[其他]壤中氡及其子體探測裝置及工作方法

無效

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• 申請日: 1985-10-23
• 公開（公告）號: CN85107800B
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 賈文懿;許必文
• 申請（專利權）人: 成都地質學院
• 主分類號: G01V5/00
• 分類號: G01V5/00;G01T1/185
• 代理公司: 重慶市專利事務所
• 代理人: 劉小紅

本發(fā)明為一種以空氣脈沖電離室為探測器的α輻射探測裝置，主要用于放射性勘探領域中探測土壤中氡及子體的α輻射，從而解決有關地質問題。

現(xiàn)有技術中，野外使用的各種壤中氡及子體的α輻射儀，普遍采用ZnS（Ag）閃爍體、金硅面壘半導體作α輻射探測器。使用這些α輻射儀雖然能解決不少地質問題，但存在以下不足：

1.ZnS（Ag）閃爍體和金硅面壘半導體作探測器都必須在嚴格的避光條件下使用，從而給儀器的結構設計和野外操作帶來許多不便。

2.在測量過程中，上述兩種探測器都容易受到氡及子體的污染，使儀器底數(shù)增高，影響測量結果的可靠性。

3.上述兩種探測器野外排除污染處理都很困難。目前尚無法排除金硅面壘半導體探測器上的污染，而對ZnS（Ag）閃爍體經去污處理（通常是更換閃爍室）后，需要避光等待較長時間（不少于15分鐘）才能重新開始工作，使野外工作效率降低。

4.現(xiàn)有技術中，由于受α輻射探測器幾何結構和形狀等因素的限制，氡及其子體收集器通常只能采用片狀材料（如自然α卡，靜電α卡等）。工作過程中，需要先將卡片安裝在探杯內，然后將裝有卡片的探杯埋置于土壤中;測量時，又需要從探杯內取出卡片，放入探測器中，測其上的α輻射。這樣，既有備制，安裝卡片之煩，限制了野外工作效率，又由于收集器的面積不能做大而使測量的靈敏度受到限制。

5.現(xiàn)有的野外α輻射儀通常只適用于一種方法，用途單一。

現(xiàn)有技術中，有人采用空氣脈電離室作α輻射探測器，構成α輻射儀（參見U·S·Patent4262203）但仍存在下列不足：1用途單一，僅能用于氣體的放射性測量;2測量過程中，放射性氣體容易使電離室污染，其去污處理仍很困難。3儀器的信號放大、處理電路未作低功耗設計，難以適用于野外工作。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有野外α輻射儀及現(xiàn)有空氣脈沖電離室的上述不足，提供一種以空氣脈沖電離室為探測器，以表面積大的α杯為氡及其子體收集器的野外α輻射探測裝置。它不僅具有靈敏度高，去污容易、快速、不需避光的特點，而且機械性能好，成本低，耗電省，野外工作方法簡便。尤其是本發(fā)明中的空氣脈沖電離室α數(shù)字輻射儀具有一機多用的特點，它既可用于常規(guī)射氣測量（瞬時測氡），即在野外直接將壤中氡氣引入電離室進行α測量;又可用于累積測氡，即將各種氡及子體收集器放入電離室進行α測量。

本發(fā)明由野外α數(shù)字輻射儀和氡及子體收集器兩部分組成。α數(shù)字輻射儀由空氣脈沖電離室和其相應的電子線路等構成。

空氣脈沖電離以空氣為工作氣體，結構與常用的脈沖電離室類似，其形狀和大小不受限制，可根據(jù)收集器的形狀而定。電離室對光線不敏感，因而不必設計專門的避光裝置，使儀器結構大為簡單。電離室有底蓋和進氣排氣孔，以便放入收集器或引進、排出壤中氡氣。

空氣脈沖電離室α數(shù)字輻射儀的工作原理是：在電離室外殼加以數(shù)百伏至上千伏的負高壓，收集電極通過負載電阻接地，則在電離室內形成電場。當α粒子進入電離室與收集電極之間的空間時，由α粒子引起空氣電離而產生的電子（以及負離子）和正離子將在電場作用下移動，從而在收集電極上感生出電脈沖信號。該信號經過高輸入阻抗、低噪聲的前置放大器和主放大器后，送往脈沖幅度甄別器，然后由脈沖計數(shù)器記錄下來。

本發(fā)明所指的收集器為內表面對氡及其子體具有吸附性的材料做成的容器，稱為α杯。α杯可選用普通塑料杯，這類探杯稱為自然α杯。用α杯作收集器，不但大大地增加子收集面積，充分利用了電離室的探測空間，提高了靈敏度;也簡化了野外工作方法，提高了工作效率。若欲進一步提高靈敏度，可在探杯內加入活性炭或靜電α卡（帶靜電高壓的測塵濾膜），構成活性炭杯或靜電α杯。

采用α杯累積測氡時，先將α杯在野外測點上埋置一定時間，然后將其取出，放入電離室內進行測量放入電離室的α杯，在測量過程中，由于α杯壁的屏蔽作用，即使電離室內壁受到污染也不影響測量結果α杯內壁與收集電極相隔一定距離，杯內壁上的氡子體不會污染收集電極。所以，測量自然α杯或靜電α杯時，不會造成電離室的污染。活性炭α杯，在測量過程中對電離室的污染也很小，雖然活性炭所吸附的氡將有部分解析而進入電離室內的空氣中，但由于電離室外殼帶負高壓，而氡的衰變子體絕大部分帶正電荷它們將在電場的作用下移向杯的內壁，所以這部分氡子體不對電離室構成污染。構成污染的是直接到達收集電極并附著在其上的氡和氡子體，由于收集電極表面積很小，這種污染并不嚴重。若收集電極連續(xù)多次污染而使儀器底數(shù)增高，更換收集電極即可排除污染更換電極只需半分鐘，更換后，儀器可立即開始工作。