《同步测量环境SUP220/SUPRN、SUP222/SUPRN混合浓度的方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《同步测量环境SUP220/SUPRN、SUP222/SUPRN混合浓度的方法.pdf(13页完整版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103558624 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103558624 A (21)申请号 201310536558.7 (22)申请日 2013.11.04 G01T 1/167(2006.01) (71)申请人 衡阳师范学院 地址 421008 湖南省衡阳市雁峰区黄白路 165 号 (72)发明人 谭延亮 袁红志 (74)专利代理机构 衡阳市科航专利事务所 43101 代理人 邹小强 (54) 发明名称 同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法 (57) 摘要 一种同步测量环境 220Rn、222Rn 混合浓度的 方法, 操作步骤。
2、为 : 关闭第一阀门, 启动泵, 环境 220Rn、222Rn 混合空气通过流量计、 调节阀、 过滤器 进入三通, 再通过第一真空表、 泵进入环境, 泵的 流率非常高, 使得三通内 220Rn、222Rn与环境中的浓 度一致。调节低压单闪烁室内的气压到 P1, 使其 对 222Rn、220Rn 及其子体衰变放出的 粒子具有相 同的探测效率。将三通阀的 a-b 端关闭, b-c 端 打开, 对低压单闪烁室抽真空, 然后关闭三通阀的 b-c 端, 打开三通阀的 a-b 端, 再同时打开阀门进 行采样。采样后, 关闭阀门, 记录低压单闪烁室当 前的气压值P2, P2小于或等于P1。 启动闪烁室测量 。
3、装置开始测量, 利用测量得到的每个周期的计数, 就可以利用相应的计算方法得到环境中的 220Rn、 222Rn 浓度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103558624 A CN 103558624 A 1/3 页 2 1. 一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其特征是 : 其具体操作步骤如下 : 关闭第一阀门, 启动泵, 环境 220Rn、222Rn 混合空气通过流量计、 调节阀、 过滤器进入三 通,。
4、 再通过第一真空表、 泵进入环境, 泵的流率非常高, 使得三通内 220Rn、222Rn 的浓度与环境 中的 220Rn、222Rn 浓度一致 ; 低压单闪烁室上连接有第二真空表和三通阀, 假设低压单闪烁室内任意一点到涂敷有 硫化锌的表面最大距离为 L, 降低低压单闪烁室内的气压, 222Rn、220Rn 及其子体衰变放出的 粒子具有不同的能量, 相应的射程也不同, 其中 222Rn 衰变放出的 粒子能量最小, 射程 也最小 ; 调节低压单闪烁室内的气压到P1, 使得 222Rn衰变放出的粒子在该气压下射程大 于 L, 这样使得低压单闪烁室在低压下对 222Rn、220Rn 及其子体衰变放出的。
5、 粒子具有相同 的探测效率 ; 用 h 来表示探测效率, 平均一次 衰变, 能测量到 h 个计数 ; 调节调节阀, 使得三通内的气压小于或等于 P1; 将三通阀的 a-b 端关闭, b-c 端打开, 外接真空泵对低压单闪烁室抽真空, 抽真空后关 闭三通阀的 b-c 端, 打开三通阀的 a-b 端, 再同时打开阀门进行采样 ; 快速完成采样后, 同 时关闭阀门, 读第二真空表的读数, 记录低压单闪烁室当前的气压值 P2, P2小于或等于 P1; 启动闪烁室测量装置开始测量, 由于滤膜过滤了所有的子体, 因此认为采样时, 没有 222Rn、 220Rn 的子体进入低压单闪烁室 ; 在采样结束及测量。
