[发明专利]一种高本底条件下人工α气溶胶的能谱解析方法有效
申请号: | 201911326659.5 | 申请日: | 2019-12-20 |
公开(公告)号: | CN110927773B | 公开(公告)日: | 2021-02-23 |
发明(设计)人: | 黎素芬;霍勇刚;曹晓岩;周满;蔡幸福;许鹏;李凯乐 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军火箭军工程大学 |
主分类号: | G01T1/36 | 分类号: | G01T1/36 |
代理公司: | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人: | 吕纪涛 |
地址: | 710025 *** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 本底 条件下 人工 气溶胶 解析 方法 | ||
本发明属于气溶胶测量技术领域,尤其涉及一种高本底条件下人工α气溶胶的能谱解析方法。本发明在氡浓度为320Bq/m3~95000Bq/m3范围内,获取放射性核素混合样的α能谱数据;采用拟合法和/或比例系数法,将所述α能谱数据进行解谱,得到人工放射性核素的能谱计数值。本发明能够实现7组不同浓度混合U及Ra放射性核素的混合放射性气溶胶α能谱测量工作;本发明采用拟合法和比例系数法2种不同解谱方法的能谱解析工作,发展了能谱寻峰和拖尾拟合等关键技术,解谱精度最大偏差优于(4.8±0.3)%,工作实际测量得到的人工放射性气溶胶最小浓度为0.02Bq/m3。
技术领域
本发明涉及气溶胶测量技术领域,尤其涉及一种高本底条件下人工α气溶胶的能谱解析方法。
背景技术
天然α放射性气溶胶是由地壳中的天然放射性核素进入大气并与大气中气溶胶粒子结合而形成,这些核素主要来自铀、钍放射系,母体核素分别是232Th和238U。232Th和238U不断地进行衰变,生成衰变链中的各种子体,其中就包括222Rn和220Rn,这两个衰变子体在自然界中以气体形式存在,会扩散到空气中并进一步衰变形成天然α放射性气溶胶。
人工放射性核素主要是核燃料(放射性矿物)的开采加工、放射性物质的冶炼、核电站反应堆运行、核爆炸实验、核废物乏燃料处置等过程产生的。相对于天然放射性气溶胶,人工放射性气溶胶对人体的危害要大得多,其危害在于含有长寿命人工核素的气溶胶容易被吸入人体产生内照射,造成不可逆转的辐照损伤,典型的如239Pu,其半衰期为2.44×104年,α辐射的主要能量为5.15MeV(239Pu衰变产生的ɑ粒子有三种能量,其中能量为5.15MeV的ɑ粒子数量占总的ɑ粒子的73%),当钚进入人体内,将以难溶性氢氧化物胶体存在,长期蓄积在骨骼和肝脏中,造成严重的内照射损伤。
监测环境中人工放射性气溶胶是做好人工放射性核素辐射防护工作的重要技术手段。监测环境中人工放射性气溶胶的方法包括取样实验室分析和现场连续监测两种方法。其中,传统的取样实验室检测技术具有很好的测量精度。通过现场使用大流量采样器采集气溶胶样品,然后在实验室进行样品放化处理提纯放射性核素,最后使用能谱仪或质谱仪进行测量。这种方法可以排除天然氡钍子体的干扰,测量数据准确可靠,检测限很低。现有技术(夏源.高氡背景下人工α放射性气溶胶监测技术研究。2017,成都理工大学硕士论文)中报道,使用大流量采样器连续运行24小时,采集960m3空气样品,放化分离后使用α谱仪测量24小时,对钚气溶胶的探测限可以达到10-5Bq/m3。但这种方法为离线测量技术,耗时长,不能及时提供现场污染情况,特别是发生严重核泄漏的情况下,需要数十个小时才可以发现事故,无法在放射性泄露后的第一时间发现威胁,不能及时撤离保护现场人员。
人工放射性气溶胶现场连续监测设备成为目前人工放射性核素的辐射防护工作更迫切需要的测量设备,也是目前研究和研发最多的人工放射性气溶胶检测设备。现场连续监测手段监测周期短,可提供现场人工放射性气溶胶的辐射水平,便于在发生泄漏事故的情况下迅速采取应急措施。但是这种技术也有明显的缺点,因为采样量少、测量时间短,以及测量过程中氡钍子体干扰严重,导致使用效果差。目前,商用的放射性气溶胶连续监测仪大多适用于天然氡浓度的场所,其能谱处理技术针对的是氡浓度较低的情况,但是在地下储存库、坑道或者地下核设施中,氡浓度可以达到上万Bq/m3,这种情况下,氡子体干扰非常严重,一般的商用放射性气溶胶连续监测仪器无法使用。
能谱处理技术是连续监测仪的关键技术,在氡浓度很高的情况下,需要更加精准的剥除氡子体的干扰。因此,研究高本底下人工α气溶胶能谱解析方法具有重要的意义。
发明内容
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