[发明专利]一种放射性人工气溶胶的监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工气溶胶的监测方法及装置，特别是关于一种在地下核设施以及核电站、反应堆、乏燃料后处理厂等核设施环境中人工放射性气溶胶的监测方法及装置。

背景技术

放射性人工核素气溶胶(或称人工气溶胶)的监测是核设施环境保护的重要内容，在核电站、反应堆、乏燃料后处理厂等核设施的排出流和工作场所都必须对空气中的放射性气溶胶进行连续监测，以保护核环境安全和工员健康。由于环境中存在氡(Rn)(Th)子体气溶胶，它将干扰放射性人工气溶胶的监测。为此，国内外通常采用衰变法、比值法、假符合法和能量甄别法等来克服环境中天然Rn、Th子体的干扰。目前，国际上已有这类商用气溶胶监测仪出售。但是这类监测仪仅适用于通常室内氡水平(10～20Bq/m³)条件下的监测，对放射性人工气溶胶的探测下限可达0.1～0.2Bq/m³。当环境氡水平较高时，例如地下工程、坑道或洞库，特别是处在花岗岩地带的地下设施，其环境中的Rn、Th子体浓度可高达10³～10⁴Bq/m³，它比被监测的放射性人工气溶胶要求的探测下限(0.1～0.2Bq/m³)高出3～5个数量级，这将严重干扰放射性人工气溶胶的监测。然而，常规监测方法甄别天然Rn、Th子体的能力有限，使这类监测仪在高氡环境下的探测下限严重变差，甚至无法正常工作。

国内目前报导的一种气溶胶监测仪，可以在氡浓度较高(10²～10³Bq/m³)的环境下工作，其探测下限可达到0.15Bq/m³(1.64σ)，或者0.43Bq/m³(4.65σ)。该气溶胶监测仪采用撞击粒度分离及能量甄别法来减少天然Rn、Th子体的干扰。此方法是根据人工气溶胶粒子比Rn、Th子体气溶胶粒子大的特性，而将它们分离开的。但是，该方法在分离天然Rn、Th子体的同时，也将部分人工气溶胶分离掉了，由于气溶胶粒度分布是连续谱，当分离天然Rn、Th子体的份额增加时，人工气溶胶被分离的比例也随之增加，因而，其收集人工气溶胶的效率将随气溶胶粒度而变化。在不同的工作场所，人工气溶胶的粒度分布是不同的，其收集效率也不一样，所以，该方法的测量结果存在一些不确定性，准确度较差。为此，该监测仪在延时8小时之后，(让大部分天然Rn、Th子体衰变)，再进行第二次全粒子谱测量，以补充第一次测量的不足，提高测量的可靠性，因此该监测仪需要8小时之后才能给出可靠的定量结果。

发明内容

针对上述问题，本发明目的是提供一种灵敏度更高、在高氡环境下，可以在线对低水平放射性人工气溶胶进行监测的方法及装置。

为实现上述方面目的，本发明采取以下技术方案：

一种放射性人工气溶胶的监测方法，它包括以下步骤：(1)用抽气泵将待测气溶胶收集在取样滤纸上，由探测器实时探测滤纸上气溶胶的α、β放射性信号，并通过前置放大器放大输出；(2)将经步骤(1)得到的信号分成两路，分别经第一、第二放大器放大输出，将第一放大器输出的信号，通过多道脉冲分析器输入计算机测量α能谱，并根据α能谱图设定α、β单道脉冲分析器的人工核素能量甄别上、下限域值；(3)采用能量甄别法，将步骤(2)中第一、第二放大器输出的信号分别输入α、β单道脉冲分析器，所述α、β单道脉冲分析器选择上、下限域值内的α、β粒子输出，并通过计数单元得到从α单道脉冲分析器输出的总α计数率N_总人工；(4)利用Rn、Th子体衰变链中RaC和ThC的β～α级联衰变，采用α～β假符合法将拖尾落入α单道脉冲分析器内的Rn、Th子体α粒子甄别出来，其包括：A、分别将α、β单道脉冲分析器输出的α、β脉冲经延迟整形为α、β门信号，输入第二符合门进行α～β假符合，得到除人工核素以外的α粒子计数率Nc+Nc_偶；B、分别将经A步骤中形成的α门信号和从β单道脉冲分析器输出的β脉冲经整形后的门信号，输入第一符合门进行α～β假符合，得到除Rn、Th子体以外的α粒子计数率Nc_偶；(5)计数单元将第二符合门得到的计数率Nc+Nc_偶减去第一符合门得到的计数率Nc_偶，则得到Rn、Th子体计数率Nc；计数单元再从总α计数率N_总人工中减去Rn、Th子体计数率Nc，得到被监测的放射性气溶胶计数率N，并通过计算机的显示器实时显示相关监测数据。