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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。
