CN2708310Y - 氡补偿式氚监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氡补偿式氚监测仪，由测氚电离室和氡补偿电离室构成，在一个开有气体进出口的箱体内由拉有金属丝的三个平行框架构成测氚电离室，两侧由度铝聚酯膜窗和收集板构成氡补偿电离室，由于氚β无法穿透度铝聚酯膜窗，因此可以使氚与氡输出的响应信号分开。该监测仪结构简单，使用方便，可以用于含有氡等放射性气体中氚的监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种放射性气体的监测装置，具体涉及一种氡补偿式氚监测仪。
背景技术
放射性气体氚的监测经常需要甄别、剔除空气中同时存在的其他放射性气体，如氡、钍或氪、氙等放射性核气体的影响。在九五期间，中国辐射防护研究院设计的2升丝壁电离室构成的TAM-II型空气中氚监测仪，可实现对同时存在的γ射线的补偿。探测器配备的电流积分式CMOS场效应管静电计和以单片机8031为核心的智能化仪表，实现了氚的实时连续自动监测；配备的RS232标准串行口，可以通过有线或无线的方式与微机进行通讯，实现对测量的远程控制和数据传输。(吴斌等TAM-2空气中氚监测仪的研制，核电子学与探测技术2001，2)。对于在释放β射线的放射性气体存在条件下氚的甄别监测，国内尚未见报道。
为了在其他β放射性气体存在条件下对氚进行监测，美国Jalbert在80年代曾研制过一种可甄别Kr-85等放射性惰性气体的同轴补偿式测氚电离室。该同轴圆柱型电离室共用一个氚β不能穿透的聚酯膜或薄铝箔作为公共壁。被测气体通过中空的中心电极进入内电离室。氚在内电离室里被测量，而氚以外的其他气体产生的高能β射线，除在内室产生电离电流外，穿过公共壁在外室电极上还可收集到补偿电流，从而实现在其他放射性气体存在条件下对氚的甄别测量(Jalbert.R.A A Tritium Monitor For Fusion Reactor RepLA-9382-MS，Los Alames National Lab.NIM(1982))。
然而对于地下空气中氚的监测，必须考虑Rn、Th的天然放射性的影响，而它们的浓度一天内随时间变化很大，可有一个数量级的起伏。若将10-7μCi/L的222Rn换算成等效的3H浓度，将是0.1×10-9Ci/L。考虑到所包含的涨落，实际上为0.5×10-8Ci/L，这样使得空气中0.2×10-9Ci/L的氚浓度测定非常困难。
这方面国外曾从原理上描述过一种高灵敏度选择性电离室。它由一个内流气式测氚电离室和一个外流气式补偿测量电离室串接而成，其补偿用电离室，呈圆筒型外电极用能透过3H以外所有高能β射线的喷镀金属的薄膜制成，且它的外部区域为通气室，在这个通气室里，3H以外的射线将被入射到补偿用的电离室内并产生电离电流，它同测氚室进行补偿。这样3H以外的β射线，如干扰最大的Rn、Th的影响将被大大降低。加之测定室也可加置补正电极，从而实现了在氡α放射性存在条件下氚β的选择性测量。
然而，上述Kr-85或Rn补偿的氚监测仪，都属于硬补偿，即要求测量室与补偿室的结构、体积完全相同，使他们对被补偿的射线响应完全相同，靠电离室所加高压极性相反，在静电计中产生的正负电流相抵消。实际上由于测量室与补偿室的结构、体积上存在的某些差异或其他原因，补偿电流很难为零，仪器一旦装好即为定值不能调整。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可以对氚β和氡α粒子进行实时连续、同步测量的氡补偿式氚监测仪。
一种氡补偿式氚监测仪，包括测氚电离室和氡补偿电离室，所说的测氚电离室由三个拉有金属丝的平行框架构成，中间的金属丝接零电位，上下两侧金属丝接负高压；测氚电离室外侧为两个度铝聚酯膜窗，且与框架平行，接正高压；两个度铝聚酯膜窗的外侧为电离室收集板，与度铝聚酯膜构成氡补偿电离室；所说的平行框架、度铝聚酯膜窗和电离室收集板在一个箱体内，相互之间以及与箱体之间均为绝缘接触；箱体侧壁上，在度铝聚酯膜窗和测氚电离室之间有一个通气孔；箱体另一个侧壁上，在另一个度铝聚酯膜窗和测氚电离室之间也有一个通气孔。
将含有氚和氡的气体从箱体的一个通气孔注入，从另一个孔输出，则测氚电离室给出的是氚β和氡α的共同信号，而由度铝聚酯膜和电离室收集板构成的氡补偿式电离室给出的则是不含有氚β的信号。这样，使之与现有技术TAM-2空气中氚监测仪的单扳机微处理器和软件程序结合对监测数据进行处理，就实现了气体中氚监测过程氡干扰的实时、同步补偿。该监测仪结构简单，操作方便。
