一种宽量程阵列式α能谱测量系统

技术领域

本发明涉及空气中气溶胶放射性的测量方法技术领域，特别是涉及一种针对环境中低浓度或极低浓度以及超高浓度的放射性气溶胶放射性活度测量的宽量程阵列式α能谱测量系统。

背景技术

气溶胶的放射性测量是环境放射性监测的一种主要手段，环境中低浓度气溶胶测量具有十分重要的意义。目前国际上类似的商用气溶胶监测设备，通常探测下限可达到0.1-0.2Bq/m

现有的测量技术，主要以单通道测量为主，当下最实用的方式是采用滤纸过滤聚集的方式，将其进行富集化。再将采样滤纸转移到探测器下方，测量滤纸上的α放射性活度，进一步推算采样空气中的α放射性总活动。

现有技术主要有两大缺点：

1、探测下线仅能达到10

2、测量范围的量程上限受到限制。现有技术条件设备的探测范围上限为10

因此，如何提供一种可以满足环境中低浓度或极低浓度的放射性气溶胶放射性活度测量需求的宽量程阵列式α能谱测量系统，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种宽量程阵列式α能谱测量系统。可以满足环境中低浓度或极低浓度的放射性气溶胶的放射性活度测量需求，可以将气溶胶α总活动测量范围拓宽至10

本发明提供了如下方案：

一种宽量程阵列式α能谱测量系统，包括：

富集单元，所述富集单元用于将采样气体中的放射性气溶胶富集至采样滤纸上；

阵列式气溶胶测量单元，用于接收所述采样滤纸并通过多路探测组件对所述采样滤纸的不同区域进行探测，获得多个独立α能谱；

分析单元，所述分析单元用于将接收到的多个所述独立α能谱合成获得总α能谱，并对所述总α能谱进行分析计算获得放射性气溶胶α总活度。

优选地：所述富集单元包括大流量空气取样组件，所述大流量空气取样组件用于将所述采样气体引导至所述采样滤纸上。

优选地：所述大流量空气取样组件包括真空抽气泵以及泵控模块，所述泵控模块与所述分析单元相连。

优选地：所述真空抽气泵的抽气量为500-1000立方米每小时。

优选地：所述采样滤纸的面积不小于6500平方毫米。

优选地：所述探测组件包括相连的PI SP探测器以及数字化多道分析器。

优选地：所述PI PS探测器的有效测量面积不小于475平方毫米。

优选地：所述探测组件包括15路，15路所述探测组件的总有效测量面积不小于7000平方毫米。

优选地：所述数字化多道分析器通过数据通讯模块与所述分析单元可通信相连。

优选地：还包括自动送样单元，所述自动送样单元用于将所述采样滤纸输送给所述阵列式气溶胶测量单元。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本申请实施例提供的一种宽量程阵列式α能谱测量系统，由于采用大流量空气取样(抽气量可到500-1000m

另外，在优选的实施方式下，滤纸采样面积不低于6500mm

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种宽量程阵列式α能谱测量系统的连接框图。

图中：富集单元1、真空抽气泵11、泵控模块12、采样滤纸2、阵列式气溶胶测量单元3、PI SP探测器31、数字化多道分析器32、分析单元4、数据通讯模块5。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种宽量程阵列式α能谱测量系统，如图1所示，该系统可以包括：

富集单元1，所述富集单元1用于将采样气体中的放射性气溶胶富集至采样滤纸2上；

阵列式气溶胶测量单元3，用于接收所述采样滤纸2并通过多路探测组件对所述采样滤纸的不同区域进行探测，获得多个独立α能谱；

分析单元4，所述分析单元4用于将接收到的多个所述独立α能谱合成获得总α能谱，并对所述总α能谱进行分析计算获得放射性气溶胶α总活度。

本申请实施例提供的宽量程阵列式α能谱测量系统，通过富集单元可以将采样气体中的放射性气溶胶富集至采样滤纸上，该采样滤纸可以采用富集面积更大的滤纸，可以对超低浓度的放射性气溶胶进行富集。然后将采样滤纸转移至阵列式气溶胶测量单元，阵列式气溶胶测量单元包括多路探测组件，可以对采样滤纸上不同区域进行探测，每路探测组件均可以获得一个独立α能谱，分析单元通过能量对齐的方式，各路独立α能谱合成为总α能谱，最终通过计算即可获得气溶胶α总活度。分析单元将分析结果形成测量报告并输出，完成测量。

