基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡α能譜測量方法
2023-06-07 20:19:36 2
專利名稱：基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡α能譜測量方法
技術領域：
本發明涉及檢測技術領域，具體來講，針對目前地質勘查領域和環境評價 領域的土壤測氡的應用要求，提出一種基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中
氡a能譜測量方法。
背景技術：
土壤測氡廣泛應用於地質勘查領域和環境放射性評價領域。在地質勘查領 域中，鈾礦勘查、基巖地下水勘查、地下煤層自燃現象火災分布勘探、地震震 前氡異常監測、滑坡滑動構造帶勘查、地面塌陷與採空區的勘查、建築地基隱 伏斷層與地裂縫的勘查等都可以採用土壤測氡方法來實現。在環境放性射評價 領域，比如地下商場地基氡濃度指標檢測、建築物地基土壤氡濃度指標檢測等， 也都需要進行土壤氡測量。
現有土壤測氡的方法主要包括泵吸式瞬時測氡方法、靜電a卡總量測氡、 a徑跡測氡、Po-210法測氡、a杯吸附法測氡、天然熱釋光法測氡。這些土壤 氡測量方法在測量工作效率、工作自動化程度、測量數據的可靠性以及測量靈 敏度等都存在一些缺陷，同時很少作a能譜測量，而a能譜測量在壤中氡測量 應用中是很重要的一個關鍵技術。由於技術原因，目前的主要氡測量方法a杯、 a卡吸附法很難做到cc能譜測量。目前靜電a卡測量方法尚未提供一個較穩定 的、統一的、價格低廉的高壓靜電保持裝置，也尚未採用a能譜測量方式。泵 吸式瞬時測量法雖然解決a能譜測量問題，但由於測量環境、土壤緻密性、土 壤氡氣源富集情況等因素影響使得數分鐘內獲得的測量數據變化很大，難於分 析利用，同時由於探測器汙染問題，使得實際工作效率很低。基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡OC能譜測量方法硬體系統成本低且氡子體靜電吸附裝 置不易損壞，便於大量布點，適於大規模地質勘查，在提高工作效率的同時， 也能夠獲得瞬時法和連續測量法無法探測的氡子體信息，同時具有區分氡釷、 使探測器免受氡子體汙染、使用方便等特點。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，如何提供基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原 理壤中氡oc能譜測量方法，該方法能克服現有土壤測氡方法的缺陷，能解決土
壤測氡的測量效率、測量精度、測量準確性、測量可靠性低的問題，可實現對 壤中氡子體核素的定性測量，從而間接實現對壤中氡的測量，能消除釷射氣的 影響，從而能夠滿足目前地質勘查領域和環境評價領域對土壤氡測量的迫切需求。
為達到上述發明目的，本發明所採用的技術方案提供一種基於壤中氡靜 態擴散靜電吸附原理壤中氡cc能譜測量方法，其特徵在於，整個系統由負高壓 靜電充電裝置、氡子體靜電吸附裝置、ct能譜測量及數據管理裝置以及計算機 軟體分析系統4部分構成。
按照本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡oc能譜測量
方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟
A、 通過負高壓靜電充電裝置，將氡子體靜電吸附裝置充電，使其帶負高壓 靜電。
B、 根據測量需要選擇測量點，將氡子體靜電吸附裝置埋置於各個測量點的 .土壤中，埋置時間為壤中氡及其子體能重新達到放射性動態平衡的時間；
C、 氡子體靜電吸附裝置通過其內部的帶負高壓靜電的氡子體收集片(圖 3- (2))吸附壤中氡子體；D、 等壤中氡子體重新達到放射性動態平衡後，取出氡子體靜電吸附裝置內