附图说明
图1氡补偿式氚监测仪的结构示意图；
图2为A-A向剖视图。
图中，1.监测器下盖，2.紧固螺丝，3.聚氯乙烯支架，4.保护环，5.聚四氟乙烯绝缘层，6、7、8.不锈钢丝电极框架，9.氚电离室收集电极，10、11.氚电离室高压电极，12、13.氡电离室镀铝聚脂膜窗，14.聚四氟乙烯绝缘支脚，15、16.氡电离室收集电板，17.监测器上盖，18、19.通气孔。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本使用新型作进一步说明。
一种整体化的同步测氚、测氡流气式监测仪，由内外表面进行过氧化处理的铝合金电离室下盖1和上盖17用螺丝2紧固构成一个密闭腔室；在腔室内居中通过聚氯乙烯支架3、保护环4和聚四氟乙烯绝缘垫5固定一个不锈钢框架6，其上拉有镍丝作为氚电离室收集电极9，两侧是与之平行且等距的同样拉有镍丝的不锈钢框架7和8，上面的镍丝作为测氚电离室负高压电极10、11；所说的金属镍丝，均匀分布在不锈钢架6、7和8上；在不锈钢框架7和8的外侧是一对平行且分别与不锈钢框架7和8等距离的镀铝聚酯膜窗12、13，接正高压电极，它们分别和由聚四氟乙烯绝缘支脚14固定在监测器下盖1和监测器上盖17的内侧底面上的氡电离室收集电板15和16构成两个测氡电离室，并使测氡电离室密闭不与被测气体接触；聚氯乙烯支架3的底壁上有孔，可以使被测气体由通气孔18进入，通过两个镀铝聚酯膜窗12和13之间的空间，然后经另一个通气孔19排出。
这样，位于空腔中央的氚电离室镍丝收集电极9与其两侧镍丝负高压电极10、11构成了空气在其中可自由流动的丝壁测氚电离室，两个加正高压的镀铝聚酯膜窗12、13与密闭在两侧空间内的收集电极板15、16构成了两个平行板测氡电离室。
在一个通气孔18处安装一个采样泵，在另一个通气孔19处的采样管路上先后连接消离子器、粒子过滤器和流量计；将测氚电离室和氡补偿电离室分别与静电计的前置级相连，并与现有技术中TAM一2空气中氚监测仪的单扳机微处理器和软件程序相连即可。
开启采样泵，含有氡和氚的气体流过监测仪，即实现了空气中的氚β+氡α粒子和氡α粒子的同步、实时监测。两电离室输出分别经前置级，实时地将信号馈送给静电计二次仪表的单片机微处理器，使测氚主回路报出的气体(氚和氡)浓度信号与其时的氡浓度相减，最终报出每时刻的空气中的氚浓度。
Claims (5)
1.一种氡补偿式氚监测仪，包括测氚电离室和氡补偿电离室，其特征在于：测氚电离室由三个拉有金属丝的平行框架(6)、(7)、(8)构成，中间框架(6)的金属丝接零电位，上下两侧框架(7)、(8)与框架(6)等距，其金属丝均接负高压；测氚电离室外侧为两个度铝聚酯膜窗(12)、(13)，且与框架(6)平行、等距，接正高压；两个度铝聚酯膜窗(12)、(13)的外侧为氡电离室收集板(15)、(16)，它们分别与度铝聚酯膜窗(12)、(13)构成氡补偿电离室；所说的平行框架(6)、(7)、(8)、度铝聚酯膜窗(12)、(13)和氡电离室收集板(15)、(16)均安装在一个箱体内，与箱体之间均为绝缘接触；箱体侧壁上，在度铝聚酯膜窗(13)和框架(7)之间有一个通气孔(18)；箱体另一个侧壁上，在度铝聚酯膜(12)和框架(8)之间也有一个通气孔(19)。
2.如权利要求1所述的氡补偿式氚探测器，其特征在于：所说的箱体是由经过氧化处理的铝合金制成的，它是用紧固螺丝(2)将监测器上盖(1)和监测器下盖(17)连接而成的。
3.如权利要求1所述的氡补偿式氚探测器，其特征在于：框架(6)用过聚氯乙烯支架(3)、保护环(4)和聚四氟乙烯绝缘垫(5)固定在箱体上，框架(7)、(8)和度铝聚酯膜(12)、(13)用过聚氯乙烯支架(3)固定在箱体上，氡电离室收集板(15)、(16)分别由聚四氟乙烯绝缘支脚(14)固定在监测器下盖(1)和监测器上盖(17)的内侧底面上。
4.如权利要求1或3所述的氡补偿式氚探测器，其特征在于：所说的平行框架(6)、(7)、(8)用料为不锈钢。
5.如权利要求1所述的氡补偿式氚探测器，其特征在于：平行框架(6)、(7)、(8)上的金属丝为镍丝，且均匀分布。
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