[实用新型]一种新型α气溶胶测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于核辐射测量仪器领域，具体涉及一种用于对空气中的人工α气溶胶浓度测量的装置。 

背景技术

放射性气溶胶是指悬浮在空气中的带有放射性的固体或液体粒子。从铀矿开采、矿石加工、铀的精制到核燃料元件制造以及核能发电等过程中，都可能涉及到各种放射性物质的生产与操作，这些放射性物质在生产与操作过程中，可能会产生放射性微粒物质而弥散于空气中形成放射性气溶胶；或者，放射性的微粒物或挥发物附着或凝聚到空气中的普通粉尘粒子上而使非放射性的气溶胶成为放射性气溶胶。 

放射性气溶胶可分为α气溶胶、β气溶胶和γ气溶胶。从辐射防护角度讲，人们主要关心的是α气溶胶；α气溶胶随空气进入人体内部而形成的内照射，对人体具有较大危害。 

要实现α气溶胶的测量，需要进行采样，通过对被收集在样品中的α活度测量和相对应的采样体积，可计算出取样空气中的α活度浓度。能量甄别法适用于α气溶胶的测量。形成人工α气溶胶的几种具有α放射性的核素所发出的α粒子能量与天然本底中几种α放射性核素所发射的α粒子能量是不同的，这就为我们通过能量甄别的方法将他们加以区分提供了条件。核素不同，α粒子的能量不同，引起α计数的脉冲幅度会有不同，则能谱的峰位各自不同。利用具有不同甄别阈的脉冲幅度分析器，将他们各自分开而分别进行计数，就把天然本底的α计数与需要监测的长寿命核素的α计数区分开了。这就是能量甄别法的 基本原理。 

但是，这是属于理想的情况。实际情况是，各种核素的气溶胶粒子累积在滤纸样品上时，因滤纸表面特性以及气溶胶的质量厚度的影响，即使是以同一能量发出的α粒子，经探测器而形成的脉冲幅度大小并不完全一致，使得各自的α能谱“展宽”，因而会在不同的计数道内引起计数，更主要的是各自的α谱前端都有一个长的“拖尾”形成相互叠加。可见，在所设定的测量长寿命核素的α粒子的计数道内，可能会有小部分或相当一部分天然本底的α粒子也将在这种计数道内引起计数，使得测出的长寿命α计数中，仍然包含有相当一部分甚至比应该测得的计数还要多的天然本底计数。对这部分干扰到长寿命α计数道内的天然本底计数，还必须进行补偿或修正而加以扣除才能得到真正的α污染计数。这就是能量甄别修正法：即首先利用分析道实施分道计数而把天然本底“甄别”掉，再对天然本底在长寿命计数道引起的计数实施补偿修正。 

由于环境中氡钍子体气溶胶的存在，人工α气溶胶测量的关键是要扣除掉氡钍子体带来的影响，而得到真正的人工α气溶胶测量值。 

目前，α气溶胶测量仪器的测量方式主要包含以下两种： 

1.衰变法测量：首先，它先通过采样装置进行空气采样，将气溶胶粒子过滤到滤纸上，将样品置放3--4天甚至更长时间，待氡钍子体完全衰变后，再将样品拿到实验室，通过辐射测量仪(多采用闪烁探测器)对样品进行放射性活度测量，然后，计算出空气中α气溶胶体积活度即浓度值。 

2.在线测量：该类仪表将取样装置与测量单元合为一体，在测试现场抽气取样，测量单元通过内置的算法计算，即时给出α气溶胶测量值。 

衰变法是最简单、最可靠的气溶胶的测量方法；但主要缺点是耗时以及测量值不能较快给出(需要等待3-4天才能得出结果)。在线测量可以即时得出测 量结果，但是受探测方法的限制，其测量精度和准确度较低，从实际应用来看，其对使用场所条件要求较高，不适合部分环境恶劣工况下使用。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种与衰变法相比大大降低了测量周期和响应时间；与在线法相比，测量精度和准确度都有较大提高，同时对使用环境的要求较低的新型α气溶胶测量装置。 

为了实现这一目的，本实用新型的技术方案是，一种新型α气溶胶测量装置，包括电源、测量室、探测器、低噪声屏蔽同轴电缆、前置放大器、主放大器、单道处理板和显示模块，其中，电源包括变压器和滤波器，分别与探测器、前置放大器、主放大器、单道处理板和显示模块连接；测量室中放置采集样品托盘，安装探测器和前置放大器，前置放大器的输入端与探测器相配合，输出信号经过低噪声屏蔽同轴电缆和主放大器相连；利用探测器和前置放大器对放射性物质信号进行探测转化成电信号并进行初次放大；将放大后的电信号输入主放大器进行进一步的信号滤波、成型、放大，为单道处理板提供输入信号；单道处理板包括单道部分和处理部分，单道部分采用六路模数转换装置控制三个通道的上下甄别阈值，三通道分别是人工道、天然道和补偿道；CPU对单道板输出的脉冲信号进行处理分析，并得到最终结果。