【摘 要】
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氡气是自然界的稀有放射性气体之一,无色无味,目前研究领域上有多种测量氡气的方法,液体闪烁体具有无自吸收、衰减长度长、对氡的溶解度较高等特点,是用于测量氡气的探测器材料之一。然而,液体闪烁体氡测量方法往往需要进行溶解样品,取样测量等操作,存在工序复杂、测量不够便捷等问题。为解决上述问题,本文设计了一种新型液体闪烁体氡测量探测器探头,通过热焊技术将一层疏水疏油透气膜焊接在液体闪烁体容器上,实现环境氡气
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氡气是自然界的稀有放射性气体之一,无色无味,目前研究领域上有多种测量氡气的方法,液体闪烁体具有无自吸收、衰减长度长、对氡的溶解度较高等特点,是用于测量氡气的探测器材料之一。然而,液体闪烁体氡测量方法往往需要进行溶解样品,取样测量等操作,存在工序复杂、测量不够便捷等问题。为解决上述问题,本文设计了一种新型液体闪烁体氡测量探测器探头,通过热焊技术将一层疏水疏油透气膜焊接在液体闪烁体容器上,实现环境氡气与液体闪烁体的快速交换。本探测器通过挑选氡衰变链上的Bi-Po-Pb级联衰变信号来抓取氡事例,同时对级联事例采用波形甄别的方法,来减少本底带来的偶然符合的影响。为了得到挑选级联事例的相关参数与算法,本文设计了波形分辨实验和氡加载实验。波形分辨实验研究结果表明:江门液体闪烁体对α和β波形分辨的能力(FOM值)为0.634,DIN液体闪烁体对α和β波形分辨的能力(FOM值)为1.474。因此本研究将使用DIN液体闪烁体作为探测器的测量材料。通过氡加载实验,本文确定了测量不同型号的薄膜氡渗透率,其中本探测器采用的薄膜的氡透气率为:11.29%。同时确定了DIN液体闪烁体测量220Rn和222Rn的挑选方法和计算方法,能够通过测量氡子体的级联事例率来反推外界环境的氡浓度。此外,本文通过模拟环境本底的实验确定了该探测器对220Rn的探测下限小于0.1Bq/m~3,对222Rn的探测下限小于3.2Bq/m~3,满足未来工况下的测量需求。同时,本文将探测器和RAD7在实验室内进行了环境氡测量,两者测量方法的相对误差不超过25%,证实了这款探测器的测量可行性。这款新型液体闪烁体氡测量探测器有着体积小,重量轻,便携性等特点。同时能实现取样测量一体化,直接实时显示所处环境的氡含量的目标,为市场上氡测量装置提供了一种新的选择。
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