上所述步骤七：打孔，埋置活性炭盒，包括：用打孔钻打孔，孔直径大于活性炭盒底面直径，孔深度大于等于30cm，旋开活性炭盒盖后，将活性炭盒口朝下放置在已经打好的孔底，用塑料薄膜密封住孔口，防止空气和雨水进入。
如上所述步骤八：取活性炭盒，包括：所述步骤七中的活性炭盒埋置时间应大于等于3天，活性炭盒取出时迅速盖上活性炭盒盖并旋紧；其它测点按所述步骤六至步骤八同理开展工作。
如上所述步骤十：确定净全谱线，包括：将步骤九中的测量全谱线减去步骤三中的本底谱线，获得净全谱线。
如上所述步骤十一：确定氡浓度，包括：设置氡子体特征峰的能量窗口，计算相应的特征峰窗口净计数率；选取214Pb的352keV特征峰窗口的净计数率，再利用对应换算系数确定氡浓度，氡浓度计算公式如公式(1)，
公式(1)中，CRn表示测量获得的氡浓度，K表示活性炭测氡仪换算系数，N表示取出的活性炭盒实测净全谱线214Pb的352keV特征峰窗口净计数率，λ表示氡衰变常数，t1表示活性炭盒从取出至开始测量时的时间段，t2表示活性炭盒从埋置至取出的时间段，表示对氡的衰变修正，是对氡的平衡修正。
如上所述步骤十二：数据处理，绘制氡浓度异常等值线平面图，包括：将公里网坐标及所测氡浓度，采用Kring插值方法进行网格化处理，形成网格化数据，再对网格化数据通过分形滤波处理得到所需要的氡浓度异常等值线平面图。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，采用活性炭盒吸附土壤中氡及其子体，通过基于溴化镧晶体的8192道伽马全谱测氡装置测量氡子体伽马全谱线，利用全谱线的特征能量窗口的净技术率来计算氡浓度进行深部找矿，有效地提高了测量的准确度。
附图说明
图1：本发明所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法的流程图；
图2：本发明所述基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置对Cs源实测特征峰及能量分辨率图；
图3:为本发明所述实测伽马全谱谱线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：选择基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统；
包括：溴化镧晶体、光电倍增管、高压模块和前置放大器、探头外壳、屏蔽装置、8192道能谱主机、便携式计算机；
所述溴化镧晶体为掺铈溴化镧晶体，为圆柱体，底直径为40mm，高45mm；
所述屏蔽装置材料为铅，所述屏蔽装置侧筒由7个圆筒叠加而成，每个圆筒外径110mm，内径80mm，高50mm，屏蔽装置底座和屏蔽装置盖为直径110mm，厚30mm的圆饼；
所述探头外壳外形为圆柱状，外径69mm，内径63mm，材料为铝合金，厚3mm，分3段，每段通过螺纹连接成整体；
所述光电倍增管型号为CR-105；
所述高压模块的型号为CC228P-01Y；
步骤二：活性炭盒定制；所述活性炭盒为含盖的圆柱形塑料杯，规格为Φ50mm×70mm，活性炭盒底面直径大于溴化镧晶体底面直径，活性炭盒内由下至上依次装有活性炭颗粒50g、厚度为1mm的薄海绵、干燥剂5g、厚度为1mm的薄海绵、铁纱网。
步骤三：活性炭盒本底测量：取步骤二中已经装好的活性炭盒5个，利用步骤一的基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置测量，每个活性炭盒测量3分钟，获得该活性炭盒的全谱线，取5个活性炭盒全谱线的平均值，即为活性炭盒的本底全谱线。
步骤四：基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准；利用氡室对步骤一和步骤二组成的基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准，获得换算系数；
步骤五：选取测量区、并设计测量点坐标；
步骤六：利用手持GPS，野外现场定点；
步骤七：打孔，埋置活性炭盒；用打孔钻打孔，孔直径大于活性炭盒底面直径，孔深度不小于30cm；本实施例中优选孔直径为80mm，深度为70cm，旋开活性炭盒盖后，将活性炭盒口朝下放置在已经打好的孔底，用塑料薄膜密封住孔口，防止空气和雨水进入。
步骤八：取活性炭盒；所述步骤七中的活性炭盒埋置时间应大于等于3天，本实施例中的活性炭盒埋置5天后取出，活性炭盒取出时迅速盖上活性炭盒盖并旋紧；其它测点按所述步骤六至步骤八同理开展工作。
步骤九：将步骤八中取出的活性炭盒，利用基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置进行测量，获得测量全谱线；
步骤十：确定净全谱线；将步骤九中的测量全谱线减去步骤三中的本底谱线，获得净全谱线。
步骤十一：确定氡浓度；设置氡子体特征峰的能量窗口，计算相应的特征峰窗口净计数率；选取214Pb的352keV特征峰窗口的净计数率，再利用对应换算系数确定氡浓度，氡浓度计算公式如公式(1)，
公式(1)中，CRn表示测量获得的氡浓度，K表示活性炭测氡仪换算系数，N表示取出的活性炭盒实测净全谱线214Pb的352keV特征峰窗口净计数率，λ表示氡衰变常数，t1表示活性炭盒从取出至开始测量时的时间段，t2表示活性炭盒从埋置至取出的时间段，表示对氡的衰变修正，是对氡的平衡修正。
