[发明专利]γ能谱法测定平衡参数Kp及装置

说明书

本发明涉及核技术测试领域中一个重要放射性参数平衡参数Kp的测定方法及其装置。

平衡参数Kp是一个重要的放射性参数，然而长期以来Kp不能在现场测定，因此不能解决非平衡状态下轴含量的测定，对此，以前采用的有以下几种方法;

1.通过现场采样后在室内进行化学分析结果;测铀、镭或用两种射线U_β、U_γ后确定，费时费工，代表性差;

2.《铀与冶》期刊84年第2期曾提出以高低能段计数率比值法所求得的视平衡系数，仅适用于饱和体积矿石，而且在低能段（50-150Kev）由于受有效原子序数的影响，γ计数率不与铀镭含量成正比，对结果影响有待于探讨;

3[8-（1985）《铀矿地质》，49-55]β-γ-γ能谱法测铀、镭、钍的原理和方法，虽能适用于平衡破坏的样品，这实质上是一种β或β+γ总量测定和γ能谱测定的综合方法，而且该方法还需提供总道定标器阈值为0.3Kev时的铀含量（Q_o），使野外现场测定不能轻易实现;

4.在1986年《物探与化探》第3期上提出的在实际工作中只要采用野外γ能谱资料和相应测点上的微量铀化学取样分析，就可定量计算，测点或区域上地质体的放射平衡特征参数。这实际上也较难实现，并且仍离不开化学取样分析。

现有的各种四道γ能谱仪用于测铀目标时，考虑到1Mev以下的低能区难以测试，故选用1.76Mev214Bi峰，但没有平衡参数（Kp）的数据，其铀的含量测值是不可靠的。

为此，本发明的目的，不采用微量铀的化学分析结果，也不采用综合β或β+γ的测试结果，而是在现场测定特征平衡参数Kp，从该平衡参数中解决在非平衡状态下铀含量测定而提供用γ能谱法测定平衡参数的方法及其装置。

本发明的技术方案，利用现有的四道γ能谱仪，分别测量出岩石在镭的铀当量含量Q_R、岩石在钍的含量Q_Th，岩石在钾的含量Q_k、岩石总量的铀当量含量∑，依据公式：Kp＝（∑- (QTh)/(B) - (QK)/(C) ）+Q_R在单片机中进行编程，从而确定特征平衡参数Kp，最终测量出非平衡状态下的铀含量。

图1为装置硬件框图。

图2为Kp单片机系统程序框图。

本方法的基本原理是考虑总量测定的γ射线，对我国现被推广的FD-3022γ能谱仪而言，属于0.85-3.00Mev范围，它不仅包括2.44-2.77Mev的²⁰⁸Tl，1.66-1.90Mev的²¹⁴Bi和1.38-1.56Mev的⁴⁰K，还包括1.093Mev的234Th（铀X₁）和1.001Mev的234mPa（铀X₂），对1Mev，左右，且难以用γ技术法测定，本方法借助于γ能谱仪标定过程中得到的总量∑与其他各道镭、钍、钾含量值之间的关系由单片机系统确定平衡参数Kp。

用于标定γ能谱仪的模型是一套γ能谱饱和模型，其中铀含量的分布是均匀的，并处于封闭状态，保证无射气溢出，α＝0，此时，模型的平衡系数K是已知的，且K＝1.0±0.1，模型的铀含量（Qu）是化学分析结果，在平衡的封闭条件下，238U含量与其子体的当量铀含量是相同的，即Q_238u＝Q_226Rβ＝Q_214β，可简写为

Q_u＝Q_R＝Q_B1

在一般开放地质体的γ能谱测量技术存在如下定量关系：

Qu=QBiK(1-a)=QRKP (1) ]]>

而封闭模型的射气系数α＝0平衡系数K≈1，Kp＝K（1-α）≈1，在此时，亦可推导出：

Q_u＝Q_R＝R_B1（2）