为了可以保证获得良好的富集效果，本申请实施例可以提供所述富集单元包括大流量空气取样组件，所述大流量空气取样组件用于将所述采样气体引导至所述采样滤纸上。

进一步的，所述大流量空气取样组件包括真空抽气泵11以及泵控模块12，所述泵控模块12与所述分析单元4相连。所述真空抽气泵的抽气量为500-1000立方米每小时。由于采用大流量空气取样(抽气量可到500-1000m

为了可以进一步的保证获得良好的富集以及探测效果，本申请实施例还可以提供所述采样滤纸的面积不小于6500平方毫米。所述探测组件包括相连的PI SP探测器31以及数字化多道分析器32。所述PI PS探测器31的有效测量面积不小于475平方毫米。所述探测组件包括15路，15路所述探测组件的总有效测量面积不小于7000平方毫米。

阵列式气溶胶测量单元工作原理：

PI PS探测器(离子注入型钝化硅半导体探测器)是离子搀杂形成的PN结型半导体探测器，其灵敏区很薄，对γ射线不灵敏，输出脉冲信号快，能量分辨率高，非常适合于测量α放射性的场合。基于PI PS半导体探测器具有高效的能谱测量能力，能实时测量放射性气溶胶样品的能谱，利用专门的谱分析算法，可去除天然放射性干扰。从而得到准确度高的人工放射性气溶胶浓度。

带电粒子(α粒子)射入探测器的灵敏区，把其能量耗尽，通过电子从价带至导带的跃迁而产生电子-空穴对。耗尽层内的电场将自由的正负载流子分开，并将它们收集到电极上。当粒子能量被耗尽层完全吸收时，输出信号幅度与入射粒子的能量成正比。

PI PS探测器一般与前置放大器封装在一起。输出信号经过前置放大器的放大，可进行较长距离的传输，进入多道脉冲幅度分析器。多道脉冲幅度分析器的作用是将被测量的模拟信号转换成计算机所能识别的数字量，即完成对脉冲幅度的甄别。其工作原理是：不同幅度的模拟信号转换为对应的数字信号，这个数字代表一个道地址，以道地址作为存储器的地址码来记录一个脉冲数。各道地址的计数就可以把脉冲的分布情况表现出来。由于脉冲幅度大小是各元素辐射能量的不同表现，从而得到各元素辐射能量的分布情况。

由于α粒子在空气中的穿透能力较弱，所以测量时需要将探测器与被测样品置于一定的真空环境中，以确保测量的准确性。

将多道脉冲幅度分析器采集到的能谱数据传输至上位机电脑软件，通过分析软件内置的专用解谱分析算法，可计算出被测样品的总α、活度以及目标核素的对应活度。

为了方便数字化多道分析器与分析单元相连，本申请实施例还可以提供所述数字化多道分析器通过数据通讯模块5与所述分析单元4可通信相连。其中，本申请实施例提供的分析单元可以包含任何必要的硬件设备以及相应的软件。

为了方便将采样滤纸在富集单元富集气溶胶完成后输送至阵列式气溶胶测量单元，本申请实施例还可以提供自动送样单元，所述自动送样单元用于将所述采样滤纸输送给所述阵列式气溶胶测量单元。

本申请实施例提供的宽量程阵列式α能谱测量系统在使用时，具体可以包含以下步骤。

1.采用大流量空气取样组件(抽气量可到500-1000m

2.通过自动化装置，将采集到的气溶胶滤纸转移至阵列式气溶胶测量单元；

3.阵列式气溶胶测量单元采用15路PI SP探测器阵列进行测量，单路PI PS探测的有效测量面积不小于475mm

4.15路PI SP探测器分别进行α能谱测量，获得独立的α能谱；

5.通过能量对齐的方式，将15路α能谱合成为总α能谱；

6.对总α能谱进行分析，计算气溶胶α总活度；

7.将分析结果形成测量报告并输出，完成测量。

总之，本申请提供的宽量程阵列式α能谱测量系统，由于采用大流量空气取样(抽气量可到500-1000m

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加上必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。