[工学]chapter5常规射气测量.ppt

－应用核技术与自动化工程学院－ 核辐射测量方法 周四春 核技术与自动化工程学院 勘查隐伏放射性矿床 探测断层、裂隙 寻找基岩裂隙水 放射性环境评价 其它应用 1．挖坑：逐测点挖掘深30－40cm的探坑。 2．埋杯：将探杯倒置于坑中，用土埋严。 3．测量：埋杯一定时间后，取出探杯，立即将其放入电离室。探测仪内进行测量。为了工作方便，一股埋杯时间可大于4h，这时测量结果与埋杯时间近似无关。 4．记录：记录内容包括：埋杯时刻、取杯时刻、测量时刻、测量计数等。 5．检查仪器：施工前后，应进行仪器性能检查，保证仪器工作良好，确保野外获得的数据可靠。 6．编制成果图：根据测量数据绘制。杯法测量剖面图、平面剖面图或平面等值图等。 埋杯最佳时间： 根据氡及其子体的放射性积累特征，埋杯最佳时间为4h或大于4h，不论何种累积测氡方法，若氡子体收集器埋置时间小于0.5h，则只能收集小部分氡子体信息，因此，此时氡子体的收集量正处于快速增加阶段,是不稳定的；只要埋杯时间达到4h，收集氡的短寿命子体就达到了饱和量，此后收集到的信息量始终为稳定值。 多参数测量： 氡的多参数测量是根据氡子体的放射性衰变规律，在取出探杯完成第一次测量的4h后，再次对探杯进行第二次α测量，以获得222Rn和220Rn。 计算采用下列公式 222Rn+220Rn=N1220Rn=N2eλt222Rn=N1-220Rn222Rn/220Rn=(N1/N2)eλt-1 式中，N1、N2分别为第一、第二次α测量获得的计数率；λ是220Rn的子体212Pb衰变常数(0.065/h)；t是两次α测量的时间间隔(h)。222Rn和220Rn都是自然界存在的放射性元素氡的同位素，它们分别来自不同的母体铀和钍。由于铀和钍的地球化学性质不同，以及222Rn和220Rn的衰变积累规律不同，220Rn主要反映近地表的信息，而222Rn可以反映地下深部的信息。多参数测量可以判别氡异常的性质，排除地表干扰因素，有利于确定地质构造的分布位置． （3）固体径迹探测器的基本特征 固体径迹探测器一般为塑料，如醋酸纤维（电影胶片）、硝酸钎维等。 基本特征：具有阈特征、不同固体探测器具有不同的蚀刻特征。 要在某一绝缘固体物质中产生可蚀刻径迹，粒子的初始电离率(即损伤率)J必须超过某一临界电离率Jc。 初始电离率既与粒子的电荷数(原子序数)、粒子的速度(质量和能量)有关，也与记载径迹的物质的性质有关。 基本规律：电荷量多，电离率高； 速度太快，作用时间短电离率低； 速度太慢，受电子干扰电离率低。 醋酸钎维探测器蚀刻配方 22克NaOH＋3克KMnO4＋100毫升H2O 28克KOH＋3克KMnO4＋100毫升H2O 硝酸钎维探测器蚀刻配方 26克NaOH＋100毫升H2O 蚀刻程序 将野外取回的探测器（薄膜）洗净，晾干 配置好蚀刻剂 将配置好的蚀刻剂放入恒温锅，加热到选定稳定 将探测器（薄膜）在蚀刻架上挂好，放入锅内蚀刻到选定时间 将蚀刻好的探测器（薄膜）取出，用水洗净，晾干 主要参考文献 Kristiansson K, Malmquist L. Geophysics, 1982,47(10):1444-1452 童纯菡、李巨初、葛良全，一种新的元素迁移形式及其地球化学环境效应，成都理工学院学报，2002，29(5)：567-570 葛良全等，地气测量技术寻找隐伏断裂带的研究,核技术,1998,21(4):238-241 吴慧山,林玉飞,白云生,等. 氡测量方法与应用. 北京．原子能出版社,1995. 48-52 章晔、华荣洲、石柏慎，放射性方法勘查，原子能出版社，1990 第5章 常规射气测量 －应用核技术与自动化工程学院－ 三、半导体探测器 半导体探测器输出脉冲幅度与能量成正比﹐可用来测量能量﹐能量分辨率高于正比计数器﹑闪烁计数器﹔脉冲上升时间较短﹐可用于快速测量﹔窗可以做得很薄﹐可测量低能X射线﹔结构简单，体积小，重量轻，不用很高电压，适合空间环境的严格要求。 半导体探测器有两个电极，加有一定的偏压。当入射粒子进入半导体探测器的灵敏区时，即产生电子-空穴对。在两极加上电压后，电荷载流子就向两极作漂移运动﹐收集电极上会感应出电荷，从而在外电路形成信号脉冲。但在半导体探测器中，入射粒子产生一个电子－空穴对所需消耗的平均能量为气体电离室产生一个离子对所需消耗的十分之一左右，因此半导体探测器比闪烁计数器和气体电离探测器的能量分辨率好得多。 。 排气孔 取样器 橡皮管 干燥器 探测器 唧筒 仪器主机 射气测量仪器结构图 5.3 射气测量 第5章 常规射气测量 －应用核技术与自动化工程学院－ 5.3.3 射气测量仪器 （一）射气仪