[发明专利]利用218Po、214Po总计数开环式测量氡析出率的方法

摘要

一种利用218Po、214Po总计数开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，利用测氡仪的泵不断从外界泵入氡浓度近似为零的干净空气，测量集氡罩内的氡浓度变化规律就可以得到氡析出率。传统的静电收集法测氡仪都仅仅测量氡衰变的一个子体218Po来得到氡浓度的变化。然而对于低析出率介质，集氡罩内的氡浓度值偏低，仅仅测量218Po衰变发射的高能α粒子的计数，计数较少导致统计涨落较大。本发明同时测量一个较长时间周期内的218Po、214Po衰变发射的高能α粒子的计数，分别得到两个氡析出率值，然后求平均值，就可得到较准确的氡析出率。

主权项

1.一种利用218Po、214Po总计数开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，利用测氡仪的泵不断从外界泵入干净的空气，室外干净空气氡浓度近似为零；如果室外空气氡浓度过高，加一个活性炭吸附装置来吸附引入的空气中的氡，使室外空气氡浓度近似为零，氡析出率测量时特别要注意泵的流量，过高流量能导致集氡罩内形成负压，会使氡析出率变大；集氡罩中氡浓度的变化用式（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为集氡罩空间体积；L为泵的流量；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；t为集氡的时间；对于比较致密的介质，在密闭良好的情况下，能够忽略泄露和反扩散的影响，因为该效应比开环主动泄露小得多；当，式（1）简化为：（2）令集氡罩内氡的初始浓度为零，解得：（3）扣上积氡罩后，用测氡仪测量一个较长周期的氡浓度，测量周期为20-90分钟，积氡罩内的氡浓度按式（3）变化；当积氡罩的体积远远大于静电收集法测氡仪测量室的体积时，测氡仪的泵的流率较大，测氡仪测量室内的氡浓度与积氡罩内的氡浓度近似同步变化；根据静电收集法测氡仪的原理，测量室内218Po浓度的变化规律为：（4）测氡仪测量室内与积氡罩内的氡浓度的初始值都为零，测量室内218Po浓度的初始值也为零；为218Po的半衰期；将式（3）带入式（4）得到：（5）式（5）的解为：（6）其特征是：根据氡衰变链得到在测量室内有：(7)(8)、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：（9）初始测量时，214Pb、214Bi、214Po的浓度为零，式（6）、（7）、（9）解得：（10）（11）当t=T，T为测量周期，式（6）变化为：(12)对式（5）在(0，T)区间积分得到：(13)根据静电收集法测氡仪的原理有：（14）是测氡仪在该测量周期的读数；将式（14）带入式（13）得到：(15)式（12）减去式（15）得到：（16）解得：(17)当t=T，式（11）变化为：(18)对式（8）在(0，T)区间积分得到：（19）将式（10）带入式（19）得：(20) 静电收集法测氡仪根据218Po、214Po放射性衰变释放的α粒子的能量不同而分别计数；静电收集法测氡仪探测器对这两种不同能量的α粒子探测效率基本相同；设在测量周期T测量得到218Po、214Po衰变计数分别为n₁、n₂；再依据式（14）有：（21）将式（21）带入式（20）：（22）式（18）减去式（22）得到：（23）根据式（17）、（23）能求得两个氡析出率，再求两个氡析出率的平均值，就得到较准确的氡析出率；当T较大时，，的值都非常小，式（17）、（23）简化为：（24）（25）依据式（24）和（25）就能利用一个较长测量周期的测量值求得两个氡析出率，再求两个氡析出率的平均值，就能得到较准确的氡析出率。