《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實驗》 教案 3-35空氣中氡濃度的檢測器

空氣中氡濃度的檢測器1.電離型檢測器電離型檢測器是利用射線通過介質(zhì)時引發(fā)氣體電離的原理來工作的。應(yīng)用氣體電離原理的檢測器有電流電離室、正比計數(shù)管和蓋革計數(shù)管（GM管）3種。目前應(yīng)用最廣泛的是蓋革計數(shù)管。常見的蓋革計數(shù)管如REF_Ref21503\h圖1所示。在一密閉玻璃管中間固定一條細(xì)絲作為陽極，管內(nèi)壁涂一層導(dǎo)電物質(zhì)或另放進一金屬筒作為陰極，管內(nèi)充約1/5大氣壓的惰性氣體和少量猝滅氣體（如乙醇、二乙醚、溴等），猝滅氣體的作用是防止計數(shù)管在一次放電后發(fā)生連續(xù)放電）。REF_Ref21529\h圖2是用蓋革計數(shù)管測量射線強度的裝置示意圖。為減少本底計數(shù)和達(dá)到防護的目的，一般將計數(shù)管放在鉛或鐵制成的屏蔽室中，其他部件裝配在一個儀器外殼內(nèi)，合稱為定標(biāo)器。圖1蓋革計數(shù)管圖2射線強度測量裝置示意圖蓋革計數(shù)管是應(yīng)用最廣泛的放射性檢測器，被普遍地用于檢測β射線和γ射線強度。蓋革計數(shù)管對進入靈敏區(qū)域的粒子有效計數(shù)率接近100%。由于對不同的射線都給出大小相同的脈沖，因此不能用于區(qū)別不同的射線。2.閃爍檢測器閃爍檢測器也稱為閃爍瓶測量裝置，是利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃光的儀器。該測量裝置由探頭、高壓電源和電子學(xué)分析記錄單元組成。探頭由閃爍瓶、光電倍增管和前置單元電路組成。閃爍瓶由不銹鋼、銅或有機玻璃等低本底材料制成，外形為圓柱形或鐘形，內(nèi)層涂以閃爍體材料（REF_Ref21627\h圖3）。閃爍瓶收集含放射物質(zhì)的短壽命的氣體樣品，當(dāng)氣體中放射物質(zhì)射線照在閃爍瓶上時，閃爍體材料內(nèi)部原子或分子被激發(fā)而發(fā)射出熒光光子，利用光導(dǎo)和反光材料等將大部分光子收集在光電倍增管的光陰極上，光子在靈敏陰極上打出光電子，經(jīng)過倍增放大后在陽極上產(chǎn)生電壓脈沖，脈沖經(jīng)電子線路放大和處理后記錄下來（REF_Ref21653\h圖4）。在確定時間內(nèi)脈沖數(shù)與所收集空氣中氡的濃度有關(guān)，根據(jù)刻度源測得的凈計數(shù)率—氡濃度刻度曲線，可由所測脈沖計數(shù)率，得到待測空氣中氡濃度 Y=ebxa式中Y——空氣中氡的含量，Bq/m3；X——測定的凈計數(shù)率（去掉本底后的計數(shù)率），cpm；a，b——刻度系數(shù)，取決于整個裝置的性能。圖3閃爍瓶簡圖瓶體1—閥門；2—瓶體；3—ZnS（Ag）粉；4—底板圖4閃爍瓶測量裝置1—閃爍體；2—光電倍增管；3—前置放大器；4—主放大器；5—脈沖幅度分析器；6—定標(biāo)器；7—高壓電源；8—光導(dǎo)材料；9—暗盒；10—反光材料大氣中222Rn為一種放射性惰性氣體，它衰變時放出α粒子。探測α粒子時，閃爍體材料通常用ZnS粉末。測定時，按規(guī)定的程序?qū)⒋郎y點的空氣吸入已抽成真空態(tài)的閃爍瓶內(nèi)。閃爍瓶密封避光3h，待氡及其短壽命子體平衡后測量222Rn、218Po和214Po衰變時放射出的α粒子。用不同材料的閃爍瓶，可以測量不同的放射性物質(zhì)。探測γ射線時，閃爍體材料通常用NaI晶體；蒽等有機材料發(fā)光持續(xù)時間短，用于高速計數(shù)和測量短壽命核素的半衰期。閃爍檢測器以其高靈敏度和高計數(shù)率的優(yōu)點而被用于測