222 220 222 220

1.一种对 Rn、Rn及其子体浓度同步测量的方法，采用 Rn、Rn及其子体浓度同 222 220

步测量装置，假设低压闪烁室内任意一点到涂敷有硫化锌的表面最大距离为L， Rn、 Rn222

及其子体衰变放出的α粒子具有不同的能量，相应的射程也不同，其中 Rn衰变放出的α222

粒子能量最小，射程也最小，通过降低低压闪烁室内的气压，使得 Rn衰变放出的α粒子222 220

在该气压下射程大于L，这样就使得低压闪烁室在低压下对 Rn、 Rn及其子体衰变放出的α粒子具有相同的探测效率，此时气压阈值为P1，平均一次α衰变，能测量到h个计数，用h来表示探测效率，其特征是：采样前，先对同步测量装置中的低压闪烁室抽真空，控制电磁阀的开闭时间来采样，并控制低压闪烁的气压低于气压阈值为P1，再通过相应的测量和222 220

计算方法得到 Rn、 Rn及其子体浓度。

222 220

2.根据权利要求1所述的一种对 Rn、Rn及其子体浓度同步测量的方法，其特征是：所述的同步测量装置包括低压闪烁室、真空表、电磁阀、控制器、闪烁室测量装置、真空泵及三通电磁阀，低压闪烁室通过管道与真空表的一端连接，真空表的另一端通过管道与电磁阀连接，电磁阀的另一端通过管道与三通电磁阀的a端连接，三通电磁阀的c端通过管道与真空泵连接，控制器通过控制电缆与电磁阀连接，控制电磁阀的开闭，真空表显示低压闪烁室内的真空度既气压，闪烁室测量装置用来测量低压闪烁室的计数。

222 220

3.根据权利要求1或2所述的一种对 Rn、Rn及其子体浓度同步测量的方法，其特征是：采样前，同步测量装置中的三通电磁阀的a端与c端开通，a端与b端关闭，通过控制器打开电磁阀，启动真空泵对低压闪烁室抽真空，抽完真空后关闭电磁阀及真空泵，三通电磁阀的a端与b端开通，a端与c 端关闭，然后再通过控制器控制电磁阀的开闭时间，将环222 220

境中的 Rn、Rn及其子体采集到低压闪烁室中，同时控制低压闪烁室内的气压略低于P1，此时低压闪烁室内气压为P2；

低压闪烁室的体积为V1，在低压下闪烁室内气体的实际体积V2为： (1)式中，P0是大气压力；

采样完成的瞬间，启动闪烁室测量装置，开始测量；

222 218

在采样结束及测量开始的瞬间，设在低压闪烁室内 Rn及其子体RaA即 Po、RaB即214Pb、RaC即214Bi的活度分别为 、 、 、 ；衰变常数分别为 、 、 、214

；由于RaC’即 Po的半衰期只有164μs，其半衰期很短，因此人们常把RaC’的放射220 216

性归结为RaC的放射性；低压闪烁室内 Rn的初始活度为 ，由于ThA即 Po半衰期非常短，与220Rn很快达到平衡，设在低压闪烁室内220Rn及其子体ThA即216Po的初始活度均为212 212 212

，设ThB即 Pb的初始活度为 ，ThC即 Bi的初始活度为 ，由于ThC’即 Po220

的半衰期非常短，其放射性也归结于ThC的放射性，Rn、ThA、ThB、ThC的衰变常数分别为、 、 、 ；

本底活度为A0，则根据放射性衰变规律有： （2） （3） （4）

（5）

（6） （7） (8) (9)

（10）对式（2） 到（10）求解后，代入初始条件，得到总的α放射性活度随时间的变化规律为： （11）

由于低压闪烁室对不同能量的α粒子探测效率相同，都为h，有： （12）

为闪烁室测量装置测量到的计数随时间的变化规律；

以短时间间隔T为测量周期，T的值为1-10分钟，其周期数量大于或等于8个，每个测量周期的计数为 ，i为测量周期；

根据第i个测量周期的计数 求得第i个测量周期的单位时间的平均计数，该平均计数与在该测量周期中点的总α放射性活度的关系为： （13）

利用式（13）对 的数据进行非线性拟合，得到 、 、 、 、 、222 220

、 、 的值，然后根据式（1）及浓度的定义反推得到 Rn、 Rn及其子体浓度。

222 220

4.根据权利要求1或2所述的一种对 Rn、Rn及其子体浓度同步测量的方法，其特征是：采样前，同步测量装置中的三通电磁阀的a端与c端开通，a端与b端关闭，通过控制器打开电磁阀，启动真空泵对低压闪烁室抽真空，抽完真空后关闭电磁阀及真空泵，三通电磁阀的a端与b端开通，a端与c 端关闭，然后再通过控制器控制电磁阀的开闭时间，将环222 220

