发明名称 两段法测量氡析出率的方法
摘要 一种两段法测量氡析出率的方法,用静电收集法测氡仪测量集氡罩内氡浓度的变化来得到氡析出率。它包括测量过程和计算过程,测量集氡罩内两个较长周期的氡浓度,利用式(2)、(3)或者(4)、(5)或者(6)、(7)或者(8)、(9)或者(10)、(11)任一组公式就可以解得氡析出率;测量集氡罩内三个较长周期的氡浓度,第一个测量周期为20分钟,利用第二、第三个测量周期的数据,利用式(13)、(14)或者(15)、(16)或者(17)、(18)或者(19)、(20)或者(21)、(22)或者(23)、(24)、(25)、(26)任一组公式就可以解得氡析出率。该测量和计算方法测量装置简单、操作方便,满足了氡析出率快速测量的需要。
申请公布号 CN102426379B 申请公布日期 2013.06.19
申请号 CN201110366385.X 申请日期 2011.11.18
申请人 衡阳师范学院 发明人 谭延亮;袁红志
分类号 G01T1/167(2006.01)I 主分类号 G01T1/167(2006.01)I
代理机构 衡阳市科航专利事务所 43101 代理人 邹小强
主权项 1.一种两段法测量氡析出率的方法,它包括测量过程和计算过程,测量过程如下:将一面开口的集氡罩扣在待测介质表面上,或将介质装入密闭的集氡罩收集室内,由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下,逸出表面进入集氡罩,导致集氡罩内氡浓度变化;泵一直以恒定流速将集氡罩内的氡通过干燥管和滤膜滤出子体后泵入测量室,流速0.5-2升/分钟,使得测量室的氡浓度与集氡罩内的氡浓度平衡;测量室内有一半导体探测器,半导体探测器与二次仪表连接,探测钋218衰变放出的α粒子计数;在测量室底及壁与半导体探测器之间加以50-300伏/厘米的电场,使得氡衰变后产生的带正电的钋218在电场作用下高速吸附到半导体探测器面上,提高探测效率;测量采用较长的时间间隔测量,即5-120分钟测量一次,设置两个测量周期,从集氡罩扣在待测介质表面上,或将介质装入密闭的集氡罩收集室内就开始连续测量,时间为T<sub>1</sub>;然后再连续测量,时间为T<sub>2</sub>;通过两个周期的测量数据就可以快速通过简单的计算方法得到的较准确的氡析出率; 2个测量周期的时间可以相等,也可不等;其特征是:计算过程如下:将集氡罩扣在待测介质表面上, 在测氡装置的泵的作用下,积氡罩内的空气与测氡装置内测量室内空气交换,氡浓度很快达到接近相等,测氡装置内测量室内218Po浓度变化规律可用式(1)<img file="201110366385X100001DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="256" he="55" />(1)式中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;<img file="78915DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="18" he="25" />为有效衰变常数,包括氡的衰变常数,集氡罩内氡的泄漏系数和反扩散系数;<img file="201110366385X100001DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="25" he="25" />为218Po的衰变常数; t为集氡的时间;两个测量周期分别为T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>,对式(1)在{0,T<sub>1</sub>}和{T<sub>1</sub>, T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>}区间分别积分,再分别除以T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>可以得到:<img file="58372DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="449" he="80" />(2)<img file="DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="450" he="140" />(3)C<sup>1</sup>,C<sup>2</sup>分别为测氡仪在两个测量周期的读数;根据式(2)、(3)可以解得氡析出率J和有效衰变常数<img file="838109DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="18" he="25" />;当<img file="797100DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="64" he="25" />, T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>足够大,式(2)、(3)可以简化为:<img file="DEST_PATH_IMAGE007.GIF" wi="276" he="78" />(4)<img file="673789DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="296" he="78" />(5)式(4)、(5)可以进一步简化为<img file="DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="271" he="52" />(6)<img file="558569DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="283" he="52" />(7)式(4)、(5)还可以进一步简化为<img file="DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="332" he="52" />(8)<img file="825602DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="264" he="52" />(9)式(6)、(7)可以进一步简化为:<img file="DEST_PATH_IMAGE013.GIF" wi="200" he="107" />(10)<img file="86819DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="181" he="52" />(11)依据式(2)、(3)或者(4)、(5)或者(6)、(7)或者(8)、(9)或者(10)、(11)任一组公式就可以解得氡析出率J和有效衰变常数<img file="319480DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="18" he="25" />。2、根据权利要求1所述的一种两段法测量氡析出率的方法,其特征是:测量采用较长的时间间隔测量,即5-120分钟测量一次,设置三个测量周期,从集氡罩扣在待测介质表面上,或将介质装入密闭的集氡罩收集室内就开始连续测量,时间为20分钟;然后再连续测量,时间为T<sub>1</sub>;然后再连续测量,时间为T<sub>2</sub>,其中第一个测量周期的数据舍弃不用;当测量时间大于20分钟后,测氡仪内部测量室内的218Po浓度的变化规律为:<img file="DEST_PATH_IMAGE015.GIF" wi="298" he="85" />(12)式中V<sub>C</sub>,V<sub>R</sub>分别为积氡罩和测氡仪内测量室的体积,<i>L</i>为泵的流速;舍弃20分钟以前的测量数据,在开始测量20分钟后测量两个测量周期分别为T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>,对式(12)在{20,20+T<sub>1</sub>}和{20+T<sub>1</sub>,20+T<sub>1</sub>+T<sub>2</sub>}区间分别积分,再分别除以T<sub>1</sub>和T<sub>2</sub>可以得到: <img file="312843DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="476" he="155" />(13)<img file="DEST_PATH_IMAGE017.GIF" wi="481" he="154" />(14)这样在开始测量20分钟后,测量两个测量周期的数据,就可以依据式(13)、(14)求得氡析出率;当<img file="129490DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="61" he="25" />且<img file="DEST_PATH_IMAGE019.GIF" wi="80" he="25" />式(13)、(14)可以简化为:<img file="991135DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="407" he="109" />(15)<img file="DEST_PATH_IMAGE021.GIF" wi="414" he="103" />(16)式(15)、(16)可以进一步简化为:<img file="78302DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="332" he="83" />(17)<img file="DEST_PATH_IMAGE023.GIF" wi="370" he="82" />(18)式(17)、(18)可以进一步简化为:<img file="570464DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="220" he="76" />(19)<img file="DEST_PATH_IMAGE025.GIF" wi="243" he="75" />(20)式(17)、(18)还可以进一步简化为:<img file="812089DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="274" he="54" />(21)<img file="DEST_PATH_IMAGE027.GIF" wi="313" he="53" />(22)式(13)、(14)可以还可以变化为:<img file="149529DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="284" he="75" />(23)<img file="DEST_PATH_IMAGE029.GIF" wi="311" he="71" />(24)<img file="855317DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="62" he="46" />(25)<img file="DEST_PATH_IMAGE031.GIF" wi="222" he="46" />(26)依据式(13)、(14)或者(15)、(16)或者(17)、(18)或者(19)、(20)或者(21)、(22)或者(23)、(24)、(25)、(26)任一组公式就可以解得氡析出率J和有效衰变常数<img file="754265DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="18" he="25" />。
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