版权说明 操作指南
首页 > 成果 > 详情

基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置和方法

认领
导出
Link by 万方专利
反馈
分享
QQ微信 微博
成果类型:
专利
发明/设计人:
李志强
申请/专利权人:
衡阳师范学院
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2019-02-25
申请/专利号:
CN201910138932.5
公开时间:
2019-04-30
公开号:
CN109696701A
主申请人地址:
421000 湖南省衡阳市珠晖区衡花路16号
代理人:
龙腾%黄丽
机构署名:
本校为其他完成单位
主权项:
1.基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:包括第一闪烁室、第二闪烁室、波长位移光纤、静电极、电子学读出系统以及光电倍增管或者硅光电倍增器; 所述第二闪烁室叠加在第一闪烁室上方并与第一闪烁室连接,所述第一闪烁室和第二闪烁室均包括多个圆筒形且不透光的壳体,所述第一闪烁室的壳体内径小于第二闪烁室的壳体内径,所有壳体由下往上层叠并依次连接,所有壳体的底端均设有端盖,位于最上层的壳体的顶端设有顶盖,所述顶盖及所有端盖上均开设有气孔,所述顶盖及位于最底层壳体端盖上的气孔分别对应连接排气管路和进气管路,所述进气管路上设有子体过滤器; 在所述壳体的内腔中设有多块隔板,所述隔板将壳体的内腔分隔成多个扇形腔室,除所述隔板靠近壳体轴心的区域不涂覆闪烁晶体用于形成α粒子隔挡区外,所述扇形腔室的内壁面的其它区域均涂覆闪烁晶体,所述第一闪烁室的扇形腔室内任意两点之间的距离均小于222Rn衰变所产生α粒子的射程,所述第二闪烁室的扇形腔室内相隔最远的两点之间的距离大于222Rn衰变所产生α粒子的射程但小于220Rn衰变所产生α粒子的射程,所述隔板上开设通孔,所有扇形腔室通过隔板上的通孔以及端盖上的气孔依次连通,使得所述进气管路中的空气可以流入所有扇形腔室再排出至排气管路,在连通任意两个扇形腔室的通孔和气孔处均可拆卸安装有子体滤膜,空气从一个扇形腔室流入下一扇形腔室时,通过所述子体滤膜滤除氡子体; 所述静电极穿设在壳体的内腔中心或靠近壳体的内腔中心并施加有大于1kv的负高压以用于收集扇形腔室内的氡子体,同时保证所述静电极收集的氡子体衰变所产生的α粒子撞向隔板时会撞击在隔板上的α粒子隔挡区内; 所述第一闪烁室的壳体内腔中以及第二闪烁室的壳体内腔中分别设置波长位移光纤,所述第一闪烁室壳体内腔中设置的波长位移光纤的末端以及第二闪烁室壳体内腔中设置的波长位移光纤的末端分别连接一个光电倍增管或者硅光电倍增器,而这两个光电倍增管或者硅光电倍增器分别连接不同的电子学读出系统,所述波长位移光纤用于收集α粒子撞击扇形腔室内壁面上闪烁晶体所产生的闪光,通过所述波长位移光纤将光信号传输至光电倍增管或者硅光电倍增器完成光电转换,再由电子学读出系统完成粒子能量甄别并计数,从而分别得到第一闪烁室及第二闪烁室的α粒子计数,最后根据第一闪烁室及第二闪烁室的α粒子计数与222Rn及220Rn的浓度的关系即可确定222Rn及220Rn的浓度。 2.根据权利要求1所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所述静电极的数量为1根,所述静电极设置在壳体的内腔中心,所述静电极从最下层往上贯穿其上方所有壳体的端盖并延伸至最上层的壳体内腔中。 3.根据权利要求1所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所述第一闪烁室的壳体内腔中以及第二闪烁室的壳体内腔中均设置多根波长位移光纤,每个扇形腔室中均至少有一根波长位移光纤从中竖直穿过,所述波长位移光纤靠近壳体的内壁设置。 4.根据权利要求3所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所述静电极的数量为多根,每个扇形腔室中均至少有一根静电极从中竖直穿过,所述静电极靠近壳体的内腔中心设置。 