[发明专利]利用218Po、214Po总计数闭环式测量氡析出率的方法

摘要

一种利用218Po、214Po总计数闭环式测量氡析出率的方法，测量时将集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩内，集氡罩内氡浓度将会上升。泵一直以恒定流速将集氡罩内的氡通过干燥管和滤膜滤除子体后泵入测氡仪的测量室，然后再回送到集氡罩，使得测氡仪测量室内的氡浓度与集氡罩内的氡浓度平衡。测氡仪测量室内218Po、214Po电场作用下高速吸附到半导体探测器上，分别测量218Po、214Po衰变放出的α粒子计数。采用短测量周期测量或长测量周期测量，利用每个测量周期的218Po、214Po总计数，就可求得氡析出率。

主权项

1.一种利用218Po、214Po总计数闭环式测量氡析出率的方法，测量时将集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩内，由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩，导致集氡罩内氡浓度变化；泵一直以恒定流速将集氡罩内的氡通过干燥管和滤膜滤除子体后泵入测氡仪的测量室，流速0.5-3升/分钟，使得测氡仪测量室内的氡浓度与集氡罩内的氡浓度平衡；测氡仪测量室内有一半导体探测器，半导体探测器与二次仪表连接，利用能谱分辨来分别测量218Po、214Po衰变放出的α粒子计数；在测氡仪测量室底部及壁与半导体探测器之间加以50-300伏/厘米的电场，使得氡衰变后产生的带正电的218Po、214Po在电场作用下高速吸附到半导体探测器上，提高探测效率；由于泵的流率较高，使得集氡罩与测氡仪测量室内的氡浓度近似同步变化，集氡罩的氡浓度的变化用式（1）描述:（1）J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为空气循环总体积，包括集氡罩空间体积，管路空间体积和测氡仪测量室体积；λ为氡的衰变常数，λ为；C为集氡罩内积累t时刻的氡浓度；R为氡的泄漏和反扩散率；令有效衰变常数；令环境氡浓度为，即t=0时，集氡罩内氡的浓度为；式（1）的解为：（2）氡在进入测氡仪测量室时其子体已被滤膜滤除，在测氡仪测量室内的氡衰变描述为:(3)表示 218Po浓度，测量开始时；是 218Po 衰变常数；式 (3) 的解为：(4)当时间长于20min， 218Po与氡平衡，式(4)简化为：(5)为测氡仪的读数；氡浓度的测量原理来自式（5），将式(2)、代入式(3)就能得到测氡仪测量室中218Po衰变规律：(6)解得：(7)其特征是：根据氡衰变链得到在测氡仪测量室中有：(8)(9)、分别是214Pb、214Bi的浓度；、分别是214Pb、214Bi的半衰期；214Bi衰变为214Po后，214Po半衰期只有164us，能够认为214Bi的浓度就是214Po的浓度；即：（10）初始测量时，214Pb、214Bi、214Po的浓度为0，式（7）、（8）、（10）解得：（11）（12）测氡仪先在标准氡室中在氡与218Po、214Po达到平衡的条件下进行30-120分钟的测量校准，得到：（13）、分别为218Po、214Po衰变发射高能α粒子的单位时间计数；为标准氡室氡浓度；、为比例因子；由于对218Po、214Po衰变发射的不同能量高能α粒子探测效率差异较小，与及与近似相等；采用短测量周期测量，测量周期T为2-10分钟；由于测量周期较短，每个测量周期的平均计数率为该测量周期中点的计数率；对于第n个测量周期有：（14）、分别为218Po、214Po在第n个测量周期放射性衰变的计数率；将式（7）、（12）带入式（14），再依据式（14）对所有测量周期的数据进行非线性数据拟合就得到氡析出率。