[发明专利]闪烁室测氡装置和方法

说明书

闪烁室测氡装置和方法，涉及核辐射探测技术领域，闪烁室测氡装置包括多个单层闪烁室，所有单层闪烁室均包括壳体，所述壳体由下往上层叠并连接在一起，在壳体内腔中设有隔板，隔板将壳体的内腔分隔成多个扇形腔室，扇形腔室的内壁面上涂覆闪烁晶体，扇形腔室内任意两点间的距离均小于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程，所有扇形腔室依次连通，壳体内腔中穿设波长位移光纤，波长位移光纤的末端连接至光电倍增管或者硅光电倍增器，光电倍增管或者硅光电倍增器连接电子学读出系统，波长位移光纤用于收集α粒子撞击扇形腔室内壁面上闪烁晶体所产生的闪光，根据电子学读出系统甄别并记录的α粒子计数与氡浓度的关系即可确定氡浓度。

技术领域

本发明涉及核辐射探测技术领域，特别涉及一种闪烁室测氡装置和方法。

背景技术

氡是一种放射性气体,氡子体是放射性气溶胶,吸入人体产生的辐照可诱发肺癌。UNSCEAR 2000年报告指出,氡及其子体产生的年有效剂量占天然电离辐射源所致成人年有效剂量2.4mSv的54.2％。因此氡的研究一直是辐射防护和环境保护的重要课题。随着科学技术水平发展，新的测量氡浓度的方法和仪器有许多种，按测量方式分有：电离室法、闪烁室法、静电收集α能谱法、双滤膜法、气球法、活性炭吸附γ能谱法等测量方法。上述各种不同的测量方法均有其优点和不足。闪烁室法探测不受湿度影响的优点使其在测氡中得到了广泛的应用。

闪烁室又叫“Lucas室”，是Lucas首先制作的，目前闪烁室α探测器大多是内壁涂有硫化锌闪烁晶体的圆柱形或球形容器，顶部有两个气嘴用于取样，底部是未涂硫化锌的透明玻璃窗口。它与光电倍增管及前置放大器和定标器相连构成气体α放射性的测量装置。现用的闪烁室测氡的测量室受光电倍增管结构影响，使得其探测灵敏体积较小，测量时总计数率较低，测量结果统计涨落较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高氡测量的计数率、减少测量结果统计涨落的闪烁室测氡装置。基于上述闪烁室测氡装置，本发明还提供一种测氡方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下方案：一种闪烁室测氡装置，包括波长位移光纤、多个单层闪烁室、电子学读出系统以及光电倍增管或者硅光电倍增器；

所有单层闪烁室均包括圆筒形且不透光的壳体，所述多个单层闪烁室的壳体由下往上层叠并连接在一起，所有壳体的底端均设有端盖，位于最上层的单层闪烁室的壳体的顶端设有顶盖，所述顶盖及所有端盖上均开设有气孔，所述顶盖及位于最底层壳体端盖上的气孔分别对应连接进气管路和排气管路，所述进气管路上设有子体过滤器；

在所述壳体的内腔中设有多块隔板，所述隔板将壳体的内腔分隔成多个扇形腔室，所述扇形腔室的内壁面上涂覆有闪烁晶体，所述扇形腔室内任意两点之间的距离均小于²²²Rn衰变所产生α粒子的射程，所述隔板上开设通孔，所有扇形腔室通过隔板上的通孔以及端盖上的气孔依次连通，使得所述进气管路中的含氡空气可以流入所有扇形腔室再排出至排气管路；

所述波长位移光纤穿设至壳体的内腔中，所述波长位移光纤的末端连接至光电倍增管或者硅光电倍增器，所述光电倍增管或者硅光电倍增器连接电子学读出系统，所述波长位移光纤用于收集α粒子撞击扇形腔室内壁面上闪烁晶体所产生的闪光，通过所述波长位移光纤将光信号传输至光电倍增管或者硅光电倍增器完成光电转换，再由电子学读出系统完成粒子能量甄别并计数，得到α粒子计数，最后根据α粒子计数与氡浓度的关系确定氡浓度。

进一步地，该闪烁室测氡装置，还包括一根透明套管，所述透明套管从最底层壳体的内腔中往上依次穿过其它壳体的端盖并从顶盖上方穿出，所述透明套管与壳体同轴设置，所述波长位移光纤穿设在透明套管中。

或者，所述波长位移光纤的数量为多根，在任意一个单层闪烁室所包含的多个扇形腔室中，每个扇形腔室都对应通过一根单独的波长位移光纤收集α粒子撞击其内壁面上闪烁晶体所产生的闪光，所有波长位移光纤的末端均连接至光电倍增管或者硅光电倍增器。