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      LY326型離子噴涂式測氡儀的應(yīng)用探討

      時(shí)間:2024-09-08 15:48:21 論文范文 我要投稿
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      LY326型離子噴涂式測氡儀的應(yīng)用探討

       0 引言
        
        氡氣測量是核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域研究的重要方面[1]。為深入研究氡及其子體及其相關(guān)理論,國家部委及各省市多次立項(xiàng),把氡氣測量理論研究以及各類測氡儀器的研制作為重要課題。鑒于FT-648 型測氡儀的廣泛應(yīng)用以及其標(biāo)準(zhǔn)的測量方法[2](雙濾膜法),本文將其作為對(duì)比,說明LY326 型測氡儀測量方法新穎,探測效率高,有廣泛的應(yīng)用前景。
        
        1 LY326 型測氡儀介紹
        
        1.1 工作原理
        常規(guī)的靜電采集氡子體的方法是以帶負(fù)電的鋁質(zhì)采樣片,收集氡衰變后瞬間所產(chǎn)生的帶正電離子及α粒子,進(jìn)行氡的測量。然而,氡形成的子體,最初確實(shí)是帶正電,但是在以后的擴(kuò)散、碰撞等活動(dòng)中,由于大氣中富含豐富的各類負(fù)離子及水汽分子,致使其正電性質(zhì)喪失。所以常規(guī)靜電采集子體的方法只能用于地氣測氡,對(duì)大氣微氡測量則效果不佳[3]。
        LY326 型測氡儀采用離子噴涂方法進(jìn)行測量。離子噴涂方法的工作原理是以超高電壓(通常在萬伏以上)產(chǎn)生離子霧,迫使所有的氡子體帶負(fù)電,然后再以采樣片進(jìn)行針對(duì)性的強(qiáng)制收集[4]。這就極大的提高了采集效率,可以方便的進(jìn)行大氣氡測量,并且具有很高的探測靈敏度。
        
        1.2 主要功能
        1、測氡(Rn),探測限1-2Bq·m-3。測釷射氣(Tn),探測限4 Bq·m-3(均為當(dāng)量氡濃度)。
        2、可以先采樣后測量,也可以邊采樣邊測量,采樣時(shí)間及測量時(shí)間自1 分鐘到任意長的時(shí)間,任意設(shè)置。
        3、測量完成后,屏幕顯示:Rn、Tn 總濃度,Rn 濃度,Tn 濃度。
        4、儀器配有微型打印機(jī),可打印出獲取數(shù)據(jù)的具體時(shí)間及三種濃度值。
        
        1.3 儀器指標(biāo)
        1、工作溫度范圍為-15 ℃~40 ℃,濕度≤100 %;
        2、可以220V 交流供電,也可以12V 機(jī)內(nèi)電池供電。電池供電可連續(xù)工作5 個(gè)小時(shí)。間斷工作視測點(diǎn)多少則可以工作2-5 天。
        3、儀器體積:40×30×20 cm3,重量(帶電池)8Kg.
        4、儀器穩(wěn)定性: 100 Bq·m-3 以下 30%100 Bq·m-3 以上 10%
        
        2 LY326 型測氡儀的應(yīng)用研究
        
        由于本次研究所用LY326 型測氡儀為樣機(jī),并未設(shè)定值,為了研究測氡儀的應(yīng)用,應(yīng)做如下工作,首先,對(duì)測氡儀的值進(jìn)行設(shè)定,共有三道,分別Rn 道、Tn 道以及總道。其次,用氡室對(duì)設(shè)定的值進(jìn)行檢驗(yàn)并修改,直到能達(dá)到實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
        
        2.1 測氡儀值的設(shè)定
        用標(biāo)準(zhǔn)α源239Pu 做參考測量,使用LY326 探頭、主放,以CIT-2000F 建材放射性檢測儀的多道分析系統(tǒng)為平臺(tái)進(jìn)行能譜測量,其譜線圖,從中可以看出校準(zhǔn)α源的能量峰(能量5.15 MeV),道址在112 道,峰面積為9 787。用示波器測得由α源產(chǎn)生的脈沖電壓為3.9V。
        從標(biāo)準(zhǔn)源 239Pu 的譜線圖可以看出,RaA 與ThA 的譜線可以分開,且RaA、ThA 的半衰期都很短,這樣在進(jìn)行測量時(shí),只要兩次測量間隔大于三十分鐘(采樣片上收集到的RaA,ThA 都已衰變完),就可以在不換采樣片的情況下繼續(xù)測量,這樣LY326 型測氡儀就有另一個(gè)功能,即:不采樣換片的連續(xù)測量。因此我們就定測量物為RaA 和ThA。
        