6、开始的瞬间, 设在低压单闪烁室内 222Rn 及其子体218Po、214Pb、214Bi 的活度分别为、 0、 0、 0 ; 衰变常数分别为、; 由于 214Po 的半衰期只有 164s, 其半衰期很短, 因此人们常把 214Po 的放射性归结为214Bi 的放射性 ; 低压单闪烁室 内 220Rn 的初始活度为 , 设在低压单闪烁室内 220Rn 的活度为 , 其子体 216Po 的活度为 , 由于 216Po半衰期非常短, 与220Rn很快达到平衡,220Rn 衰变常数为 , 本底活度为A0, 不考虑其他长寿命子体, 则根据放射性衰变规律有 : (1) (2) (3) (4) (5) (6。
7、) (7) 对式 (2) 、(3) 、(4) 求解后, 得到总的 放射性活度随时间的变化规律为 : (8) 由于低压单闪烁室对不同能量的 粒子探测效率相同, 都为 h, 有 : (9) 权 利 要 求 书 CN 103558624 A 2 2/3 页 3 为低压单闪烁室测量装置测量到的计数随时间的变化规律 ; 以短时间间隔 T 为测量周期, T 的值为 1-10 分钟, 采用低压单闪烁室测量装置测量计 数, 其周期数量大于或等于 3 个, 每个测量周期的计数为, i 为测量周期 ; 根据第 i 个测量周期的计数求得第 i 个测量周期的单位时间的平均计数, 该平均 计数与在该测量周期中点的总 放。
8、射性活度的关系为 : (10) 利用式 (10) 对的数据进行非线性拟合, 能得到、的值 ; (11) 式中为 222Rn 的浓度 ; V 为低压单闪烁室的体积 ; P 2为低压单闪烁室内的气压 ; P0为 环境气压 ; (12) 式中为 220Rn 的浓度, 然后依据式 (11) 、 (12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度。 2. 根据权利要求 1 所述的一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其特征是 : 其测量装置由泵、 第一真空表、 三通、 阀门、 第二真空表、 低压单闪烁室测量装置、 低压单闪 烁室、 三通阀、 滤膜、 过滤器、 调节阀及流量计组成, 泵。
9、通过管道与第一真空表连接, 然后连 接到三通的 a 端, 三通的 b 端通过管道依次与过滤器、 调节阀及流量计连接, 三通的 c 端通 过管道依次与阀门、 滤膜、 三通阀、 第二真空表及低压单闪烁室连接, 低压单闪烁室测量装 置对低压单闪烁室进行计数测量。 3. 根据权利要求 1 所述的一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其特征是 : 以时间间隔 T 为测量周期, T 的值为 1-120 分钟, 采用低压单闪烁室测量装置测量计数, 其 周期数量大于或等于 3 个, 每个测量周期的计数为, i 为测量周期, 求总 放射性活度在第 i 个测量周期的积分 : (13) 式中。
10、是总 放射性活度 ; (14) 式中是总 放射性活度在第 i 个测量周期的积分 ; 应用最小二乘法求解, 引入残差: (15) 式中 wi是第 i 个测量周期的权重因子, 权重因子的引入是考虑每个测量周期的计数统 权 利 要 求 书 CN 103558624 A 3 3/3 页 4 计误差不同对拟合结果的误差影响 ; 根据最小二乘法原理, 使得残差取最小值, 能得到、的值, 然后依据式 (11) 、(12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度。 4. 根据权利要求 1 所述的一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其特征是 : 以较长的时间间隔 t1, t2, t3为测。
