[发明专利]利用低压单闪烁室对222Rn、220Rn浓度同步测量的方法

说明书

技术领域

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 ²²²Rn、²²⁰Rn浓度同步测量的方法。

背景技术

环境中的²²²Rn是人类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。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得到闪烁室对²²⁰Rn的刻度因子、而且闪烁室在测量前都需要测量本底，所述的本底是指没有从外界环境引入含²²²Rn、²²⁰Rn的空气样品时闪烁室的单位时间的计数。

发明内容

本发明目的是公开一种利用低压单闪烁室对 ²²²Rn、²²⁰Rn浓度同步测量的方法。

本发明的技术方案是：一种利用低压单闪烁室对 ²²²Rn、²²⁰Rn浓度同步测量的方法，其具体步骤如下：

打开测量系统中的第一电磁阀和第二电磁阀，开启采样泵，将含²²²Rn、²²⁰Rn的空气以一定的流速在测量系统回路中流动5-20min，含²²²Rn、²²⁰Rn的空气从流量计的进气管流入，从采样泵的排气管排出，从而使低压单闪烁室中的²²²Rn、²²⁰Rn气体与测量环境中²²²Rn、²²⁰Rn气体达到平衡，含²²²Rn、²²⁰Rn的空气以一定的流速经高效过滤器过滤掉子体后进入低压单闪烁室。由于采样泵流率较大，通过测量系统中的调节阀调节低压单闪烁室内的气压，使得低压单闪烁室内的气压低于一个大气压。假设低压单闪烁室内任意一点到闪烁室的内表面涂敷的闪烁体硫化锌表面最大距离为L，降低低压单闪烁室内的气压， ²²²Rn、²²⁰Rn及其子体衰变放出的α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α粒子能量最小，射程也最小。调节气压使得²²²Rn衰变放出的α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α粒子具有相同的探测效率。探测效率用两种方法来表示，一种是平均一次α衰变，可以测量到η个计数，用η来表示探测效率；另一种是平均K次α衰变，可以测量到1个计数，用K表示探测效率。本发明中使用η来表示探测效率。

采样2-20分钟后，同步关闭第一电磁阀和第二电磁阀，同时关闭采样泵，此时低压单闪烁室内的气压保持不变，然后开始测量，利用测量得到的计数根据放射性衰变规律得到²²²Rn、²²⁰Rn的浓度。

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RaA(²¹⁸Po)、RaB(²¹⁴Pb)、RaC(²¹⁴Bi)的活度分别为A_Rn1、A_RaA1、A_RaB1、A_RaC1；衰变常数分别为λ_Rn、λ_RaA、λ_RaB、λ_RaC。由于RaC’(²¹⁴Po)的半衰期只有164μs，其半衰期很短，因此人们常把RaC’的放射性归结为RaC的放射性。由于ThA(²¹⁶Po)半衰期非常短，与²²⁰Rn很快达到平衡，设在低压单闪烁室内²²⁰Rn及其子体ThA(²¹⁶Po) 的活度均为A_Th，²²⁰Rn 衰变常数为λ_Th，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：