[实用新型]一种便携式测氡仪校准器

说明书

技术领域

本实用新型涉及测氡仪校准器，属于核电子学仪器及电离辐射计量技术领域。该装置能够根据用户需要的氡浓度期望值，在一个较小的密闭空间里(40～60升)自动地产生该期望值下的稳定浓度氡气，供待校准的测氡仪器进行测量，以完成对测氡仪的校准或刻度。装置为一体化结构，整机体积小于0.5立方米，总量小于30公斤，便于外出作业时携带和运输，可应用于固定安装型测氡仪的现场校准。

背景技术

氡及短寿子体在自然环境(特别是大气环境)下均处于放射性平衡状态，因而刻度测氡仪器也要求提供的氡及短寿子体处于放射性平衡。通常，要获得一个稳定的氡浓度，常用的方法是将铀矿石或氡源放置于一个密闭的小容器内，铀矿石或氡源释放的氡自然扩散出来，三小时后基本处于放射性平衡，此时可以刻度仪器。但要改变氡浓度值，则需要增加矿石或氡源的量，无法实现自动控制。要实现氡浓度的自动控制和稳定，就必须设计可精确控制氡发生率的稳定氡源，最理想的方式是采用流气式固体氡源。本校准器中的微型流气式氡源由含镭(Rn-226)固体化合物制作，其中的镭经过了下面的放射性衰变过程：

假设核素²²⁶Ra为第0个核素，该核素的衰变常数、任意t时刻具有的原子数和活度分别记为λ₀、N₀(t)和Q₀(t)；同理，从第1个核素²²²Rn到第6个核素²¹⁰Po的衰变常数、任意t时刻具有的原子数和活度分别记为λ_i、N_i(t)和Q_i(t)(i＝1,2,3,4,5,6)，且第6个核素²¹⁰Po属于长寿子体，在校准器的运行时间内，该核素的活度可以忽略不计。由于大部分测氡方法，都是测量α射线，即测氡仪器计数由校准器氡箱中的第1个核素²²²Rn、第2个核素²¹⁸Po和第5个核素²¹⁴Po的α射线总活度Q₁(t)+Q₂(t)+Q₅(t)共同引起。因此，在调节校准器氡浓度的同时，必须考虑校准器氡箱中氡及短寿子体的放射性平衡。

校准器开始运行时，首先控制电路板发出信号控制两组电磁阀将氡源气路与进出口两端大气连通，进入氡源排出积累氡的排氡模式，微型气泵开始工作50～60分钟，将氡源内富集的氡和子体排出。之后控制两组电磁阀将氡源气路切换到与氡箱进出口连通，构成与氡箱的闭路循环，进入补氡模式，开始向氡箱输入氡气。此时氡源单位时间内产生的氡气量是恒定值。随后氡箱中的氡浓度将以一定速度上升，到达设定值后，氡源气路切换回大气。之后氡由于自然衰变和箱体材料的吸附和箱体泄漏等因素，氡浓度开始下降。控制电路板在微处理器程序的控制下按一定的时间间隔开始间歇补氡，使得氡浓度在一定范围内保持相对稳定。

发明内容

本实用新型提供了一种可设定三种氡浓度值，且氡浓度稳定、均匀的测氡仪校准器，且该装置为一体化结构、体积小、重量轻，便于携带和运输，能够到用户现场进行氡和氡子体测量仪器的校准刻度，同时也可用于研究氡、氡子体的相关实验。

本实用新型的技术方案：一种便携式测氡仪校准器，该校准器包括机箱、氡箱、搅拌风扇、取样孔、固体氡源、微型气泵、干燥过滤器、电磁阀、连接管路、控制电路板、LCD显示屏、按键和电源模块；其中氡箱、搅拌风扇和取样孔位于机箱的上部；固体氡源、微型气泵、干燥过滤器、电磁阀、控制电路板、LCD显示屏、按键和电源模块位于机箱的下部；该校准器内部采用连接管路依次连接了氡箱、电磁阀、干燥过滤器、固体氡源、微型气泵和电磁阀，构成了氡源气路。采用连接管路依次连接了氡箱、电磁阀和微型气泵，构成了氡箱排氡气路；搅拌风扇安装于氡箱内部；氡箱上设有取样孔，位于氡箱的中心位置，与氡箱连通，取样孔由2～4个常闭快接头构成；控制电路板通过线路连接所有电磁阀和微型气泵，控制每个电磁阀和微型气泵的开启和关闭；LCD显示屏和按键通过数据现与控制电路板相连，并和电源模块一同安装于机箱的下部；机箱下部面板开孔，将LCD显示屏和按键露出，便于操作；电源模块将交流市电转换为直流电，供给控制电路板。

氡箱采用气密结构，其内部氡浓度调节是通过电路板控制氡源和排氡气路进行切换，并采用开环式间歇补氡控制算法实现氡浓度的自动控制和调节。