[实用新型]粉末环境样品α放射性核素的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于核仪器研制与核辐射测量技术领域，具体涉及一种粉末环境样品α放射性核素的测量装置；它采用一种新型的多丝正比室构成的测量室作为装置的探测器，具有对粉末环境样品α的活度探测效率高，能量分辨率好等优点。

背景技术

环境样品包括环境中的土壤，水，空气和生物等。对环境样品的α放射性核素含量测量常用的方法是测量环境样品的α粒子放射性总活度。环境样品中通常包含一种以上的放射性核素。要确定某种特定的α放射性核素的含量，还需要对样品进行α能谱测量以甄别核素以排除其它核素的干扰。

目前环境样品α能谱测量常用装置是金硅面垒半导体探测器。金硅面垒型半导体α谱仪具有能量分辨率高、能量线性范围宽等优点。但金硅面垒半导体探测器面积无法做得很大，且价格贵，结构复杂。装置在测量时必须进行抽真空操作，只能测量经过化学和电沉积处理的薄源，不能对粉末状的环境样品直接测量。

对粉末环境样品中α粒子放射性总活度测定的常用方法是使用流气式多丝正比计数器构建的低本底α测量系统。流气式多丝正比计数器对于电沉积法制成的平面源的α粒子表面发射率有很高的探测效率，但传统多丝室对α粒子能量分辨率低，不能满足α能谱测量要求。

气体探测器工作在气体电离饱和区的脉冲电离室适用于α粒子等重带电粒子的能谱测量。电离室测量α粒子的入射能量越大，在电离室中引发的工作气体电离越多，输出脉冲幅度越大。脉冲幅度还容易受到入射粒子轨迹及初始电离位置的影响。有两种脉冲型电离室能测量到很好的能谱，屏栅电离室和圆柱形电离室（参见William, J, Price. Nuclear Radiation Detection [M]. New York: McGraw-Hill lnc, 1964. 70-115）。屏栅电离室能够得到较好的能量分辨率，但对源活度探测效率较偏低（参见刘玉莲, 杨大亭等. 300cm_2平行板α屏栅电离室的研制[J]. 辐射防护, 1988, 8(3): 173-193）。圆柱形电离室由于其金属外壁对α粒子的阻挡，不适合直接测量α核素的能谱。

实用新型内容

本实用新型提供的粉末环境样品α放射性核素的测量装置，其特征在于：所述的测量装置结构包括测量室、铅室、供气系统、高压源、前置放大器、数据处理模块、计算机；其连接关系是：测量室置于铅室中，供气系统通过软管与测量室相连；高压源与测量室内部相连；前置放大器通过屏蔽线与测量室内部相连接；前置放大器通过屏蔽线与数据处理模块相连；数据处理模块通过串口线和计算机相连。

本实用新型提供的粉末环境样品α放射性核素的测量装置，其特征在于：所述的测量室的结构包括：网状圆柱形室、样品隔膜、送样抽屉、样品盒、进气口、出气口、室外壳、送样抽屉位于室的下部，样品盒置于送样抽屉上；三个网状圆柱形室水平排列，位于样品盒的上部。

本实用新型提供的网状圆柱形室，其特征在于：所述的网状圆柱形室的结构包括：阳极丝、圆柱形阴极外壳、阳极丝支柱、陶瓷管组成；阴极的柱面为不锈钢丝组成的网状结构；阳极丝为镀金钨丝或者不锈钢丝，阳极丝直径的取值范围为10μm~50μm；圆柱形阴极外壳通过导线和室外壳相连。

本实用新型提供的粉末环境样品α放射性核素的测量装置，其特征在于：所述的高压源正极和网状圆柱形室的阳极丝相连，高压源负极和圆柱形阴极外壳相连接。

本实用新型提供的粉末环境样品α放射性核素的测量装置，其特征在于：所述的前置放大器和阳极丝相连接。

本实用新型提供的测量室，其特征在于：所述的样品隔膜为迈拉（Mylar）材料，隔膜厚度的取值范围为80μg/cm²~300μg/cm²。

本实用新型具有以下优点：

1.装置探测器采用核辐射探测器中的气体探测器中的多丝正比室结构，水平排列的网状圆柱形室构成很大的探测面积，对样品的α放射性核素的活度有由很高的探测效率；

2. 装置采用网状圆柱形室结构，对样品的α放射性粒子有很好的能量分辨率；

3. 装置可以直接对粉末状的环境样品进行测量，不需要再制作成电沉积源；从而大大简化了测样过程。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中。

图1为本装置测量室结构示意图。

图2为网状圆柱形正比计数管结构示意图。

图3为粉末环境样品α粒子测量装置总系统组成框图。

图4为对于不同尺寸的圆筒形电离室的，脉冲幅度与入射粒子初始电离位置的关系图。