[发明专利]同步测量环境220Rn、 222Rn混合浓度的方法

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²²⁰Rn、 ²²²Rn混合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。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

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。

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。

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。调节低压单闪烁室内的气压到P₁，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。用h来表示探测效率，平均一次α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164μs，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）