部的氡子體收集片，並立即裝入a能譜測量及數據管理裝置進行a能譜測量；
E、 a能譜測量及數據管理裝置可通過接口與計算機軟體系統連接，通過計 算機軟體系統對測量數據進行統一分析處理，並生成圖像進行輸出。
按照本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量 方法，其特徵在於，所述的負高壓充電裝置通過標準電源接口 (圖2-(4))從 a能譜測量和數據管理裝置獲取輸入電源，通過DC/DC高壓轉換電路(圖2-
(2) ),將輸入電壓轉換成負高壓輸出(圖2-(1))。
按照本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量 方法，其特徵在於，所述的氡子體靜電吸附裝置分別由壤中氡擴散腔體(圖3-
(3) )、氡子體收集片(圖3- (2))和負高壓靜電保持器(圖3- (1))三 部分組成。壤中氡擴散腔體上留有壤中氡擴散孔(圖4- (8)),網孔大小為土 壤顆粒不宜進入而壤中氡及其子體可以擴散進入為宜。氡子體收集片為導電的 不易鏽蝕的且對氡子體有較好吸附性的材料，置於氡擴散腔體上方的氡子體吸 附片放置凹槽內(圖4-(7))。負高壓靜電保持器的高壓靜電由CBB高壓電 容(圖4-(2))保持，CBB高壓電容負高壓靜電輸出端接電路板(圖4-(3)), 在電路板上焊接彈簧(圖4-(4))並與負高壓靜電輸出端相連接，內部電路用 環氧樹脂灌注密封，靜電高壓地端通過接地銅柱(圖4- (1 ))與大地連接。壤 中氡擴散腔體和負高壓靜電保持器外殼為具有較好硬度和較強抗老化能力的絕 緣材料。負高壓靜電保持器通過連接螺旋扣(圖4- (5))與壤中氡擴散腔體連 接，當高壓靜電體與壤中氡擴散腔體連接時，其高壓輸出端可通過彈簧與氡子 體收集片(圖4-(6))連接，使其帶負高壓靜電。
按照本發明提供的氡子體靜電吸附裝覃，其特徵在於，氡子體靜電吸附裝置在工作時埋入土壤中，並使氡子體收集片置於氡擴散腔體內部與土壤隔離。
按照本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量 方法，其特徵在於，通過負高壓靜電來增加對壤中氡子體的吸附能力，通過a 能譜測量獲得壤中氡子體的特徵信息，從而間接獲得壤中氡濃度信息。
按照本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量 方法，其特徵在於，所述的oc能譜測量及數據管理裝置由氡子體讀出裝置(圖5) 和ot能譜測量電路系統(圖6)組成。氡子體讀出裝置內部裝有半導體探測器(圖 5- (2))和電荷靈敏前置放大電路(圖5- (1 ) ) ， a能譜測量電路通過接口 線與氡子體讀出裝置內部的電荷靈敏前置放大電路相連接。將氡子體收集片(圖
5- (4))裝入氡子體讀出裝置的活動託盤(圖5- (5))氡子體收集片放置凹 槽內(圖5-(3)),使其氡子體吸附表面靠近半導體探測器，被吸附到氡子體 收集片上的氡子體發生a衰變產生a粒子，通過半導體探測器探測到的這些a 粒子信號，通過調理放大電路進行調理放大後，再經過多道脈衝幅度分析器轉 換成a能譜信號進入^L處理器進行a能譜分析。整個a能譜測量及數據管理裝 置設置有低功耗電源管理模塊。
綜上所述，本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡oc能 語測量方法具有如下優點
1、 在系統設計上，將氡子體收集和氡子體測量分開設計，有利於消除氡子體 對探測器的汙染。
2、 在測量原理上，基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理，採用了高壓靜電裝置 增加吸附氡子體的信息量，並採用了a能譜測氡方式，可提供壤中氡子體 核素的定性分析，從而間接實現壤中氡的測量，可區分鈾系和釷系a衰變 子體。3、 在測量工作方式上，可進行大面積布點的多測點同步工作方式，使測量數 據更具有可對比性。可根據實際測量工作的需要配置氡子體靜電吸附裝置 數量，這符合實際應用需求，測量工作效率高。
