CN203376483U - 一种精细伽玛全谱快速测氡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于铀矿勘查技术领域，具体涉及一种精细伽玛全谱快速测氡装置。所述屏蔽装置由屏蔽装置侧筒及位于其上端的屏蔽装置盖、位于其下端的屏蔽装置底座组成；所述溴化镧晶体与光电倍增管之间用硅胶耦合，两者侧面包两层坡莫合金薄片，外再包一层海绵，海绵外用胶布绑定；所述高压模块和前置放大器位于光电倍增管下部，光电倍增管分别与高压模块和前置放大器连接；溴化镧晶体、光电倍增管、高压模块和前置放大器整体装入探头外壳中；探头外壳位于屏蔽装置中，探头外壳的上部放置有活性炭杯；前置放大器与8192道能谱主机连接，8192道能谱主机与便携式计算机连接。该装置可以提高伽玛能谱测量的能量分辨率和探测效率及测量系统灵敏度。
Description
技术领域
本实用新型属于铀矿勘查技术领域，具体涉及一种精细伽玛全谱快速测氡装置。
背景技术
全球表层铀矿资源基本查明，深部铀矿资源的勘查具有一定的难度，寻找铀矿最直接的方法就是钻探，但是，大量的钻探带来的是巨大的经济成本和浪费。所以，深部铀矿资源的勘查技术的研究显得尤为重要。在矿体周围特别是上方存在机械晕和分散晕等，存在于这些晕中的铀系微粒在地气流或扩散、对流等综合营力或载体的作用下沿着岩体接触带、断裂构造、晶粒间空隙等渗透迁移，在表层土壤中富集。铀系在迁移的过程中不断衰变产生的氡，可以反映深部铀矿信息。捕集、测量和评价氡的异常信息是深部铀矿勘查的重要技术之一。氡的测量按可分为瞬时测量和累积测量，累积测量相对于瞬时测量来说，可避免氡的日变影响，能较好地反映深部信息，对寻找深部铀矿具有重要的意义。瞬时测氡方法有218Po测氡、α能谱测氡等，所使用的仪器有FD-3017型国产测氡仪、RAD7测氡仪等，主要是通过现场抽气测量，在沙地或松散的土壤中氡容易析出而储存量少，且氡的日变化较大，效果不佳；累积测量方法有热释光、210Po等，这些方法需要取土壤样品，周期长，过程繁琐，受浅层干扰较大。活性炭吸附测氡是通过挖坑埋置装有活性炭的杯子，长时间吸附捕集来自深部地气流，然后测量杯中活性炭吸附的氡子体衰变产生的伽玛射线来计算氡浓度。活性炭吸附测氡也分瞬时和累积测量两种，以累积测量方式为优，该方法研究开始于上世纪60年代，测量装置为铅屏蔽的NaI晶体探测器，由于NaI晶体的能量分辨率较差（能量分辨率>7%,137Cs-γ，662KeV），且灵敏度较低，采用伽玛能谱测量的统计涨落大，效果较差，当前基本采用伽玛总道测量，伽玛总道测量受钍系子体或其它核素衰变的干扰。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种精细伽玛全谱快速测氡装置，以提高伽玛能谱测量的能量分辨率和探测效率及测量系统灵敏度。
为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：
一种精细伽玛全谱快速测氡装置，该装置包括溴化镧晶体、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、活性炭杯；屏蔽装置由屏蔽装置侧筒及位于其上端的屏蔽装置盖、位于其下端的屏蔽装置底座组成；所述溴化镧晶体与光电倍增管之间用硅胶耦合，两者侧面包两层坡莫合金薄片，外再包一层海绵，海绵外用胶布绑定；所述高压模块和前置放大器位于光电倍增管下部，光电倍增管分别与高压模块和前置放大器连接；溴化镧晶体、光电倍增管、高压模块和前置放大器整体装入探头外壳中；探头外壳位于屏蔽装置中，探头外壳的上部放置有活性炭杯；前置放大器通过信号电缆线与8192道能谱主机连接，8192道能谱主机通过信号电缆线与便携式计算机连接。
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。
所述光电倍增管型号为CR-105。
所述高压模块的型号为CC228P-01Y。
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。
所述活性炭杯为塑料杯，规格为Φ40mm×70mm，内部从杯底到杯口依次装活性炭颗粒20g～25g，薄层棉絮，干燥剂3～5g，薄层棉絮、铁纱网。
本实用新型所取得的有益效果为：
本实用新型所述精细伽玛全谱快速测氡装置，用于测量活性炭吸附的土壤气体或纳米级微粒所含氡及其子体衰变产生的伽玛射线，通过分析处理实测8192道伽玛全谱谱线数据来计算氡浓度进行深部找矿。利用溴化镧晶体及最优匹配的光电倍增管、高压模块、前置放大器、8192道伽玛全谱主机及铅屏蔽装置，建立一套精细伽玛全谱测氡装置，通过8192道伽玛全谱谱线分析计算氡浓度进行深部找矿，解决深部铀矿勘查技术难题。
附图说明
图1为本实用新型所述精细伽玛全谱快速测氡装置结构图；
图2为本实用新型所述精细伽玛全谱快速测氡装置的侧筒横切面图；
图中：1、溴化镧晶体；2、光电倍增管；3、高压模块和前置放大器；4、探头外壳；5、屏蔽装置侧筒；6、侧筒横切面；7、屏蔽装置底座；8、屏蔽装置盖；9、信号电缆线；10、8192道能谱主机；11、便携式计算机；12、活性炭杯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
如图1所示，本实用新型所述精细伽玛全谱快速测氡装置包括溴化镧晶体1、光电倍增管2、高压模块和前置放大器3、探头外壳4、屏蔽装置、8192道能谱主机10、便携式计算机11、活性炭杯12；屏蔽装置由屏蔽装置侧筒5及位于其上端的屏蔽装置盖8、位于其下端的屏蔽装置底座7组成；所述溴化镧晶体1与光电倍增管2之间用硅胶耦合，两者侧面包两层坡莫合金薄片，外再包一层海绵，海绵外用胶布绑定，防止在测量过程中受电磁干扰；所述高压模块和前置放大器3位于光电倍增管2下部，光电倍增管2分别与高压模块和前置放大器连接；溴化镧晶体1、光电倍增管2、高压模块和前置放大器3整体装入探头外壳4中；探头外壳4位于屏蔽装置中，探头外壳4的上部放置有活性炭杯12；前置放大器通过信号电缆线9与8192道能谱主机10连接，8192道能谱主机10通过信号电缆线9与便携式计算机11连接；
