[发明专利]气态氚活度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及核辐射探测中的氚活度测量，尤其涉及一种低活度的气态氚活度测量装置。 

背景技术

氚是广泛存在于环境中的低能β发射体，自然界中存在的天然氚极微，主要由宇宙射线中的中子和质子轰击大气层中的16O和16N形成。在人类开展产氚活动之后，各种以气体、液体或固体形式排放到地表或大气中的氚构成环境氚源的重要部分。氚作为裂变动力运行堆排放的重要放射性气体核素，各种核设施泄漏入周围环境的氚，会造成周围环境大气氚活度的升高。而工作在核电站反应堆厂房及有关辅助厂房的工作人员必然会通过各种途径摄入氚，从而造成一定程度的内照射伤害。因此，如何高精度地测量空气中的氚活度是气态氚测量的一个关键问题，。 

目前氚的适用面不够广泛，测量的方法也较少，主要包括以下两种，一是将氚催化氧化成氚化水之后利用闪烁体探测器进行测量；二是采用气体探测器如电离室、正比计数器进行气体的测量。两者面向不同的测量对象，后续采用不同的信号处理系统对探测器输出的信号进行整合，通过通信模块传送给测量软件。 

对于第一种测量方法，针对空气中含有的气态氚，将其转化成液态氚进行测量，一方面提高了测量的难度，另一方面也降低了数据的精确度。 

对于第二种测量方法，因为氚辐射的β粒子的平均能量为5.72KeV，最大能量为18.6KeV，测定气体状态下试样中氚的含量，可以采用电离室和内充气的气体放电器。实际工作中，β粒子相对α粒子在高压下电离的粒子对要少的多，仅采用普通的空气作为工作气体，对于活度较低的氚气，探测器在测量的时候容易探测不到，或探测精度不够。所以低活度的氚气活度测量本身就是一个棘手的问题。经过多次气态氚活度测量实验我们发现，当气体放电器测量过较高活度的氚气后，再测量低活度的氚气时，会出现无法响应、或数据偏差的问题，经过反复研究和实验发现，这是由于环境中存留的少量氚会使测量装置内也保留少量氚气，形成本底值和探测下限，造成记忆效应，只能对较大活度的氚进行测量，而对于活度低的气态氚，则无法响应、或数据出现偏差。 

为了解决这些问题，就需要设计高精度的、低本底值、低探测下限的探测系统以提高探测器的探测效率。也就是需要降低探测器的本底值和探测下限，消除记忆效应。正比计数器中大量的气体放大作用是其输出信号为脉冲信号的主要原因，传统的测量装置不能准确处理、分析正比计数器输出的信号，可能会出现核辐射信号被淹没或者谱峰重叠现象的发生，造成“误计”、“漏计”的现象。因此，亟需一种能够便捷对空气中气态氚进行快速充气测量的装置。 

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，能够快速、有效测量空气中的氚活度，避免空气对测量结果的干扰，实现环境低本底辐射剂量的准确测量，同时能够实时显示测量谱线，提高低能射线的核辐射测量仪器的实用性和长效性的气态氚活度测量装置。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种气态氚活度测量装置，包括探测单元、信号获取单元和中央处理器，所述信号获取单元将探测单元检测到的信号形成对应幅度的脉冲信号，并送入中央处理器中计数、分析和处理，还包括一真空单元； 

所述真空单元包括一个三通，所述三通一端连接真空表，另外两端分别连接一主管道；

其中一主管道与探测单元连通，且该主管道上设有阀门；

另一主管道远离三通的一端分为四个自带阀门的支管道，分别一一对应连通真空抽气泵、氦检漏仪和两个气体瓶；

所述探测单元包括一个或多个正比计数器，每个正比计数器仅有一个供气体出入的气体出入口，所述气体出入口上设有阀门，且均能分别通过阀门与对应主管道连通；

所述阀门均与中央处理器相连，由中央处理器控制其开合。

作为优选：所述信号获取单元为一路或多路连接电荷灵敏前置放大器的多道幅度脉冲分析器，且为一路时，电荷灵敏前置放大器与一正比计数器的高压端口可拆卸连接，为多路时，多个电荷灵敏前置放大器与多个正比计数器的高压端口一一对应相连，多道幅度脉冲分析器与中央处理器相连。 

作为优选：所述正比计数器仅有一个气体出入口具体为，所述正比计数器为封闭了一个气口的流气式正比计数器。 

作为优选：所述正比计数器具体为，包括作为阴极的密封中空金属罩、金属罩内部作为阳极的芯线、固定在金属罩上与芯线连接的高压接头，所述金属罩上仅设有一个与其内部连通的气体出入口。 

作为优选：所述高压接头位于金属罩一端，所述气体出入口位于金属罩另一端。 

作为优选：当正比计数器为多个时，每个正比计数器的体积大小各不相同。