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氡析出率参考定值方法和便携式氡析出率参考定值装置

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成果类型:
专利
发明/设计人:
李志强;李彦秋;王政霞;张书燕;张致远
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:
2021-01-28
申请/专利号:
CN202110120322.X
公开时间:
2021-06-11
公开号:
CN112946718A
主申请人地址:
421000 湖南省衡阳市珠晖区衡花路16号
申请地区:
中国湖南
代理人:
龙腾
机构署名:
本校为其他完成单位
主权项:
1.便携式氡析出率参考定值装置,其特征在于:包括氡析出率参考定值单元(1)和集氡罩(2); 所述集氡罩(2)的顶部中心处开设有安装孔,所述氡析出率参考定值单元(1)包括绝缘外壳(1a)、测量筒(1b)、半导体探测器(1c)、高压模块、信号与数据处理模块,所述绝缘外壳(1a)的底端敞开,所述测量筒(1b)嵌设在绝缘外壳(1a)内并从其底端伸出,所述测量筒(1b)的底端从安装孔穿过并伸入至集氡罩(2)的内腔中,所述绝缘外壳(1a)与集氡罩(2)固定连接,所述集氡罩(2)上设有两个分别用于外接氡析出率测量仪进气管路和回气管路的接口(2a); 所述测量筒(1b)为中空结构,在所述测量筒(1b)的筒底以及侧壁底部均开设有进气孔(1b1),所述测量筒(1b)的内侧壁以及筒底内侧表面涂覆有一层导电银胶层,所述半导体探测器(1c)位于测量筒(1b)的顶部,所述高压模块与导电银胶层电性连接,从而在所述导电银胶层与半导体探测器(1c)之间形成静电场,使得氡衰变产生的第一代子体218Po在所述静电场的作用下被吸附到半导体探测器(1c)表面形成电信号,所述半导体探测器(1c)与信号与数据处理模块连接,所述信号与数据处理模块用于对半导体探测器(1c)形成的电信号进行处理进而计算出氡析出率值,以所述信号与数据处理模块计算出的氡析出率值作为参考标准对外接的氡析出率测量仪定值; 所述氡析出率参考定值单元(1)测量介质表面氡析出率时,先利用插值法对变化的氡浓度进行等效:先对环境本底进行测量,得到环境氡浓度C0,完成环境本底测量后开始集氡,集氡过程中以T为测量周期,在第n个测量周期结束时的氡浓度为: Cn=C0+ΔC1+ΔC2+....+ΔCn=K0,(n+1)N0,(n+1)+K1,(n+1)N1,(n+1)+K2,(n+1)N2,(n+1)+…+2Kn,(n+1)Nn,(n+1) (1); 其中,…,Nn,(n+1)=Nn+1-N0,(n+1)-N1,(n+1)....-N(n-1),(n+1); 上式中,K0,(n+1)为氡浓度恒定条件下,从开始测量到第n+1个测量周期开始这段时间的刻度因子;K1,(n+1)为氡浓度恒定条件下,从第1个测量周期开始到第n+1个测量周期开始这段时间的刻度因子;K2,(n+1)为氡浓度恒定条件下,从第2个测量周期开始到第n+1个测量周期开始这段时间的刻度因子;Kn,(n+1)为氡浓度恒定条件下,从第n个测量周期开始到第n+1个测量周期开始这段时间的刻度因子;K0,n为氡浓度恒定条件下,从开始测量到第n个测量周期开始这段时间的刻度因子;K1,n为氡浓度恒定条件下,从第1个测量周期开始到第n个测量周期开始这段时间的刻度因子;N0,(n+1)为开始测量时析出的氡到第n+1个测量周期开始这段时间衰变产生且被所述半导体探测器(1c)收集到的α粒子数;N1,(n+1)为从第1个测量周期开始时析出的氡到第n+1个测量周期开始这段时间衰变产生且被所述半导体探测器(1c)收集到的α粒子数;N2,(n+1)为从第2个测量周期开始时析出的氡到第n+1个测量周期开始这段时间衰变产生且被所述半导体探测器(1c)收集到的α粒子数;Nn,(n+1)为从第n个测量周期开始时析出的氡到第n+1个测量周期开始这段时间衰变产生且被所述半导体探测器(1c)收集到的α粒子数;Nn+1为在第n+1个测量周期开始时,所述半导体探测器(1c)收集到的α粒子总计数值; 