所述溴化镧晶体1为掺铈溴化镧晶体，为圆柱体，底直径为40mm，高45mm；所述光电倍增管2型号为CR-105；所述高压模块的型号为CC228P-01Y；所述屏蔽装置是为了阻挡来自环境的伽玛射线，其材料为铅，所述屏蔽装置侧筒5由7个圆筒叠加而成，便于搬运，每个圆筒外径110mm，内径80mm，高50mm，屏蔽装置底座7和屏蔽装置盖8为直径110mm，厚30mm的圆饼；所述探头外壳4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；所述活性炭杯12为塑料杯，规格为Φ40mm×70mm，内部从杯底到杯口依次装活性炭颗粒20g～25g，薄层棉絮，干燥剂3～5g，薄层棉絮、铁纱网，所述活性炭是用于吸附地气中氡；
该套装置用于铀矿勘查中伽玛全能谱测量，具体工作过程如下：
（1）将如图1所示将测量系统组装在已知氡浓度的小型氡室标定，获得相应的伽玛全谱谱线和氡浓度换算系数。
（2）将采购的活性炭在专用的烤箱中烘干，目的是将活性炭中氡及湿气部分清除，烤箱设置温度为120℃，烘烤时间为8小时。
（2）将烤好的活性炭称量25g装入瓶中，塞入薄层丝绵，使干燥剂与活性炭隔开，再装入5g干燥剂，然后再塞入丝绵，塞入铁丝网，防止杯子倒放时活性炭及干燥剂不掉落，然后盖上瓶盖，根据项目任务需要制作一定数量的活性炭杯，并在本实用新型所述精细伽玛全谱快速测氡装置上测量，获得该活性炭杯的本底伽玛全谱。
（3）在野外现场按照一定的点线距网格挖坑，坑的规格为直径15～18cm，深度50cm～100cm底部平坦，将装好活性炭、丝绵、干燥剂的活性炭杯取盖后与漏斗状塑料杯罩连接倒扣坑底部，再将塑料薄膜或塑料袋套上，以防止雨水或大气中氡进入杯中，然后，用土壤将坑填满，并做标记。记录埋杯时间，时间具体到分钟。
（4）埋置活性炭杯7天～30天后，将活性炭杯取出，盖上杯盖，密封，3小时后，测量3次，每次测量时间1分钟，取平均全谱线。
（5）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。具体根据全谱线特征及项目研究需要，可选取214Bi的609keV特征峰窗口净计数率、214Bi的609keV特征峰和1760keV特征峰两个窗口总的净计数率、214Pb的352keV特征峰、295keV特征峰、242keV特征峰三个特征峰窗口的净计数率，再利用对应换算系数即可确定氡浓度。
（6）基于GIS软件，将公里网坐标及所测氡浓度，插值并绘制等值图，通过滤波平滑处理得到所需要的等值线图。
Claims (7)
1.一种精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：该装置包括溴化镧晶体（1）、光电倍增管（2）、高压模块和前置放大器（3）、探头外壳（4）、屏蔽装置、8192道能谱主机（10）、便携式计算机（11）、活性炭杯（12）；屏蔽装置由屏蔽装置侧筒（5）及位于其上端的屏蔽装置盖（8）、位于其下端的屏蔽装置底座（7）组成；所述溴化镧晶体（1）与光电倍增管（2）之间用硅胶耦合，两者侧面包两层坡莫合金薄片，外再包一层海绵，海绵外用胶布绑定；所述高压模块和前置放大器（3）位于光电倍增管（2）下部，光电倍增管（2）分别与高压模块和前置放大器连接；溴化镧晶体（1）、光电倍增管（2）、高压模块和前置放大器（3）整体装入探头外壳（4）中；探头外壳（4）位于屏蔽装置中，探头外壳（4）的上部放置有活性炭杯（12）；前置放大器通过信号电缆线（9）与8192道能谱主机（10）连接，8192道能谱主机（10）通过信号电缆线（9）与便携式计算机（11）连接。
2.根据权利要求1所述的精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：所述溴化镧晶体（1）为掺铈溴化镧晶体，为圆柱体，底直径为40mm，高45mm。
3.根据权利要求1所述的精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：所述光电倍增管（2）型号为CR-105。
4.根据权利要求1所述的精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：所述高压模块的型号为CC228P-01Y。
5.根据权利要求1所述的精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：所述屏蔽装置材料为铅，所述屏蔽装置侧筒（5）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（7）和屏蔽装置盖（8）为直径110mm，厚30mm的圆饼。
6.根据权利要求1所述的精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：所述探头外壳（4）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。
7.根据权利要求1所述的精细伽玛全谱快速测氡装置，其特征在于：所述活性炭杯（12）为塑料杯，规格为Φ40mm×70mm，内部从杯底到杯口依次装活性炭颗粒20g～25g，薄层棉絮，干燥剂3～5g，薄层棉絮、铁纱网。
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