[发明专利]采用静电收集和固体核径迹同步测量 222 Rn、220Rn浓度的装置及方法

权利要求书

1.一种采用静电收集和固体核径迹同步测量²²²Rn、²²⁰Rn浓度的装置，其特征是：由箱体、第三过滤器、第一铝膜片、第一固体核径迹探测器、第一过滤器、第二固体核径迹探测器、第二铝膜片、第二过滤器、高压模块、电池、底板及框形密封圈组成；

所述的箱体内设置有第一测量腔、第二测量腔及高压电源腔，第一测量腔、第二测量腔的内表面上镀有一层导电的金属材料，箱体的外壁板与第一测量腔之间设有用来安装第一过滤器的第一过滤器安装孔，第一测量腔与高压电源腔之间的壁板上设有用来安装第三过滤器的第三过滤器安装孔，高压电源腔与第二测量腔之间的壁板上设有用来安装第二过滤器的第二过滤器安装孔，各安装孔之间的距离越大越好；

第一过滤器安装在第一过滤器安装孔内，第二过滤器安装在第二过滤器安装孔内，第三过滤器安装在第三过滤器安装孔内；第一固体核径迹探测器和第二固体核径迹探测器分别通过粘接方式安装在底板上，高压模块和电池固定安装在底板上，第一铝膜片覆盖在第一固体核径迹探测器的表面上，第二铝膜片覆盖在第二固体核径迹探测器的表面上，第一铝膜片和第二铝膜片通过导线与高压模块的接地端连接，高压模块的的正极通过导线与第一测量腔、第二测量腔的内表面连接；底板通过螺钉安装在箱体的开口端，框形密封圈安装在箱体的开口端与底板之间，底板安装好后，第一固体核径迹探测器处于第一测量腔的正中位置，第二固体核径迹探测器处于第二测量腔的正中位置，高压模块和电池处于高压电源腔内。

2.根据权利要求1所述的一种采用静电收集和固体核径迹同步测量²²²Rn、²²⁰Rn浓度的装置，其特征是：所述的第一过滤器、第二过滤器及第三过滤器采用聚脂海绵制成。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用静电收集和固体核径迹同步测量²²²Rn、²²⁰Rn浓度的装置，其特征是：所述的框形密封圈上设有与第一测量腔腔口形状对应的第一开口腔，与第二测量腔腔口形状对应的第二开口腔，与高压电源腔腔口形状对应的第三开口腔。

4.一种采用静电收集和固体核径迹同步测量²²²Rn、²²⁰Rn浓度的方法，其特征是：其具体测量和计算过程如下：

启动测量装置中的高压模块，通过高压模块将测量装置中的电池的低电压升高到100～2000V，在测量装置第一测量腔中的第一固体核径迹探测器的表面覆盖有第一铝膜片，在测量装置第二测量腔中的第二固体核径迹探测器的表面覆盖有第二铝膜片，第一铝膜片和第二铝膜片通过导线与高压模块的接地端连接，高压模块的的正极通过导线与第一测量腔、第二测量腔的内表面连接，从而在第一测量腔的内表面与第一固体核径迹探测器的表面之间、第二测量腔的内表面与第二固体核径迹探测器的表面之间形成高压静电场；然后将测量装置放置在测量环境中测量空气中的²²²Rn、²²⁰Rn的浓度，测量时间为T；

测量过程中，外界环境中的²²²Rn、²²⁰Rn通过第一测量腔上的第一过滤器进入第一测量腔，由于²²²Rn半衰期较长，²²²Rn能够通过设置在第一测量腔与高压电源腔之间的第三过滤器进入高压电源腔，再通过高压电源腔与第二测量腔之间的第二过滤器进入第二测量腔；由于²²⁰Rn半衰期很短，不能进入第二测量腔，²²⁰Rn的长寿命子体也会在通往第二测量腔的途中由于附壁效应吸附在第三过滤器和第二过滤器上，不能进入第二测量腔；

由于在第一测量腔的内表面与第一固体核径迹探测器的表面之间、第二测量腔的内表面与第二固体核径迹探测器的表面之间形成了高压静电场，使得²²²Rn、²²⁰Rn带正电的子体向第一固体核径迹探测器及第二固体核径迹探测器的表面漂移；

测量过程完成后，立即从第一测量腔、第二测量腔取下第一固体核径迹探测器和第二固体核径迹探测器，并对其进行化学蚀刻；

从第一固体核径迹探测器能得到的ɑ粒子径迹数N₁为：

             （1）

从第二固体核径迹探测器能得到的ɑ粒子径迹数N₂为：

                     （2）

     式中、分别表示第一固体核径迹探测器对²²²Rn、²²⁰Rn的探测效率，是第二固体核径迹探测器对²²²Rn的探测效率，这三个参数能够利用标准²²²Rn室、²²⁰Rn室相关实验得到； 分别表示环境中²²²Rn、²²⁰Rn的浓度；

利用式（1）、（2）就能够计算得到环境中²²²Rn、²²⁰Rn的浓度；

上述方法采用的测量装置由箱体、第三过滤器、第一铝膜片、第一固体核径迹探测器、第一过滤器、第二固体核径迹探测器、第二铝膜片、第二过滤器、高压模块、电池、底板及框形密封圈组成；

所述的箱体内设置有第一测量腔、第二测量腔及高压电源腔，第一测量腔、第二测量腔的内表面上镀有一层导电的金属材料，箱体的外壁板与第一测量腔之间设有用来安装第一过滤器的第一过滤器安装孔，第一测量腔与高压电源腔之间的壁板上设有用来安装第三过滤器的第三过滤器安装孔，高压电源腔与第二测量腔之间的壁板上设有用来安装第二过滤器的第二过滤器安装孔，各安装孔之间的距离越大越好；

第一过滤器安装在第一过滤器安装孔内，第二过滤器安装在第二过滤器安装孔内，第三过滤器安装在第三过滤器安装孔内；第一固体核径迹探测器和第二固体核径迹探测器分别通过粘接方式安装在底板上，高压模块和电池固定安装在底板上，第一铝膜片覆盖在第一固体核径迹探测器的表面上，第二铝膜片覆盖在第二固体核径迹探测器的表面上，第一铝膜片和第二铝膜片通过导线与高压模块的接地端连接，高压模块的的正极通过导线与第一测量腔、第二测量腔的内表面连接；底板通过螺钉安装在箱体的开口端，框形密封圈安装在箱体的开口端与底板之间，底板安装好后，第一固体核径迹探测器处于第一测量腔的正中位置，第二固体核径迹探测器处于第二测量腔的正中位置，高压模块和电池处于高压电源腔内。