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氡氣測量應用及α能譜測量特點
發布時間:2020-12-07瀏覽次數:1246返回列表
氡氣測量應用
放射性核素發生α衰變時會產生α射線,它是具有很強電離能力的重帶電粒子,當其照射人體組織粘膜時,其對人體危害很大。不同核素衰變產生的α射線的能量是不同的,進行α能譜測量,可實現對某一核素的測量。目前對ink30">ink29">天然放射性核素衰變產生的α射線的測量主要是應用于氡氣和釷射氣的測量。據統計研究表明,室內氡氣污染是僅次于吸煙導致肺癌的第2大誘因。同時,可利用氡氣的一些性質,廣泛應用于鈾礦資源勘查、石油天然氣勘查、裂隙基巖地下水資源勘查、地質構造勘查、地面沉陷勘查等領域。
α能譜測量特點
α粒子為帶正電重粒子,具有很強的電離物質的能力。同時,α粒子在物質中的射程很短,氡及其子體α衰變產生的α粒子在空氣中的射程約在4cm~9cm范圍內,具體會因空氣濕度的影響略有差異。在進行α能譜測量時,主要是利用α粒子的電離物質的特性對其進行探測的。但是,在α能譜測量時,為了保持能量的線性關系,必須使α粒子能量損耗具有一致性,也即使其處于同一能量衰減條件下對其進行探測。
用來對α射線進行α能譜測量的主要探測器為半導體探測器,包括:金硅面壘型半導體探測器、鋰離子注入型半導體探測器、Si-PIN半導體光電二極管等。半導體探測器具有能量分辨率高、性能穩定、探測效率較高、體積小、抗磁性好、光電轉換效率高、反向漏電流小以及價格便宜等優點,被廣泛應用。半導體探測器探測原理共同特征是利用α粒子的電離特性電離其PN結區,產生大量電子-空穴對,在偏置電壓作用下,電子-空穴分別向兩個電極移動,并輸出信號。α粒子能量不同,電離出來的電子-空穴對數量也不同,因此輸出信號的幅度也不同。根據這一特性,可利用后續電子學電路,實現脈沖幅度信息和脈沖數量信息的記錄,從而實現對某一核素的定性測量。
為了滿足α粒子同一能量衰減條件要求,***理想的測量條件是α輻射體被吸附到探測器表面,在其表面發生α衰變,這個α衰變產生的α粒子的能量不會損耗在空氣射程中。如果探測器表面鍍層厚度是一致的(用來探測α粒子的半導體探測器表面電極有一層很薄的導電層,厚度微米量級),那么α粒子穿過鍍層進入PN結區前損耗的能量基本是一致的,因此仍然能保持能量線性特性。
在進行α能譜測量時,要實現對某一核素的定性測量,則這一核素衰變產生的α粒子能量必須具有特征性,且相應衰變核素盡量為短壽核素。通過對天然放射性核素α射線能譜特性進行分析可知,在鈾系中222Rn,218Po,214Po,在釷系中220Rn,216Po,212Po均具有能量特征性,除222Rn外,均為短壽核素。