11、量周期, t1, t2, t3的值分别为 10-240 分钟, 测量周期为 3 个, 3 个测量周期的计数分别为,; (16) (17) (18) 对式 (16) 、(17) 、(18) 、 求解, 能得到、的值, 然后依据式 (11) 、(12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度。 权 利 要 求 书 CN 103558624 A 4 1/8 页 5 同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种核辐射探测技术, 特别是一种利用低压单闪烁室对 220Rn、 222Rn 混 合浓度同步测量的方法。 背景技术 0002 环境中的 222Rn 是人类。
12、所受天然辐射的主要来源, 近年来, 对环境220Rn 水平调查的 兴趣呈明显上升趋势, 调查发现有些环境中 220Rn 浓度较高, 而我国土壤中232Th 的含量与世 界均值比较明显偏高。 220Rn 由于其半衰期只有 55.6 秒, 其测量具有特殊性。当前利用闪烁 室同步测量 222Rn、220Rn 浓度的方法都需要复杂的实验或计算。 发明内容 0003 本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种利用低压单闪烁室对 220Rn、 222Rn 浓度同步测量的方法。 0004 本发明的技术方案是 : 一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其具体操 作步骤如下 : 关闭。
13、第一阀门, 启动泵, 环境 220Rn、222Rn 混合空气通过流量计、 调节阀、 过滤器进入三 通, 再通过第一真空表、 泵进入环境。 泵的流率非常高, 使得三通内 220Rn、222Rn的浓度与环境 中的 220Rn、222Rn 浓度一致。 0005 低压单闪烁室上连接有第二真空表和三通阀, 假设低压单闪烁室内任意一点到涂 敷有硫化锌的表面最大距离为 L, 降低低压单闪烁室内的气压, 222Rn、220Rn 及其子体衰变放 出的 粒子具有不同的能量, 相应的射程也不同, 其中 222Rn 衰变放出的 粒子能量最小, 射程也最小。调节低压单闪烁室内的气压到 P1, 使得 222Rn 衰变放出。
14、的 粒子在该气压下 射程大于 L, 这样使得低压单闪烁室在低压下对 222Rn、220Rn 及其子体衰变放出的 粒子具 有相同的探测效率。用 h 来表示探测效率, 平均一次 衰变, 能测量到 h 个计数。 0006 调节调节阀, 使得三通内的气压小于或等于 P1。 0007 将三通阀的 a-b 端关闭, b-c 端打开, 外接真空泵对低压单闪烁室抽真空, 抽真空 后关闭三通阀的 b-c 端, 打开三通阀的 a-b 端, 再同时打开阀门进行采样。快速完成采样 后, 同时关闭阀门, 读第二真空表的读数, 记录低压单闪烁室当前的气压值 P2, P2小于或等 于 P1。启动闪烁室测量装置开始测量, 由。
15、于滤膜过滤了所有的子体, 因此认为采样时, 没有 222Rn、220Rn 的子体进入低压单闪烁室。 0008 在采样结束及测量开始的瞬间, 设在低压单闪烁室内 222Rn 及其子体218Po、214Pb、 214Bi 的活度分别为 、 0、 0、 0 ; 衰变常数分别为、。由于 214Po 的半衰期 只有 164s, 其半衰期很短, 因此人们常把 214Po 的放射性归结为214Bi 的放射性。低压单闪 烁室内 220Rn 的初始活度为 , 设在低压单闪烁室内 220Rn 的活度为 , 其子体 216Po 的活 度为, 由于 216Po 半衰期非常短, 与220Rn 很快达到平衡,220Rn 。
16、衰变常数为 , 本底活度 说 明 书 CN 103558624 A 5 2/8 页 6 为 A0, 不考虑其他长寿命子体, 则根据放射性衰变规律有 : (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 对式 (2) 、(3) 、(4) 求解后, 可以得到总的 放射性活度随时间的变化规律为 : (8) 由于低压单闪烁室对不同能量的 粒子探测效率相同, 都为 h, 有 : (9) 为低压单闪烁室测量装置测量到的计数随时间的变化规律。 0009 以短时间间隔 T 为测量周期, T 的值为 1-10 分钟。采用低压单闪烁室测量装置测 量计数, 其周期数量大于或等于 3 个, 每个测量周期的计数为。