5.根据权利要求4所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所有静电极均从最下层竖直往上贯穿其上方所有壳体的端盖并延伸至最上层的扇形腔室中。 6.根据权利要求3所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所述壳体的内周面上沿其轴向平行间隔设置有多条定位槽,所述波长位移光纤铺设在定位槽中。 7.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所述壳体、端盖、顶盖及隔板均采用黑色塑料制成。 8.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:所述闪烁晶体为掺银硫化锌,所述第二闪烁室中所有扇形腔室的总体积与第一闪烁室中所有扇形腔室的总体积之比大于4:1。 9.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置,其特征在于:任意一个壳体内腔中设置的隔板数量大于16块,相邻两块隔板之间的夹角不大于22.5度。 10.基于抑制氡子体的氡自身衰变的快速探测方法,其特征在于:采用权利要求1-9中任意一项所述的基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置探测222Rn及220Rn浓度; 采样前,先排所有空扇形腔室内空气并测量第一闪烁室中扇形腔室的本底计数N0,然后利用真空泵抽对所有扇形腔室抽真空,接着通过取样泵使空气以一定的流率经进气管路的子体过滤器过滤子体后进入扇形腔室中; 在第一闪烁室的扇形腔室内,222Rn和220Rn衰变产生的α粒子撞击扇形腔室内壁面的闪烁晶体并产生闪光,在第二闪烁室的扇形腔室内,220Rn及一部分222Rn衰变产生的α粒子撞击扇形腔室内壁面的闪烁晶体并产生闪光,根据电子学读出系统得出的第一闪烁室α粒子计数和第二闪烁室α粒子计数并结合下式(1)、式(2)及式(3)计算222Rn及220Rn的浓度: C222=K(N1-N0) (1); 式(1)中,C222为被测环境222Rn浓度,N1为第一闪烁室的α粒子计数,K为刻度因子,N0为第一闪烁室中扇形腔室的本底计数N0; a=(N2×V1)/(N1×V2) (2); 式(2)中,a为被测环境中222Rn与220Rn的浓度比值,N1为第一闪烁室的α粒子计数,N2为第二闪烁室的α粒子计数,V1为第一闪烁室中所有扇形腔室的总体积,V2为第二闪烁室中所有扇形腔室的总体积; C220=C222/a (3); 式(3)中,C222为被测环境222Rn浓度,C220为被测环境220Rn 浓度,a为被测环境中222Rn与220Rn的浓度比值。
摘要:
基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置和方法,涉及核辐射探测技术领域,前述基于抑制氡子体的氡自身衰变快速探测装置包括第一闪烁室和第二闪烁室,第一闪烁室和第二闪烁室均包括多个圆筒形且不透光的壳体,第一闪烁室的壳体内径小于第二闪烁室的壳体内径,所有壳体由下往上层叠并依次连接,壳体的内腔中设有多块隔板,隔板将壳体的内腔分隔成多个扇形腔室。本发明主要在氡探测的原理和方法学上对现有的氡测量方法进行了改进,本发明基于探测氡自身的衰变构建了一种快速测氡模型,利用静电收集、滤膜滤除以及特定结构的闪烁室极大程度抑制了氡子体对探测氡自身的影响,并通过不同几何尺寸的...

反馈

验证码:
看不清楚,换一个
确定
取消

成果认领

标题:
用户 作者 通讯作者
请选择
请选择
确定
取消

提示

该栏目需要登录且有访问权限才可以访问

如果您有访问权限,请直接 登录访问

如果您没有访问权限,请联系管理员申请开通

管理员联系邮箱:yun@hnwdkj.com