[发明专利]一种具备氡补偿功能的氚测量装置

说明书

本发明涉及核辐射探测技术领域，提供一种具备氡补偿功能的氚测量装置，包括测量单元、脉冲放大电路、电流放大电路、信号处理显示单元，所述测量单元有两路，一路连接脉冲放大电路测量氡的脉冲信号，实现对氡补偿测量，另一路连接电流放大电路，测量包括氚和氡在内的电流信号。本发明装置利用氡产生的脉冲信号进行补偿测量，从而避免氚信号对氡测量的影响，无需进行除氚处理，没有复杂的干燥和氧化结构，易于实现，简单高效。

技术领域

本发明涉及核辐射探测技术领域，具体的说是一种具备氡补偿功能的氚测量装置。

背景技术

氚是氢的同位素，氚通常以气态（HT或T2）和氧化物（HTO或T2O）的状态存在，它是一种低能β放射性核素，β粒子的最大能量为18.6KeV，环境中氚浓度过高会造成人员的辐射危险，因此需要对空气中的氚浓度实时测量，以确保人员的安全。氚β粒子在空气中的最大射程5mm，难以用普通的β探测器进行探测,通常的方法是采用流气式电离室进行测量。

但是在某些场合使用中，空气中还有氡气的存在，氡气会随着采样空气进入流气电离室。氡是一种放射性气体，衰变发射alpha粒子，能量为5.49MeV。该alpha粒子在流气电离室内部也会产生电离，从而对氚的测量产生干扰，因此需要对空气中氡气的alpha粒子进行甄别与补偿。

补偿原理通过两路测量实现，氚测量通道测得氚与氡共同产生的信号，氡补偿通道只测量氡的信号，将二者的测量结果进行差分计算从而实现对氡气的补偿测量。

常见的氡补偿装置为了去除氚的信号，采用的方式包括两种：一是在氡补偿装置中加装很薄的薄膜，由于氚β粒子的最大能量仅为18.6keV，无法穿透该薄膜从而无法进入氡补偿装置，但是氡的alpha粒子能量高达5.49MeV，可以穿透该薄膜进入氡补偿装置，从而在氡补偿装置中生成电流信号，该电流信号的大小与氡浓度相关，从而实现氡补偿测量；该方法由于采用薄膜，会导致氡的探测效率较低，从而降低了氡测量的灵敏度，同时薄膜的机械强度较低。二是待测气体在进入氡补偿装置前先进行除氚处理，除氚分为三步，第一步气体先经过干燥剂将气体中的氚化水去除，第二步气体经过高温氧化装置将气体中的氚化氢及氚化甲烷进行氧化，将其氧化为氚化水，第三步气体再次经过干燥剂去除氚化水，经过该三步的处理，氡补偿装置中的气体已无氚粒子，其输出信号为氡粒子生成的电流信号，从而实现氡补偿测量；该方法多了一套除氚系统，不仅包含需要定期更换的干燥剂，而且还有高温高功耗的氧化装置，使得系统使用维护均不便。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具备氡补偿功能的氚测量装置，结构方便实现，并且可以对待测环境中的氡气alpha粒子实时测量，具有更高的探测效率和灵敏度，同时设备具有更高的机械强度。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种具备氡补偿功能的氚测量装置，包括测量单元、脉冲放大电路、电流放大电路、信号处理显示单元，所述测量单元有两路，一路连接脉冲放大电路测量氡的脉冲信号，实现对氡补偿测量，另一路连接电流放大电路，测量包括氚和氡在内的电流信号。

在本技术方案中，测量单元中包含两个腔室，一个腔室的收集极连接脉冲放大电路，对氡alpha粒子产生的脉冲信号进行测量，而氚β粒子由于能量小，通过设置阈值可以去除氚粒子的影响，通过脉冲计数率可以得到待测气体中的氡活度浓度；另一个腔室的收集极连接电流放大电路，对流气电离室中的电流信号进行放大后测量，测量信号包含了氚β粒子与氡alpha粒子的电流信号，将氡信号的脉冲计数率用于该电流信号修正，可以实现对氚测量的氡补偿。

在本技术方案中，所述测量单元为串联式结构，包括腔室A和腔室B，待测气体由进气口进入腔室A，再由通气口进入腔室B，最后由出气口排出，腔室A与腔室B中均包含平板形高压极和收集极，腔室A的收集极接电流放大电路，测量氚和氡的电流信号，腔室B的收集极接脉冲放大电路，测量氡的脉冲信号，根据腔室B 的测量结果对腔室A的结果进行修正，完成氡本底的补偿。