17、, i 为测量周期。 0010 根据第 i 个测量周期的计数求得第 i 个测量周期的单位时间的平均计数, 该 平均计数与在该测量周期中点的总 放射性活度的关系为 : (10) 利用式 (10) 对的数据进行非线性拟合, 能得到、的值。 0011 (11) 式中为 222Rn 的浓度 ; V 为低压单闪烁室的体积 ; P 2为低压单闪烁室内的气压 ; P0为 环境气压。 0012 (12) 式中为 220Rn 的浓度, 然后就可依据式 (11) 、 (12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度。 0013 上述方法采用的测量装置由泵、 第一真空表、 三通、 阀门、 第二真空表、 低压单闪烁 室。
18、测量装置、 低压单闪烁室、 三通阀、 滤膜、 过滤器、 调节阀及流量计组成, 泵通过管道与第 一真空表连接, 然后连接到三通的 a 端, 三通的 b 端通过管道依次与过滤器、 调节阀及流量 计连接, 三通的 c 端通过管道依次与阀门、 滤膜、 三通阀、 第二真空表及低压单闪烁室连接, 低压单闪烁室测量装置对低压单闪烁室进行计数测量。 说 明 书 CN 103558624 A 6 3/8 页 7 0014 本发明的进一步技术方案是 : 以时间间隔 T 为测量周期, T 的值为 1-120 分钟。采用低压单闪烁室测量装置测量计 数, 其周期数量大于或等于 3 个, 每个测量周期的计数为, i 为测。
19、量周期。 0015 求总 放射性活度在第 i 个测量周期的积分 : (13) 式中是总 放射性活度。 0016 (14) 式中是总 放射性活度在第 i 个测量周期的积分。 0017 应用最小二乘法求解, 引入残差: (15) 式中 wi是第 i 个测量周期的权重因子, 权重因子的引入是考虑每个测量周期的计数统 计误差不同对拟合结果的误差影响。 0018 根据最小二乘法原理, 使得残差取最小值, 能得到、的值, 然后就 可依据式 (11) 、(12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度。 0019 本发明的再进一步技术方案是 : 以较长的时间间隔 t1, t2, t3为测量周期, t1, t2。
20、, t3的值分别为 10-240 分钟。测量周期 为 3 个, 3 个测量周期的计数分别为,。 0020 (16) (17) (18) 对式 (16) 、(17) 、(18) 、 求解, 能得到、的值, 然后就可依据式 (11) 、(12) 求 得 222Rn、220Rn 的浓度。 0021 本发明与现有技术相比具有如下特点 : 本发明提供的测量方案简单, 计算方法方便。 0022 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。 附图说明 0023 附图 1 为本发明提供的测量装置示意图。 说 明 书 CN 103558624 A 7 4/8 页 8 具体实施方式 0024 实施例一、 一种。
21、同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其具体操作步骤如 下 : 关闭第一阀门 4, 启动泵 1, 环境 220Rn、222Rn 混合空气通过流量计 12、 调节阀 11、 过滤器 10进入三通3, 再通过第一真空表2、 泵1进入环境。 泵1的流率非常高, 使得三通3内 220Rn、 222Rn 的浓度与环境中的220Rn、222Rn 浓度一致。 0025 低压单闪烁室7上连接有第二真空表5和三通阀8, 假设低压单闪烁室7内任意一 点到涂敷有硫化锌的表面最大距离为 L, 降低低压单闪烁室 7 内的气压, 222Rn、220Rn 及其子 体衰变放出的 粒子具有不同的能量, 相应。
