双探头γ级联符合法测氡方法研究

摘要

近年来，随着国民经济的持续迅速的发展，人们对身心安全和财产安全的要求越来越高。水中氡会引发肺癌和胃癌，从而对人体的身心安全产生巨大的影响。同时水中氡又可以应用于地震的预测，准确、及时测量水中氡浓度能保证人们身心安全和财产安全。目前水中氡浓度的测量方法已经达不到实时性与准确性的新要求，因此双探头γ符合法作为一种新型的水中氡浓度的测量方法的研究具有重要的意义。 本研究首先根据222Rn与其子体放射性衰变的理论知识，确定了双探头γ符合测量的对象。然后在实验室构建符合测量系统，选择NaI（Tl）探测器为实验的γ探头，对符合测量系统中的线性放大器、单道脉冲幅度分析器的参数设置并进行优化。标定该γ-γ符合测量系统的最佳脉冲宽度即符合分辨时间，通过实验证明不同的符合测量系统测量前必须对最佳脉冲宽度进行标定，由计算得到标定方法在辐射源活度A≤5×106Bq可行。探究符合测量系统测量60Co源的精度，达到性能测试目的。 利用双探头γ符合法测量水中氡浓度前，构建NaI（Tl）能谱仪，对该能谱仪进行能量刻度，并标记能量为609.32keV的γ射线全能峰的左右边界。1号标准液体镭源刻度双探头γ符合测量系统符合道探测效率，用2号标准液体镭源进行验证，并对3号未知浓度的液体镭源进行测量。实验表明双探头γ符合法能量测量水中222Rn的浓度，测量精度高，与传统相对测量法比较，双探头γ符合法能够提高测量的信噪比。计算得到该测量时间内双探头γ符合法测量水中氡浓度的探测下限，表明能够达到快速测量水中氡浓度的目的。最后用RAD7测氡仪测量3号液体镭源中222Rn的浓度，与双探头γ符合法测量对比，在误差范围内一致。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文重要研究工作及内容安排

第2章 理论基础

2.1 γ射线与物质之间的相互作用

2.1.1 光电效应

2.1.2 康普顿效应

2.1.3 电子对效应

2.2 氡及其子体

2.3 级联耦合优选

2.3.1 222Rn及其衰变纲图

2.3.2 214Pb及其衰变纲图

2.3.3 214Bi及其衰变纲图

2.4 探测器的选择

2.4.1 NaI（Tl）探测器

2.4.2 HPGe探测器

2.5 小结

第3章 实验室构建符合测量系统

3.1 符合法原理

3.1.1 真符合和偶然符合

3.2 符合法测量 60Co活度原理

3.3 构建符合法测量系统

3.4 测量nγ1、nγ2、nγγ得到A的基本关系

3.4.1 本底修正

3.4.1 偶然符合计数修正

3.5 符合测量系统性能参数调试

3.5.1 探头工作电压

3.5.2 线性放大器的放大倍数

3.5.3 单道脉冲幅度分析器的阈值

3.5.4 标定符合测量系统最佳脉冲宽度

3.6 符合测量系统性能测试

3.6.1 γ探头稳定性测试

3.6.2 符合测量系统测试

3.7 小结

第4章 双探头γ符合法测量水中氡浓度实验

4.1 双探头γ符合法测量水中氡浓度

4.1.1 测量原理

4.1.2 测量装置

4.1.3 水中氡浓度的计算

4.2 构建NaI(Tl)闪烁谱仪

4.2.1 能量分辨率

4.2.2 能量刻度

4.3 水中氡浓度测量实验

4.3.1 确定能量为609.32keV全能峰的左右边界

4.3.2 测量实验

4.3.3 222Rn浓度计算

4.3.4 最小可探测浓度计算

4.4 小结

第5章 RAD7测量水中氡浓度比对实验

5.1 RAD7简介

5.2 刻度RAD7测氡仪

5.3 组建RAD7测氡仪水中氡浓度测量装置

5.4 小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.1 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