采用0阶近似快速测量氡浓度的方法

摘要

一种采用0阶近似快速测量氡浓度的方法，它包括测量和计算。先将测氡仪器工作于刻度模式下，在标准氡室中利用较长时间的218Po峰的计数反推氡浓度，得到刻度因子，这样其相当于一台工作于sniff模式的RAD7测氡仪器；再将氡测量装置切换到0阶近似模式，设置好测量周期和循环次数，开启测氡仪器后，外界的空气通过一个高效过滤器过滤氡子体后被连续抽入测量室内，然后再排出到外界；测量室内的氡衰变产生新的子体218Po在强电场作用下就被吸附到半导体探测器表面，218Po进一步衰变释放的高能α粒子产生的电信号通过能量识别后计数，就可得到218Po的浓度，从而得到氡浓度；测量得到的氡浓度数据，再运用具体算法计算，就能快速测量氡浓度变化。

主权项

1.一种采用0阶近似快速测量氡浓度的方法，它包括测量和计算；测量过程：开启测氡仪器，测氡仪器的内置泵将外界的空气通过管道和高效过滤器过滤氡子体后连续抽入测量室内，然后通过排气管再排出到外界；测量室的上部有一个半导体探测器，在测量室腔体到半导体探测器之间通过高压模块加上2000-3000V的电压，形成强电场；空气中的氡被高效过滤器滤除子体后进入测量室，会衰变产生新的子体，这些子体带正电，在强电场作用下就被吸附到半导体探测器表面，被吸附的子体再次衰变后放出的高能α粒子打到半导体探测器内，产生电信号，通过前置放大器放大后，再由计数及显示模块能量识别后计数，就能得到一个测量周期内氡衰变链上不同子体衰变的次数，由此可以反推氡的浓度；由于空气中的水蒸气分子一般带负电，高湿度的空气会影响带正电的氡子体吸附到半导体探测器表面的效率，从而影响测量结果的准确性，采取在高效过滤器前加一个干燥管，或者利用温度、湿度曲线进行修正；测氡仪器内设有两种模式，分别为刻度模式和0阶近似模式；刻度模式与RAD7的sniff模式相同，是传统的测量方法，用来刻度仪器，得到刻度因子；0阶近似模式测量方法与刻度模式测量方法相同；先将测氡仪器工作于刻度模式下，在标准氡室中利用较长时间的218Po峰的计数反推氡浓度，得到刻度因子，这样其相当于一台工作于sniff模式的RAD7测氡仪器；再将氡测量装置切换到0阶近似模式，设置好测量周期和循环次数，开启测氡仪器后，外界的空气通过一个高效过滤器过滤氡子体后被连续抽入测量室内，然后再排出到外界；测量室内的氡衰变产生新的子体218Po在强电场作用下就被吸附到半导体探测器表面，218Po进一步衰变释放的高能α粒子产生的电信号通过能量识别后计数，就能得到218Po的浓度，从而得到氡浓度；测量得到的氡浓度数据，再运用以下具体算法计算，就能快速得到氡浓度；刻度模式计算方法：设外界氡浓度恒定为C₀，测量室内氡浓度为C(t)，测量室内218Po的浓度为，描叙测量室内氡衰变链的微分方程为：（1）（2）是氡的衰变常数，是218Po的衰变常数；测量室与外界抽气循环到一定时间后，认为C(t)=C₀式（2）改写为：（3）初值条件：（4）式（3）的解为：（5）当t足够大时有：（6）即可由218Po的浓度反推得到氡的浓度；其特征是：通过0阶近似模式计算方法对得到的数据进行重新处理，能够连续快速测量氡浓度变化；0阶近似模式计算方法：设测量周期为T；运用0阶近似，第n个测量周期，则测量室内氡浓度为：（7）使用小干燥管且泵的流率非常高，忽略体积延迟，测量室内的氡浓度用式（7）来描叙；第n个测量周期，测量室内218Po的浓度为，测量周期开始时测量室内218Po的浓度为（8）式（8）的解为：（9）当t=T，式（9）变化为：                    （10）对式（8）在0-T区间积分得：（11）根据静电收集法测量原理有：（12）为测氡仪器在第n个测量周期的测量值读数；将式（12）代入式（11）：（13）比较式（13）、（10）得：（14）由式（10）可得；由初始条件及式（10）、（14）就可递推得到任意测量周期的测量室内实际氡浓度；泵的流率较大，就是任意测量周期的外界实际氡浓度。