        2.2 測量
        測量條件:高壓10000V,電流6~10μA。同樣采用2.1 所述的測量系統(tǒng)及LY326 的采樣系統(tǒng)來測量氡室,測Rn 采樣10 min,測量10 min;測Rn、Tn 混合氣體采樣15 min,測量15 min。
        
        2.3 測量結(jié)果分析
        由上面所測得的數(shù)據(jù)和譜線圖,依據(jù)3.1 中所得的能量刻度,可以得出每個(gè)峰位所對(duì)應(yīng)的能量。通過查核素表可以得出,LY326 型離子噴涂式測氡儀對(duì)Rn 的測量可以測到的兩種核素分別為RaA(218Po)和RaC’(214Po);對(duì)Rn、Tn 混合氣體進(jìn)行測量時(shí)只測到了RaA(218Po)、RaC’(214Po)、 ThC’(212Po),而沒有測量到ThA,原因是由于ThA 的半衰期(0.15 s)太短,而采樣時(shí)間大于1.5 s,所以無法采集到該核素因此我們決定把測量物改為測RaA 與ThC。
        
        2.4 參數(shù)設(shè)定
        儀器經(jīng)刻度得到以下刻度系數(shù):
        KRn=0.52 Bq*m-3/cp20m ,KTn=3.6 Bq*m-3/cp20m
        表示當(dāng)采樣10 min,測量10 min 時(shí), Rn 道中的1 個(gè)計(jì)數(shù)所相當(dāng)?shù)碾睗舛葹?.52 Bq*m-3,Tn道中的1 個(gè)計(jì)數(shù)所相當(dāng)?shù)拟Q射氣濃度為3.6 Bq*m-3。
        
        3 校園氡釷初步測量應(yīng)用
        
        對(duì)校內(nèi)建筑及周邊的大氣氡、釷濃度進(jìn)行初步的測量,同時(shí)用FT-648 進(jìn)行對(duì)比測量,LY326 測氡儀采樣10 分鐘,測量10 分鐘,F(xiàn)T-648 為采樣20 分鐘,測量30 分鐘[6],每個(gè)點(diǎn)測量三次求平均,下圖為校內(nèi)兩種儀器的測量結(jié)果。
        由測量條件可知,LY326 型測氡儀采樣測量時(shí)間比FT-648 縮短了一半以上,測量效率更高。比較FT-648 型測氡儀與LY326 型測氡儀測量的數(shù)據(jù),兩條數(shù)據(jù)曲線趨勢極為相似,表明LY326 型測氡儀測量方法可行,結(jié)果可靠,且靈敏度更高。LY326 同時(shí)還可以測得Tn的,這是其它測氡儀所不具備的。
        
        4 總結(jié)
        
        LY326 型離子噴涂式測氡儀測氡不僅可行,而且是一種高效快速的測量,整個(gè)采樣測量過程不超過30 min,同時(shí)還可以測Tn。經(jīng)過對(duì)儀器的測試、設(shè)定及檢測,從儀器所測的實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)及實(shí)地測量數(shù)據(jù)可以得知:LY326 型離子噴涂式測氡儀,已經(jīng)達(dá)到了生產(chǎn)使用上所要求的各種功能和參數(shù)指標(biāo),適用于室內(nèi)和室外的環(huán)境監(jiān)測,可以推廣使用。
        
        [參考文獻(xiàn)] (References)
        [1] 方方,賈文懿等. 氡氣測量研究.核技術(shù),1999,Vol.22(4):218-222.
        [2] GB/T14582-93.環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測量方法[S].北京:國家環(huán)保總局,1994.
        [3] 楊亞新大氣氡測量影響因素探討華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào) 1996(3)
        [4] 吳信民等.326 型離子噴涂式大氣氡測量儀.核電子學(xué)與探測技術(shù),2005,Vol.25(1):13-15.
        [5] 核素圖表編制組編,核素常用數(shù)據(jù)表,原子能出版社,1977.
        [6] Wang Guiling, Li Zongqiang, Li Wuyuan and Fu Mingdeng. Test for FT648 Emanometer s Properties. IMP &HIRFL Annual Report.2003.:158

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