[发明专利]同步测量环境220Rn、 222Rn混合浓度的方法

摘要

一种同步测量环境²²⁰Rn、²²²Rn混合浓度的方法，操作步骤为：关闭第一阀门，启动泵，环境²²⁰Rn、²²²Rn混合空气通过流量计、调节阀、过滤器进入三通，再通过第一真空表、泵进入环境，泵的流率非常高，使得三通内²²⁰Rn、²²²Rn与环境中的浓度一致。调节低压单闪烁室内的气压到P₁，使其对²²²Rn、²²⁰Rn及其子体衰变放出的α粒子具有相同的探测效率。将三通阀的a-b端关闭，b-c端打开，对低压单闪烁室抽真空，然后关闭三通阀的b-c端，打开三通阀的a-b端，再同时打开阀门进行采样。采样后，关闭阀门，记录低压单闪烁室当前的气压值P₂，P₂小于或等于P₁。启动闪烁室测量装置开始测量，利用测量得到的每个周期的计数，就可以利用相应的计算方法得到环境中的²²⁰Rn、²²²Rn浓度。

主权项

1.一种同步测量环境²²⁰Rn、 ²²²Rn混合浓度的方法，其特征是：其具体操作步骤如下：关闭第一阀门，启动泵，环境²²⁰Rn、²²²Rn混合空气通过流量计、调节阀、过滤器进入三通，再通过第一真空表、泵进入环境，泵的流率非常高，使得三通内²²⁰Rn、²²²Rn的浓度与环境中的²²⁰Rn、²²²Rn浓度一致；低压单闪烁室上连接有第二真空表和三通阀，假设低压单闪烁室内任意一点到涂敷有硫化锌的表面最大距离为L，降低低压单闪烁室内的气压， ²²²Rn、²²⁰Rn及其子体衰变放出的α粒子具有不同的能量，相应的射程也不同，其中²²²Rn衰变放出的α粒子能量最小，射程也最小；调节低压单闪烁室内的气压到P₁，使得²²²Rn衰变放出的α粒子在该气压下射程大于L，这样使得低压单闪烁室在低压下对²²²Rn、²²⁰Rn及其子体衰变放出的α粒子具有相同的探测效率；用h来表示探测效率，平均一次α衰变，能测量到h个计数；调节调节阀，使得三通内的气压小于或等于P₁；将三通阀的a-b端关闭，b-c端打开，外接真空泵对低压单闪烁室抽真空，抽真空后关闭三通阀的b-c端，打开三通阀的a-b端，再同时打开阀门进行采样；快速完成采样后，同时关闭阀门，读第二真空表的读数，记录低压单闪烁室当前的气压值P₂，P₂小于或等于P₁；启动闪烁室测量装置开始测量，由于滤膜过滤了所有的子体，因此认为采样时，没有²²²Rn、²²⁰Rn的子体进入低压单闪烁室；在采样结束及测量开始的瞬间，设在低压单闪烁室内²²²Rn及其子体²¹⁸Po、²¹⁴Pb、²¹⁴Bi的活度分别为、0、0、0；衰变常数分别为、、、；由于²¹⁴Po的半衰期只有164μs，其半衰期很短，因此人们常把²¹⁴Po的放射性归结为²¹⁴Bi的放射性；低压单闪烁室内²²⁰Rn的初始活度为，设在低压单闪烁室内²²⁰Rn的活度为，其子体²¹⁶Po 的活度为，由于²¹⁶Po半衰期非常短，与²²⁰Rn很快达到平衡，²²⁰Rn 衰变常数为，本底活度为A₀，不考虑其他长寿命子体，则根据放射性衰变规律有：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）对式（2）、（3）、（4）求解后，得到总的α放射性活度随时间的变化规律为：（8）由于低压单闪烁室对不同能量的α粒子探测效率相同，都为h，有：（9）为低压单闪烁室测量装置测量到的计数随时间的变化规律；以短时间间隔T为测量周期，T的值为1-10分钟，采用低压单闪烁室测量装置测量计数，其周期数量大于或等于3个，每个测量周期的计数为，i为测量周期；根据第i个测量周期的计数求得第i个测量周期的单位时间的平均计数，该平均计数与在该测量周期中点的总α放射性活度的关系为：（10）利用式（10）对的数据进行非线性拟合，能得到、、的值；(11)式中为²²²Rn的浓度；V为低压单闪烁室的体积；P₂为低压单闪烁室内的气压；P₀为环境气压；(12)式中为²²⁰Rn的浓度，然后依据式（11）、（12）求得²²²Rn、²²⁰Rn的浓度。