22、的射程也不同, 其中 222Rn 衰变放出的 粒子 能量最小, 射程也最小。调节低压单闪烁室 7 内的气压到 P1, 使得 222Rn 衰变放出的 粒子 在该气压下射程大于L, 这样使得低压单闪烁室7在低压下对 222Rn、220Rn及其子体衰变放出 的 粒子具有相同的探测效率。用 h 来表示探测效率, 平均一次 衰变, 能测量到 h 个计 数。 0026 调节调节阀 11, 使得三通 3 内的气压小于或等于 P1。 0027 将三通阀8的a-b端关闭, b-c端打开, 外接真空泵对低压单闪烁室7抽真空, 抽真 空后关闭三通阀 8 的 b-c 端, 打开三通阀 8 的 a-b 端, 再同时打开。
23、阀门 4 进行采样。快速完 成采样后, 同时关闭阀门 4, 读第二真空表 5 的读数, 记录低压单闪烁室 7 当前的气压值 P2, P2小于或等于 P1。启动闪烁室测量装置 6 开始测量, 由于滤膜 9 过滤了所有的子体, 因此认 为采样时, 没有 222Rn、220Rn 的子体进入低压单闪烁室 7。 0028 在采样结束及测量开始的瞬间, 设在低压单闪烁室 7 内 222Rn 及其子体218Po、214Pb、 214Bi 的活度分别为 、 0、 0、 0 ; 衰变常数分别为、。由于 214Po 的半衰期 只有 164s, 其半衰期很短, 因此人们常把 214Po 的放射性归结为214Bi 的。
24、放射性。低压单闪 烁室 7 内 220Rn 的初始活度为 , 设在低压单闪烁室 7 内 220Rn 的活度为 , 其子体 216Po 的活度为, 由于 216Po 半衰期非常短, 与220Rn 很快达到平衡,220Rn 衰变常数为 , 本底 活度为 A0, 不考虑其他长寿命子体, 则根据放射性衰变规律有 : (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 对式 (2) 、(3) 、(4) 求解后, 可以得到总的 放射性活度随时间的变化规律为 : 说 明 书 CN 103558624 A 8 5/8 页 9 (8) 由于低压单闪烁室 7 对不同能量的 粒子探测效率相同, 都为 h, 有 。
25、: (9) 为低压单闪烁室测量装置 6 测量到的计数随时间的变化规律。 0029 以短时间间隔 T 为测量周期, T 的值为 1-10 分钟。采用低压单闪烁室测量装置 6 测量计数, 其周期数量大于或等于 3 个, 每个测量周期的计数为, i 为测量周期。 0030 根据第 i 个测量周期的计数求得第 i 个测量周期的单位时间的平均计数, 该 平均计数与在该测量周期中点的总 放射性活度的关系为 : (10) 利用式 (10) 对的数据进行非线性拟合, 能得到、的值。 0031 (11) 式中为 222Rn 的浓度 ; V 为低压单闪烁室 7 的体积 ; P 2为低压单闪烁室 7 内的气压 ; 。
26、P0为环境气压。 0032 (12) 式中为 220Rn 的浓度。然后就可依据式 (11) 、 (12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度 : 上述方法采用的测量装置由泵 1、 第一真空表 2、 三通 3、 阀门 4、 第二真空表 5、 低压单 闪烁室测量装置 6、 低压单闪烁室 7、 三通阀 8、 滤膜 9、 过滤器 10、 调节阀 11 及流量计 12 组 成, 泵 1 通过管道与第一真空表 2 连接, 然后连接到三通 3 的 a 端, 三通 3 的 b 端通过管道 依次与过滤器 10、 调节阀 11 及流量计 12 连接, 三通 3 的 c 端通过管道依次与阀门 4、 滤膜 9、 三。
27、通阀 8、 第二真空表 5 及低压单闪烁室 7 连接, 低压单闪烁室测量装置 6 对低压单闪烁 室 7 进行计数测量。 0033 实施例二、 一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其具体操作步骤如 下 : 关闭第一阀门 4, 启动泵 1, 环境 220Rn、222Rn 混合空气通过流量计 12、 调节阀 11、 过滤器 10进入三通3, 再通过第一真空表2、 泵1进入环境。 泵1的流率非常高, 使得三通3内 220Rn、 222Rn 的浓度与环境中的220Rn、222Rn 浓度一致。 0034 低压单闪烁室7上连接有第二真空表5和三通阀8, 假设低压单闪烁室7内任意一 。
