[发明专利]低活度氡同位素数字符合分辨测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种氡同位素数字符合分辨测量方法和装置，特别是一种适用于低活度的混合辐射场所中快速准确分辨天然氡同位素的方法和装置。

背景技术

氡是地球上无处不在的放射性气体，氡子体是放射性气溶胶，吸入人体产生的辐照可诱发肺癌。UNSCEAR2000年报告在总结调查研究结果的基础上指出，氡及氡子体对人体的危害占天然辐射的50%以上。因此，氡的研究一直是辐射防护和环境保护的热门课题。目前，对²¹⁹Rn测量方法和仪器相关的报道很少，只是在示踪技术上有相关的报道，在氡同位素同时存在情况下对氡同位素分辨测量，就可以完善和提高氡同位素的计量水平。

对放射性气溶胶在呼吸系统的沉积规律、粒径分布特性的研究、以及氡各同位素的计量建标和应用等方面，都有对²²²Rn/²²⁰Rn/²¹⁹Rn快速实时分辨要求，符合测量法是很好的解决办法。传统符合计数设备成本高，维护和操作也很繁琐，随着核能核技术发展需求日益迫切及符合测量方法的广泛应用，传统模拟符合测量的局限性越来越明显，其在抗干扰，可视化，测量再现，信息共享，易操作性，系统升级等方面明显不足，对符合技术本身提出了小型化、智能化的更新换代要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种低活度氡同位素数字符合分辨测量方法和装置，实现分辨测量低活度条件下混合场中氡同位素的目的。

本发明的技术方案是：一种低活度氡同位素数字符合分辨测量方法，它是利用A/D转换器直接将探测器的输出信号进行模数转换，用数字的方法提取数字脉冲序列信息，在低活度条件下，根据氡同位素衰变规律，利用氡同位素²²²Rn/²²⁰Rn/²¹⁹Rn及其子体衰变的时序关系，通过延迟符合分辨氡同位素。

数字符合分辨测量低活度氡同位素的方法有3个计数通道：a通道为延迟符合前总脉冲计数，b通道为延迟符合测量后²²⁰Rn脉冲计数，c通道为延迟符合测量后²¹⁹Rn脉冲计数，各符合通道的符合时间记为Tg，一个²²⁰Rn或²¹⁹Rn发生衰变后产生子体²¹⁶Po或²¹⁵Po，并放出一个α粒子，代表该α粒子的脉冲首先进入延迟模块，经延迟Td时间后进入符合模块，子体²¹⁶Po或²¹⁵Po在很短的时间内发生衰变并放出α粒子，如果钋衰变产生的脉冲在Td到Td+Tg时间内到达符合电路，那么该脉冲将被记录。

根据氡同位素衰变规律，c通道延迟时间Td₂₁₉=0.15ms，目的是使整个系统稳定，c通道符合时间Tg₂₁₉=5.6ms(大约4倍²¹⁵Po半衰期)，以保证²¹⁵Po衰变产生的脉冲都被记录，由于²¹⁶Po半衰期为150ms，可认为在这段时间内²¹⁶Po未衰变，不会影响c通道计数。同样，b通道延迟时间Td₂₂₀=10ms(大约6倍²¹⁵Po半衰期)，保证这段时间内²¹⁵Po已衰变完，不会对b通道计数产生影响，b通道符合时间Tg₂₂₀=600ms(大约4倍²¹⁶Po半衰期)，以保证²¹⁶Po产生的脉冲都被记录。而²²²Rn及其子体由于半衰期相对较长，不宜采用该方法，而是采用间接测量的方法，从a通道计数中扣除²²⁰Rn和²¹⁹Rn的计数即可得到。

本发明还提供了一种低活度氡同位素数字符合分辨测量装置，它由样品盒、缓冲容器、过滤器、氡钍分析器、空气采样泵、探头高压及低压电源、放大整形单元和数字符合处理单元组成。样品盒通过导管与缓冲容器的入口端连接，缓冲容器的出口端通过导管与过滤器的入口端连接，过滤器的出口端通过导管与内氡钍分析器闪烁室的入口端连接，氡钍分析器的闪烁室的出口端通过导管与空气采样泵的入口端连接，探头高压及低压电源通过电缆与氡钍分析器连接，氡钍分析器的输出通过电缆连接到放大整形单元的输入端，放大整形单元的输出端通过电缆连接到数字符合处理单元。