[实用新型]测氡用光纤传感器

说明书

(一)所属领域

本实用新型涉及放射性气体测量、地震预报、环境保护、矿产勘察等领域，具体说是一种测氡用光纤传感器。

(二)背景技术

氡是由镭衰变生成的惰性放射性气体。由于其特殊的化学特性，现已成为我国地震水文地球化学最主要的观测项目，并在地震预报中具有举足轻重的作用。氡在活断层监测和矿产勘察中也有广泛的应用。另外，随着研究的深入发现，氡对人体健康具有强烈的危害。因此，氡的测量方法及技术一直科学家所重视。氡的测量方法无一另外地利用被取样下来的氡及其子体的辐射特性来实现测量的。目前，测氡方法主要有以下几种：

1空腔取样的测量方法：

空腔取样的空腔通常是闪烁室或电离室。

闪烁室法是在取样空腔内壁涂上对a辐射能产生激发发光的物质(如ZnS)，取样在空腔内的氡及其子体衰变发出的a粒子轰击这种发光物质从而产生光子，这些光子通过光电倍增管的放大并以电脉冲数被记录下来，就相当于把氡及其子体发射的a粒子记录下来。如果单位时间内产生的电脉冲数与氡浓度成正比，则氡浓度与脉冲数之间将有如下关系： c Rn = k s ( n 0 - n b ) V = k s n V - - - ( 1 ) ]]>

式中，C_Rn为空气中的氡浓度；V为空气取样体积；n₀为记数率；n_b为仪器的本底记数率；k_s为一刻度常数。因此可用已知浓度的氡气来标定闪烁室，来确定其刻度常数，从而进行氡气的测量。

电离室是一种圆柱形的或球形的或其它形状的金属空腔。中央装有一个与室壁绝缘的中央电极，在中央电极与室壁之间需要加上一定的电压。由于氡及其子体发射的a粒子对空气具有一定的电离作用，使空气产生正负离子，这样正离子向负电极上运动并积累在负电极上，从而在电离室两个电极之间形成电离电流。测出这种电离电流或电极上积累的电荷量，就可以与氡浓度联系起来。

空腔取样测量方法的主要缺点是：

1)人工取样，无法实现在线自动测量；

2)样品是在地表或近地表获得的，观测资料明显受到气象、环境等因素的干扰；

3)测量周期长，通常需要静置空腔1小时以上，待氡及其子体反应平衡以后才能进行测量。测量完成以后，必须用空气多次清洗空腔，以消除长寿命氡子体对空腔本底的影响；

4)需要较大体积的样品；

5)要进行繁琐的仪器标定环节。

2双滤膜取样的测量方法

双滤膜取样法是用两张过滤膜，两滤膜之间有一定的衰变容器。用抽气泵抽气时，含氡空气首先经过容器进口处的第一张滤膜去除掉氡子体，只含有氡气的空气进入衰变容器，在其出口中的第二张滤膜将衰变出的RaA被收集在第二张滤膜上，通过测量第二张滤膜上的RaA的a活度来推算出空气中的氡浓度。

双滤膜取样虽然大大缩短了氡测量的周期，但其测量精度不够高，另外还需要大体积的样品。在壤中气测量时往往会破坏地下气体的平衡状态，测量的准确性很难得到保证。

另外，还有一些氡的的测量方法，如活性碳吸附取样测量方法、被动式取样测量方法等。这些方法都有其不足之处。