28、点到涂敷有硫化锌的表面最大距离为 L, 降低低压单闪烁室 7 内的气压, 222Rn、220Rn 及其子 体衰变放出的 粒子具有不同的能量, 相应的射程也不同, 其中 222Rn 衰变放出的 粒子 能量最小, 射程也最小。调节低压单闪烁室 7 内的气压到 P1, 使得 222Rn 衰变放出的 粒子 在该气压下射程大于L, 这样使得低压单闪烁室7在低压下对 222Rn、220Rn及其子体衰变放出 的 粒子具有相同的探测效率。用 h 来表示探测效率, 平均一次 衰变, 能测量到 h 个计 数。 说 明 书 CN 103558624 A 9 6/8 页 10 0035 调节调节阀 11, 使得三通 。
29、3 内的气压小于或等于 P1。 0036 将三通阀8的a-b端关闭, b-c端打开, 外接真空泵对低压单闪烁室7抽真空, 抽真 空后关闭三通阀 8 的 b-c 端, 打开三通阀 8 的 a-b 端, 再同时打开阀门 4 进行采样。快速完 成采样后, 同时关闭阀门 4, 读第二真空表 5 的读数, 记录低压单闪烁室 7 当前的气压值 P2, P2小于或等于 P1。启动闪烁室测量装置 6 开始测量, 由于滤膜 9 过滤了所有的子体, 因此认 为采样时, 没有 222Rn、220Rn 的子体进入低压单闪烁室 7。 0037 在采样结束及测量开始的瞬间, 设在低压单闪烁室 7 内 222Rn 及其子体。
30、218Po、214Pb、 214Bi 的活度分别为 、 0、 0、 0 ; 衰变常数分别为、。由于 214Po 的半衰期 只有 164s, 其半衰期很短, 因此人们常把 214Po 的放射性归结为214Bi 的放射性。低压单闪 烁室 7 内 220Rn 的初始活度为 , 设在低压单闪烁室 7 内 220Rn 的活度为 , 其子体 216Po 的活度为, 由于 216Po 半衰期非常短, 与220Rn 很快达到平衡,220Rn 衰变常数为 , 本底 活度为 A0, 不考虑其他长寿命子体, 则根据放射性衰变规律有 : (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 对式 (2) 、(3) 。
31、、(4) 求解后, 可以得到总的 放射性活度随时间的变化规律为 : (8) 由于低压单闪烁室 7 对不同能量的 粒子探测效率相同, 都为 h, 有 : (9) 为低压单闪烁室测量装置 6 测量到的计数随时间的变化规律。 0038 以时间间隔 T 为测量周期, T 的值为 1-120 分钟。采用低压单闪烁室测量装置 6 测 量计数, 其周期数量大于或等于 3 个, 每个测量周期的计数为, i 为测量周期。 0039 求总 放射性活度在第 i 个测量周期的积分 : (13) 式中是总 放射性活度。 0040 (14) 说 明 书 CN 103558624 A 10 7/8 页 11 式中是总 放射。
32、性活度在第 i 个测量周期的积分。 0041 应用最小二乘法求解, 引入残差: (15) 式中 wi是第 i 个测量周期的权重因子, 权重因子的引入是考虑每个测量周期的计数统 计误差不同对拟合结果的误差影响。 0042 根据最小二乘法原理, 使得残差取最小值, 能得到、的值, 然后就 可依据式 (11) 、(12) 求得 222Rn、220Rn 的浓度。 0043 上述方法采用的测量装置由泵1、 第一真空表2、 三通3、 阀门4、 第二真空表5、 低压 单闪烁室测量装置 6、 低压单闪烁室 7、 三通阀 8、 滤膜 9、 过滤器 10、 调节阀 11 及流量计 12 组成, 泵 1 通过管道与。
33、第一真空表 2 连接, 然后连接到三通 3 的 a 端, 三通 3 的 b 端通过管 道依次与过滤器 10、 调节阀 11 及流量计 12 连接, 三通 3 的 c 端通过管道依次与阀门 4、 滤 膜 9、 三通阀 8、 第二真空表 5 及低压单闪烁室 7 连接, 低压单闪烁室测量装置 6 对低压单闪 烁室 7 进行计数测量。 0044 实施例三、 一种同步测量环境 220Rn、 222Rn 混合浓度的方法, 其具体操作步骤如 下 : 关闭第一阀门 4, 启动泵 1, 环境 220Rn、222Rn 混合空气通过流量计 12、 调节阀 11、 过滤器 10进入三通3, 再通过第一真空表2、 泵1。
