[发明专利]一种固体材料中氚含量的测量方法

说明书

本发明提供了一种固体材料中氚含量的测量方法，包括，S1：将被测对象置于平行电极板之间，改变电极板两端的电压参数，获取多组能谱数据；S2：计算在不同电场强度下，β射线诱发的X射线能谱数据；S3：建立多能谱组合反演模型，构建总射线能谱与不同深度的射线能谱在电场下的函数关系，基于不同电场强度下的反演模型，求解氚在不同深度的分布情况。本发明的优点在于：通过加高压的手段对测量谱进行增强，避免在测量过程中产生较大的误差，为后续的数据反演提供了保障，提高了反演计算的准确率。

技术领域

本发明涉及核物理技术领域，尤其涉及一种固体材料中氚含量的测量方法。

背景技术

氚既是国家重要战略物资，也是聚变堆的重要燃料，广泛应用于军事、航天、工业、技术开发和科学研究等各个领域。研究发展氚的分析和测量技术，对氚进行准确的分析和测量，是氚工艺可靠和稳定的最基本要求。随着科技的快速发展，各类项目中所涉及的氚量达到千克量级，对氚的分析和测量技术提出了新的挑战。

固体中氚的分析测量方法目前以β诱发X射线谱(BIXS)分析方法最受关注，是进行氚材料无损测量分析的最为有效手段之一，被日本和德国等发达国家广泛采用。目前国内，在BIXS氚测量技术方面已经取得了很大进展和突破，相关技术成果也得到了推广和应用。但所采用的BIXS分析方法均是利用一组实验谱与模拟谱进行比较符合的方式来估算氚的含量和深度分布，受氚的含量及深度、实验条件、模拟算法和符合的准确度等多种因素影响，其分析的精度在很大程度上难以保证。

公开号为CN 106844996A的发明专利申请公开了一种基于植物氚监测数据的事故氚源项反演方法，利用了植物氚的易收集和监测的优点，解决了传统方法中采用大气弥散模型来反演氚事故源项存在的气态氚(HTO/HT)在线监测技术上的障碍。

公开号为CN109164115A的发明专利申请公开了一种样品中氚的BIXS方法分析装置，利用了β射线与物质相互作用的特点，结构简单、体积小、价格便宜、检测速度快、灵敏度高、且支持在真空及充氩气两种不同情况下进行实验。

但以上方法均无法有效的针对固体材料对氚的含量和分布深度进行准确的测量，公开号为CN110045411A的发明专利申请公开了一种测量固体物质中氘和氚深度分布的方法，针对氘和氚的分布进行测量，需要同时分析氘和氚的分析模型，测量方法比较复杂，不适合单独对氚的分布进行测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够精确地测量氚在固体材料内的分布情况的方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种固体材料中氚含量的测量方法，包括，

S1：将被测对象置于平行电极板之间，改变电极板两端的电压参数，获取多组能谱数据；

S2：计算在不同电场强度下，β射线诱发的X射线能谱数据；

S3：建立多能谱组合反演模型，构建总射线能谱与不同深度的射线能谱在电场下的函数关系，基于不同电场强度下的反演模型，求解氚在不同深度的分布情况。

本发明将被测对象置于平行电极板之间，通过激发电场获取多能谱数据，并提取β射线诱发的X射线能谱数据，通过对被测对象进行分层构建每一层氚含量与能谱的关系式，并基于多种不同电场下的数值对每一层的氚含量进行结算，由此获得被测对象中氚含量的分布情况，加高压的手段对测量谱进行增强，避免在测量过程中产生较大的误差，为后续的数据反演提供了保障，提高了反演计算的准确率。

优选的，所述平行电极板选用β射线阻挡层材料制作。

优选的，所述多能谱数据包括通过电离室探测器和半导体探测器获取的被测对象两侧的β射线和X射线能谱。

优选的，所述使用蒙特卡罗模型计算不同电场强度下的能谱数据，获取所述的β射线诱发的X射线能谱数据。