式(1)中的刻度因子值均通过以下式(2)计算得到; 其中,K标=C标/ΔNP Ki,j为从第i个测量周期开始到第j个测量周期开始这段时间的刻度因子;T标为在氡浓度恒定条件下对氡析出率参考定值单元(1)进行定值的测量周期时长,K标为测量周期T标的刻度因子;C标为测量周期T标结束时的氡浓度;ΔNP为在测量周期T标结束时,所述半导体探测器(1c)收集的α粒子计数值;T为测量周期T标之外其它每个测量周期的时长,λR、λP分别为氡、218Po的衰变常量,其中λR=2.1×10-6s-1,λP=3.7×10-3s-1; 按照式(1)计算出集氡至第一个测量周期结束时的氡浓度C1以及第i个测量周期结束时的氡浓度Ci,i≥3; 再按下式计算氡析出率: 其中,V为所述集氡罩(2)的有效体积、氡析出率参考定值单元(1)的测量筒(1b)的有效体积、各导气管道体积以及氡析出率测量仪有效体积之和;S为集氡罩(2)的底面积;n为测量次数。 2.根据权利要求1所述的便携式氡析出率参考定值装置,其特征在于:所述测量筒(1b)的筒底呈球冠形。 3.根据权利要求1所述的便携式氡析出率参考定值装置,其特征在于:还包括外接所述氡析出率测量仪进气管路和回气管路的气管(3),所述气管(3)经由接口插入集氡罩(2)的内腔中。 4.根据权利要求1所述的便携式氡析出率参考定值装置,其特征在于:所述集氡罩(2)的安装孔内壁面上设有内螺纹,所述绝缘外壳(1a)的底端设有外螺纹,所述绝缘外壳(1a)与集氡罩(2)通过螺纹连接。 5.根据权利要求1所述的便携式氡析出率参考定值装置,其特征在于:所述氡析出率参考定值单元(1)还包括底壳(1d)和底座(1e);所述底壳(1d)呈两端开口的圆筒状,所述底壳(1d)用于环套在测量筒(1b)外侧并可拆卸连接至绝缘外壳(1a)的底端;所述底座(1e)包括支腿(1e1)以及设置在支腿(1e1)上方的支撑台(1e2),所述支撑台(1e2)的顶端设有一圈挡沿(1e3),所述底壳(1d)置于支撑台(1e2)上后,所述挡沿(1e3)被罩在底壳(1d)内并限制底壳(1d)在支撑台(1e2)上水平移动,在所述挡沿(1e3)的内侧设有两个用于通过管道连接标准氡室的气管接头(1e4),所述气管接头(1e4)的底端从支撑台(1e2)的底端面伸出。 6.根据权利要求5所述的便携式氡析出率参考定值装置,其特征在于:所述绝缘外壳(1a)的底端设有外螺纹,所述底壳(1d)的顶端设有内螺纹,所述底壳(1d)通过螺纹可拆卸连接在绝缘外壳(1a)的底端。 7.氡析出率参考定值方法,其特征在于,采用权利要求1-4中任意一项所述的便携式氡析出率参考定值装置对待标定的氡析出率测量仪进行定值,包括以下步骤: 步骤一、将氡析出率测量仪的进气管路和回气管路分别对应连接集氡罩(2)的两个接口(2a); 步骤二、完成环境本底测量后将所述集氡罩(2)扣置于介质表面开始集氡,用所述氡析出率参考定值单元(1)与氡析出率测量仪同时测量介质表面氡析出率值,以所述氡析出率参考定值单元(1)测得的氡析出率值为参考标准对氡析出率测量仪定值。
摘要:
氡析出率参考定值方法和便携式氡析出率参考定值装置,前述便携式氡析出率参考定值装置包括氡析出率参考定值单元和集氡罩;集氡罩顶部中心处开设安装孔,氡析出率参考定值单元的测量筒底端经安装孔伸入集氡罩内,集氡罩上设有两个分别用于外接氡析出率测量仪进气管路和回气管路的接口。基于上述便携式氡析出率参考定值装置和氡析出率参考定值方法,能够确保待测介质相同、介质表面的氡析出相同,对氡析出率参考定值时,能给待标定的氡析出率测量仪提供标定时刻准确的参考氡浓度,在集氡罩内氡浓度平衡后,可以为其他氡析出率测量仪的测量结果提供参考,为氡析出率测量仪的不同测量时刻氡浓度以...

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