[发明专利]一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及核辐射探测领域，具体基于静电累积吸附原理的采用α能谱测量技术方法进行氡气探测中氡子体对探测器污染的恢复的修正方法。

背景技术

放射性核素发生α衰变时会产生α射线，它是具有很强电离能力的重带电微粒，当其照射人体组织粘膜时，其对人体危害很大。不同核素衰变产生的α射线的能量是不同的，进行α能谱测量，可实现对某一核素的测量。目前对天然放射性核素衰变产生的α射线的测量主要是应用于氡气和钍气的测量。据统计研究表明，室内氡气污染是仅次于吸烟导致肺癌的第2大诱因。同时，可利用氡气的一些性质，广泛应用于铀矿资源勘查、石油天然气勘查、裂隙基岩地下水资源勘查、地质构造勘查、地面沉陷勘查等领域[1]。本文结合实际工作，详细论述天然放射性核素α能谱测量原理。

核辐射探测器是核仪器中的重要组成部分，它将入射射线的能量转换成电信号或其它易测信号以供后续电路处理。由于半导体探测器具有能量分辨率高、性能稳定、体积小等优点，被广泛应用。在选用金硅面垒型半导体探测器作为α射线探测器时，在应用时其表面接地电平，所以在电场力的作用下，氡子体会在电场力作用下吸附到其表面。而氡不带电，很难被吸附到探测器表面。被吸附到探测器表面的氡子体发生α衰变，放射出α粒子。这个α粒子轰击金硅面表面穿过表面蒸汽金层进入探测器PN结区，由于α粒子具有很强的电离能力，所以会在PN结区产生大量电子-空穴对，这些电子-空穴对在PN结偏置电压的作用下，迅速积累并经后续低噪声电荷放大器放大后输出一个电脉冲信号。后续电路记录这个电脉冲信号，从而获取α粒子信息，脉冲信号数量正比于空气中的氡浓度。

在静电累积吸附测氡中，虽然，这种方法可以解决氡气测量中α能谱测量问题，也能增加氡气测量中α能谱的探测效率，但是也会带来氡子体对探测器的污染问题。因为，氡子体粘附在探测器表面，无法通过擦除或者清洗等方法消除这些粘附的氡子体，因此只有通过氡子体自身衰变消除。但是氡子体的自身衰变，需要等待时间。在实际工作中，往往氡子体未能完全衰变消除就需要进行下一个测量点的测量工作，此时探测器的本底将会影响下一个测量点的测量工作。

本发明基于衰变放射性衰变理论，提出一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法，解决α能谱测量中氡子体对探测器的污染影响，从而实现氡子体探测时探测器污染的恢复的目的。因此本发明所提供的方法是一种创新的技术手段。

发明内容

本发明的目的在于针对目前基于静电累积原理的α能谱测氡中，氡子体对探测系统污染的修正方法的技术需求，结合放射性动态平衡理论，放射性衰变理论以及数据处理技术，实现氡子体对探测器污染恢复的修正。因此，本发明采用数据处理算法成熟，所提供方法合理，理论基础充分，实现的技术方案成熟可行。

为能达到上述发明目的，所采用的技术方案具体步骤包括：S1.测试系统自动记录当前测量完毕时刻，并自动保存当前Po218测量值；S2.关闭高压静电，通过欧姆放电方式放去氡及其子体收集腔体表面的静电高压；S3.启动抽气泵，根据设置的冲洗时间自动用新鲜的空气冲洗氡及其子体收集腔体；S4.开启静电高压，进入下一次测量工作；S5.测量工作完成后，自动记录当前测量起止时间与上一次测量结束时间差值t1,t2；S6.由公式计算探测器表面剩余的Po218值B1，在新的测量值中予以扣除。

按照本发明提供的一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法，其特征在于：所述的氡子体污染快速恢复指的是粘附在探测器表面上Po218污染快速恢复。

按照本发明提供的一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法，其特征在于：所述的测量系统为α能谱测量系统，测量值为α能谱方式测量到的氡短寿子体Po218核数。

按照本发明提供的一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法，其特征在于：所述的高压静电为加到氡及其子体收集腔体表面的高压，用于产生电场力吸附氡子体。

按照本发明提供的一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法，其特征在于：所述的欧姆放电指的是用一个高绝缘继电器串联电阻方式，通过开关高绝缘继电器，接通串联电阻方式进行欧姆放电。

按照本发明提供的一种氡子体静电吸附测氡中氡子体污染恢复修正方法，其特征在于：所述的冲洗氡及其子体收集腔体，指的是通过气泵，抽取干净的空气，清洗氡及其子体收集腔体内部空间，排除氡及其子体收集腔体内部的残留氡及其子体。