境中的 Rn、Rn及其子体采集到低压闪烁室中，同时控制低压闪烁室内的气压略低于P1，此时低压闪烁室内气压为P2；

低压闪烁室的体积为V1，在低压下闪烁室内气体的实际体积V2为： (1)式中，P0是大气压力；

采样完成的瞬间，启动闪烁室测量装置，开始测量；

222 218

在采样结束及测量开始的瞬间，设在低压闪烁室内 Rn及其子体RaA即 Po、RaB即214Pb、RaC即214Bi的活度分别为 、 、 、 ；衰变常数分别为 、 、 、214

；由于RaC’即 Po的半衰期只有164μs，其半衰期很短，因此人们常把RaC’的放射220 216

性归结为RaC的放射性；低压闪烁室内 Rn的初始活度为 ，由于ThA即 Po半衰期非常短，与220Rn很快达到平衡，设在低压闪烁室内220Rn及其子体ThA即216Po的初始活度均为212 212 212

，设ThB即 Pb的初始活度为 ，ThC即 Bi的初始活度为 ，由于ThC’即 Po220

的半衰期非常短，其放射性也归结于ThC的放射性，Rn、ThA、ThB、ThC的衰变常数分别为、 、 、 ；

本底活度为A0，则根据放射性衰变规律有： （2） （3） （4）

（5）

（6） （7） (8) (9)

（10）对式（2） 到（10）求解后，代入初始条件，得到总的α放射性活度随时间的变化规律为： （11）

由于低压闪烁室对不同能量的α粒子探测效率相同，都为h，有： （12）

为闪烁室测量装置测量到的计数随时间的变化规律；

以短时间间隔T为测量周期，T的值为1-10分钟，其周期数量大于或等于8个，每个测量周期的计数为 ，i为测量周期；

求总α放射性活度在第i个测量周期的积分： （14）

式中 是总α放射性活度；

(15)

式中 是总α放射性活度在第i个测量周期的积分；

应用最小二乘法求解，引入残差 ：

（16）式中wi是i计数段的权重因子，权重因子的引入是考虑每个测量周期的计数统计误差不同对拟合结果的误差影响；

根据最小二乘法原理，使得残差 取最小值，能得到 、 、 、 、 、222 220

、 、 的值，然后根据式（1）及浓度的定义反推得到 Rn、 Rn及其子体浓度。

5.根据权利要求1或2所述的一种对222Rn、220Rn及其子体浓度同步测量的方法，其特征是：采样前，同步测量装置中的三通电磁阀的a端与c端开通，a端与b端关闭，通过控制器打开电磁阀，启动真空泵对低压闪烁室抽真空，抽完真空后关闭电磁阀及真空泵，三通电磁阀的a端与b端开通，a端与c 端关闭，然后再通过控制器控制电磁阀的开闭时间，将环境中的222Rn、220Rn及其子体采集到低压闪烁室中，同时控制低压闪烁室内的气压略低于P1，此时低压闪烁室内气压为P2；

低压闪烁室的体积为V1，在低压下闪烁室内气体的实际体积V2为： (1)式中，P0是大气压力；

采样完成的瞬间，启动闪烁室测量装置，开始测量；

222 218

在采样结束及测量开始的瞬间，设在低压闪烁室内 Rn及其子体RaA即 Po、RaB即214 214

Pb、RaC即 Bi的活度分别为 、 、 、 ；衰变常数分别为 、 、 、214

；由于RaC’即 Po的半衰期只有164μs，其半衰期很短，因此人们常把RaC’的放射220 216

性归结为RaC的放射性；低压闪烁室内 Rn的初始活度为 ，由于ThA即 Po半衰期非220 220 216

常短，与 Rn很快达到平衡，设在低压闪烁室内 Rn及其子体ThA即 Po的初始活度均为，设ThB即212Pb的初始活度为 ，ThC即212Bi的初始活度为 ，由于ThC’即212Po220

的半衰期非常短，其放射性也归结于ThC的放射性，Rn、ThA、ThB、ThC的衰变常数分别为、 、 、 ；

本底活度为A0，则根据放射性衰变规律有： （2） （3） （4）

（5）

（6） （7） (8) (9)

（10）对式（2） 到（10）求解后，代入初始条件，得到总的α放射性活度随时间的变化规律为： （11）

由于低压闪烁室对不同能量的α粒子探测效率相同，都为h，有： （12）

为闪烁室测量装置测量到的计数随时间的变化规律；

以较长的时间间隔t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8为测量周期，测量周期的时间为10-60分钟，测量周期为8个，8个测量周期的计数分别为 、 、 、 、 、 、 、；

（17） （18） （19） （20） （21） （22） （23） （24）对式（17）到（24）求解，能得到 、 、 、 、 、 、 、 的值，然后根据式（1）及浓度的定义反推得到222Rn、220Rn及其子体浓度。