[发明专利]静电收集法测量Po-218迁移率和中和率的装置及方法

说明书

静电收集法测量Po‑218迁移率和中和率的装置及方法，测量装置包括测量箱、氡室、泵及高压模块。测量箱为一个矩形的箱体，在箱体两个对应的侧壁上分别设有第一接头及第二接头，箱体的面板及底板均为导电金属板，在面板上设有圆形半导体探测器。测量箱的第一接头与氡室的第一接头连接，测量箱的第二接头与泵的一端连接，泵的另一端与氡室的第二接头连接，测量箱的面板与高压模块的负极连接，测量箱的底板与高压模块的正极连接。测量时，打开高压模块，在圆形半导体探测器与底板之间形成圆柱形的均匀静电场，带正电的Po‑218被收集到圆形半导体探测器的表面，得到不同电压下对Po‑218的收集效率，然后对收集效率进行拟合就能够得到Po‑218中和率和迁移率的值。

技术领域

本发明涉及到一种核辐射测量技术，特别是一种采用静电收集法测量空气中氡子体Po-218迁移率和中和率的装置及方法。

背景技术

Po-218(RaA)是由氡衰变形成的，也具有放射性，吸入后对人体呼吸系统产生内照射。因此其物理、化学性质对于了解子体在室内空气中的行为非常重要。氡衰变后产生的Po-218被发现88％是带正电荷的离子。静电收集法测氡仪对带正电的Po-218的收集效率取决于Po-218离子的迁移率和中和率，而Po离子的迁移率是其大小和电荷的函数。有人提出通过静电沉积去除氡子体，作为降低工作和生活环境空气中放射性水平的一种手段。为此，如何精准测量氡子体Po-218在电场漂移过程中的迁移率和中和率是一项具有挑战性的工作，需要专门设计和制造一个测量Po-218迁移率及中和率的装置，并且能够在确定的载气中和受控的湿度条件下测量新产生Po-218离子的迁移率及中和率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种采用静电收集法测量Po-218迁移率和中和率的装置及方法。

本发明的技术方案是：静电收集法测量Po-218迁移率和中和率的装置，包括测量箱、氡室、泵、高压模块、第一调节阀及第二调节阀。

所述的测量箱为一个矩形的箱体，箱体内为测量腔，测量腔的长宽高分别为L₁、L₂、L₃，箱体四周侧壁为塑料材质，在箱体两个对应的侧壁上分别设有第一接头及第二接头，箱体的面板及底板均为导电金属板，在面板上设有半径为R的圆形半导体探测器。

测量箱的第一接头通过管道与第一调节阀的一端连接，第一调节阀的另一端通过管道与氡室的第一接头连接，测量箱的第二接头通过管道与第二调节阀的一端连接，第二调节阀的另一端通过管道与泵的一端连接，泵的另一端通过管道与氡室的第二接头连接，从而在测量箱的第一接头与第二接头之间形成一个气体回路。

测量箱的面板通过导线与高压模块的负极连接，测量箱的底板通过导线与高压模块的正极连接。在高压模块打开的状态下，测量箱测量腔内的面板与底板之间能形成均匀的平行电场。

测量时，圆形半导体探测器与测量仪表连接。

本发明进一步的技术方案是：采用静电收集法测量Po-218迁移率和中和率的装置通过静电收集法测量Po-218迁移率和中和率的方法，包括测量过程和计算过程，其具体操作过程如下：

A、测量过程：

恒温恒湿条件下，打开第一调节阀、第二调节阀和泵，氡室内的空气通过泵抽送进入测量箱的测量腔中，并将氡室中氡及其子体传送到测量腔中，经过一段时间混合均匀后，关闭调节阀第一调节阀、第二调节阀及泵，打开高压模块，在测量箱的测量腔内，面板与底板之间形成均匀的静电场，其中面板上半径为R的圆形半导体探测器与底板之间形成圆柱形的均匀静电场，带正电的Po-218在均匀静电场的作用下被收集到圆形半导体探测器的表面。

Po-218衰变产生的α粒子进入圆形半导体探测器产生电脉冲，经过前放和多道分析器处理形成能谱，能谱识别后得到Po-218衰变产生的脉冲数，并记录每秒钟产生的脉冲数N。