34、进入环境。 泵1的流率非常高, 使得三通3内 220Rn、 222Rn 的浓度与环境中的220Rn、222Rn 浓度一致。 0045 低压单闪烁室7上连接有第二真空表5和三通阀8, 假设低压单闪烁室7内任意一 点到涂敷有硫化锌的表面最大距离为 L, 降低低压单闪烁室 7 内的气压, 222Rn、220Rn 及其子 体衰变放出的 粒子具有不同的能量, 相应的射程也不同, 其中 222Rn 衰变放出的 粒子 能量最小, 射程也最小。调节低压单闪烁室 7 内的气压到 P1, 使得 222Rn 衰变放出的 粒子 在该气压下射程大于L, 这样使得低压单闪烁室7在低压下对 222Rn、220Rn及其子体衰。
35、变放出 的 粒子具有相同的探测效率。用 h 来表示探测效率, 平均一次 衰变, 能测量到 h 个计 数。 0046 调节调节阀 11, 使得三通 3 内的气压小于或等于 P1。 0047 将三通阀8的a-b端关闭, b-c端打开, 外接真空泵对低压单闪烁室7抽真空, 抽真 空后关闭三通阀 8 的 b-c 端, 打开三通阀 8 的 a-b 端, 再同时打开阀门 4 进行采样。快速完 成采样后, 同时关闭阀门 4, 读第二真空表 5 的读数, 记录低压单闪烁室 7 当前的气压值 P2, P2小于或等于 P1。启动闪烁室测量装置 6 开始测量, 由于滤膜 9 过滤了所有的子体, 因此认 为采样时, 。
36、没有 222Rn、220Rn 的子体进入低压单闪烁室 7。 0048 在采样结束及测量开始的瞬间, 设在低压单闪烁室 7 内 222Rn 及其子体218Po、214Pb、 214Bi 的活度分别为 、 0、 0、 0 ; 衰变常数分别为、。由于 214Po 的半衰期 只有 164s, 其半衰期很短, 因此人们常把 214Po 的放射性归结为214Bi 的放射性。低压单闪 烁室 7 内 220Rn 的初始活度为 , 设在低压单闪烁室 7 内 220Rn 的活度为 , 其子体 216Po 说 明 书 CN 103558624 A 11 8/8 页 12 的活度为, 由于 216Po 半衰期非常短,。
37、 与220Rn 很快达到平衡,220Rn 衰变常数为 , 本底 活度为 A0, 不考虑其他长寿命子体, 则根据放射性衰变规律有 : (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 对式 (2) 、(3) 、(4) 求解后, 可以得到总的 放射性活度随时间的变化规律为 : (8) 由于低压单闪烁室 7 对不同能量的 粒子探测效率相同, 都为 h, 有 : (9) 为低压单闪烁室测量装置 6 测量到的计数随时间的变化规律。 0049 以较长的时间间隔 t1, t2, t3为测量周期, t1, t2, t3的值分别为 10-240 分钟。测量 周期为 3 个, 3 个测量周期的计数分别为,。。
38、 0050 (16) (17) (18) 对式 (16) 、(17) 、(18) 、 求解, 能得到、的值, 然后就可依据式 (11) 、(12) 求 得 222Rn、220Rn 的浓度。 0051 上述方法采用的测量装置由泵1、 第一真空表2、 三通3、 阀门4、 第二真空表5、 低压 单闪烁室测量装置 6、 低压单闪烁室 7、 三通阀 8、 滤膜 9、 过滤器 10、 调节阀 11 及流量计 12 组成, 泵 1 通过管道与第一真空表 2 连接, 然后连接到三通 3 的 a 端, 三通 3 的 b 端通过管 道依次与过滤器 10、 调节阀 11 及流量计 12 连接, 三通 3 的 c 端通过管道依次与阀门 4、 滤 膜 9、 三通阀 8、 第二真空表 5 及低压单闪烁室 7 连接, 低压单闪烁室测量装置 6 对低压单闪 烁室 7 进行计数测量。 说 明 书 CN 103558624 A 12 1/1 页 13 图 1 说 明 书 附 图 CN 103558624 A 13 。