步骤十二：数据处理，绘制氡浓度异常等值线平面图，基于GIS软件，将公里网坐标及所测氡浓度，采用Kring插值方法进行网格化处理，形成网格化数据，再对网格化数据通过分形滤波处理得到所需要的氡浓度异常等值线平面图。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (10)
1.一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：选择基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统；
步骤二：活性炭盒定制；
步骤三：活性炭盒本底测量；
步骤四：基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准；
步骤五：选取测量区、并设计测量点坐标；
步骤六：利用手持GPS，野外现场定点；
步骤七：打孔，埋置活性炭盒；
步骤八：取活性炭盒；
步骤九：将步骤八中取出的活性炭盒，利用基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置进行测量，获得测量全谱线；
步骤十：确定净全谱线；
步骤十一：确定氡浓度；
步骤十二：数据处理，绘制氡浓度异常等值线平面图。
2.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述的步骤一：选择基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统，包括：溴化镧晶体、光电倍增管、高压模块和前置放大器、探头外壳、屏蔽装置、8192道能谱主机、便携式计算机；
所述溴化镧晶体为掺铈溴化镧晶体，为圆柱体，底直径为40mm，高45mm；
所述屏蔽装置材料为铅，所述屏蔽装置侧筒由7个圆筒叠加而成，每个圆筒外径110mm，内径80mm，高50mm，屏蔽装置底座和屏蔽装置盖为直径110mm，厚30mm的圆饼；
所述探头外壳外形为圆柱状，外径69mm，内径63mm，材料为铝合金，厚3mm，分3段，每段通过螺纹连接成整体。
3.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤二：活性炭盒定制，包括:活性炭盒为含盖的圆柱形塑料杯，活性炭盒底面直径大于溴化镧晶体底面直径，活性炭盒内由下至上依次装有活性炭颗粒50g、厚度为1mm的薄海绵、干燥剂5g、厚度为1mm的薄海绵、铁纱网。
4.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述的步骤三：活性炭盒本底测量，包括：取步骤二中已经装好的活性炭盒5个，利用步骤一的基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置测量，每个活性炭盒测量3分钟，获得该活性炭盒的全谱线，取5个活性炭盒全谱线的平均值，即为活性炭盒的本底全谱线。
5.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤四：基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准，包括：利用氡室对步骤一和步骤二组成的基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡装置系统校准，获得换算系数。
6.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤七：打孔，埋置活性炭盒，包括：用打孔钻打孔，孔直径大于活性炭盒底面直径，孔深度大于等于30cm，旋开活性炭盒盖后，将活性炭盒口朝下放置在已经打好的孔底，用塑料薄膜密封住孔口，防止空气和雨水进入。
7.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤八：取活性炭盒，包括：所述步骤七中的活性炭盒埋置时间应大于等于3天，活性炭盒取出时迅速盖上活性炭盒盖并旋紧；其它测点按所述步骤六至步骤八同理开展工作。
8.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤十：确定净全谱线，包括：将步骤九中的测量全谱线减去步骤三中的本底谱线，获得净全谱线。
9.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤十一：确定氡浓度，包括：设置氡子体特征峰的能量窗口，计算相应的特征峰窗口净计数率；选取214Pb的352keV特征峰窗口的净计数率，再利用对应换算系数确定氡浓度，氡浓度计算公式如公式(1)，
公式(1)中，CRn表示测量获得的氡浓度，K表示活性炭测氡仪换算系数，N表示取出的活性炭盒实测净全谱线214Pb的352keV特征峰窗口净计数率，λ表示氡衰变常数，t1表示活性炭盒从取出至开始测量时的时间段，t2表示活性炭盒从埋置至取出的时间段，表示对氡的衰变修正，是对氡的平衡修正。
10.根据权利要求1所述的一种基于溴化镧晶体的精细伽马全谱测氡方法，其特征在于：所述步骤十二：数据处理，绘制氡浓度异常等值线平面图，包括：将公里网坐标及所测氡浓度，采用Kring插值方法进行网格化处理，形成网格化数据，再对网格化数据通过分形滤波处理得到所需要的氡浓度异常等值线平面图。
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