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专利号: 2019100864425
申请人: 衡阳师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.快速测氡装置,其特征在于:包括测量室、电子学读出系统以及光电倍增管或者硅光电倍增器;

所述测量室包括壳体以及位于壳体内侧的闪烁晶体层,在所述壳体与闪烁晶体层之间铺设波长位移光纤,所述壳体的前端设有进气口,所述壳体的后端设有排气口,所述进气口连接进气管路,所述排气口连接排气管路,所述进气管路上设有子体过滤器,在所述测量室的内腔中设有一根导体制成的中轴,所述波长位移光纤的末端连接至光电倍增管或者硅光电倍增器,所述光电倍增管或者硅光电倍增器连接电子学读出系统,在所述中轴上施加大

222 218

于1kv的负高压,从而使得 Rn在测量室内腔中衰变产生的第一代带正电的子体 Po在静电场的作用下被吸附至中轴的外周面上,同时222Rn在测量室内腔中衰变产生的α粒子撞击闪烁晶体层产生闪光,所述波长位移光纤收集闪烁晶体层产生的闪光,通过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,得到α粒子计数,最后根据α粒子计数与氡浓度的关系确定氡浓度。

2.根据权利要求1所述的快速测氡装置,其特征在于:所述闪烁晶体层覆盖壳体的整个内周面,所述中轴外周面距闪烁晶体层的距离大于8.5cm。

3.根据权利要求2所述的快速测氡装置,其特征在于:在所述测量室的内腔中还设有多个直径不等的筒状体,相对直径较大的筒状体套在相对直径较小的筒状体外部,所述中轴穿设在直径最小的筒状体内,所述筒状体与中轴同轴设置,在所述中轴与直径最小筒状体之间、相邻两个筒状体之间以及直径最大筒状体与壳体之间均形成环形收集腔,每个环形收集腔的进气端均与进气口相通,每个环形收集腔的排气端均与排气口相通;

所述筒状体包括导体制成的本体以及覆盖本体整个内周面的闪烁晶体层,在所述本体与闪烁晶体层之间也铺设波长位移光纤,所有波长位移光纤的末端均连接至光电倍增管或者硅光电倍增器,在所有本体上均施加负高压,从而使得222Rn在所有环形收集腔内衰变产生的第一代带正电子体218Po在静电场的作用下被吸附本体及中轴的外周面上,同时222Rn在所有环形收集腔内衰变产生的α粒子撞击相应的闪烁晶体层产生闪光,通过对应的波长位移光纤收集闪烁晶体层产生的闪光,再经光电倍增管或者硅光电倍增器完成光电转换,然后由电子学读出系统完成粒子能量甄别并计数,得到α粒子计数,最后根据α粒子计数与氡浓度的关系确定氡浓度。

4.根据权利要求3所述的快速测氡装置,其特征在于:所有环形收集腔的环宽均大于

8.5cm。

5.根据权利要求1或3所述的快速测氡装置,其特征在于:在所有闪烁晶体层的背面均设有透明有机玻璃制成的圆筒形底片,所述圆筒形底片的外侧均设有圆筒形反光盖板,所述圆筒形底片均紧贴闪烁晶体层,所述圆筒形反光盖板对应紧贴住壳体和筒状体的本体的内周面,在所述圆筒形底片的外周面以及圆筒形反光盖板的内周面上设有光纤定位槽,所述波长位移光纤铺设在圆筒形底片与圆筒形反光盖板之间并被固定在光纤定位槽中。

6.根据权利要求3所述的快速测氡装置,其特征在于:所述中轴上施加的负高压值大于直径最小的本体上所施加的负高压值;在相邻的两个本体中,位于内侧的本体上施加的负高压值大于位于外侧的本体上所施加的负高压值。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的快速测氡装置,其特征在于:所述闪烁晶体层为掺银硫化锌层。

8.快速测氡方法,其特征在于:采用权利要求1-7中任意一项所述的快速测氡装置检测氡浓度;

通过取样泵使含氡空气以一定的流率经子体过滤器后进入测量室内腔中,根据电子学读出系统得出的α粒子计数并按以下方式计算氡浓度:CR=KηVΔNR(T)             (1);

CR为被测环境氡浓度,ΔNR表示氡衰变的α粒子总数,K为测氡刻度因子,η表示探测效率,V表示测量室体积;

氡衰变产生的α粒子并不会全部被探测到,被探测到的α粒子数ΔNR(T0)′=ηVΔNR(T0),(1)式可化为:CR=KΔNR(T)′                (2);

结合上述式(1)和(2)便可根据电子学读出系统得出的α粒子计数计算出被测环境氡浓度。