4、 在性價比上，氡子體靜電吸附裝置生產成本低廉，使用時不易損壞，a能 譜測量和數據管理裝置結構小巧、功耗低、價格便宜、使用方便等，因此 便於推廣使用。
5、 在應用上，可應用於鈾礦勘查、基巖地下水勘查、地下煤層自燃現象火災 分布勘探、滑坡滑動構造帶勘查、地面塌陷與採空區的勘查、建築地基隱 伏斷層與地裂縫的勘查等領域。
圖1為基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡cc能譜測量方法的結構簡
圖2為負高壓靜電充電裝置結構局部剖視其中，(1)負高壓電極；(2) DC/DC高壓轉換電路；(3)高壓地；(4) 電源輸入標準接口； (5)連接螺旋扣。
圖3氡子體靜電吸附裝置組成局部剖視其中，(1)負高壓靜電保持器；(2)氡子體收集片；(3)壤中氡擴散腔體。
圖4氡子體靜電吸附裝置結構局部剖視其中，(1 )接地銅柱；(2 ) CBB高壓電容；(3 )電路板；(4)彈簧； (5)連接螺旋扣；(6)氡子體收集片；'(7 )氡子體收集片放置凹槽；(8) 壤中氡及其子體擴散孔。
圖5氡子體讀出裝置結構局部剖視圖其中，(1 )電荷靈敏前置放大器電路板；(2)半導體探測器；(3)氡子 體收集片放置凹槽；(4)氡子體收集片；(5)活動託盤；
圖6 a能譜測量及數據管理裝置測量電路功能圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施方式進行詳細的描述。
本發明所提供的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量方 法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟A、通過負高壓靜電充電裝置，將氡 子體靜電吸附裝置充電，使其帶負高壓靜電；B、根據測量需要選擇測量點，將 氡子體靜電吸附裝置埋置於各個測量點的土壤中，埋置時間為壤中氡及其子體 能重新達到放射性動態平衡的時間；C、氡子體靜電吸附裝置通過其內部帶負高 壓靜電的氡子體收集片(圖3-(2))吸附壤中氡子體；D、等壤中氡及其子體 重新達到放射性動態平衡後，取出氡子體靜電吸附裝置內部的氡子體收集片， 並立即裝入a能譜測量及數據管理裝置進行oc能譜測量；E、 a能譜測量及數據 管理裝置可通過接口與計算機軟體系統連接，通過計算機軟體系統測量數據分 析處理，並生成圖像進行輸出。
圖1所示為基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量方法的結 構筒圖，如圖所示，整個測量!系統包括若干個氡子體靜電吸附裝置、負高壓靜 電充電裝置、a能譜測量及數據管理裝置以及計算機軟體分析系統4部分構成。 所述的負高壓靜電充電裝置對氡子體靜電吸附裝置充電時可通過標準電源接口 線與a能譜測量及數據管理裝置相連接獲得電源輸入，所述的氡子體靜電吸附 裝置充電時通過螺旋扣與負高壓靜電充電裝置連接。所述的氡子體靜電吸附裝 置工作時埋入壤中，等待壤中氡子體全部達到放射性動態平衡後，取出氡子體 收集片通過oc能譜測量及數據管理裝置進行a能譜測量。所述的oc能譜測量及
10數據管理裝置與計算機分析軟體之間採用USB 口進行連接；
圖2所示為負高壓靜電充電裝置結構局部剖視圖。如圖所示，其內部帶有 DC/DC高壓轉換電路(圖2- (2)),在對氡子體靜電吸附裝置充電時，其電 源輸入端通過標準電源接口線(圖2- (4))與cx能譜測量及數據管理裝置電源 輸出埠相連接，負高壓靜電輸出端通過螺旋扣(圖2- (5))與氡子體靜電吸 附裝置相連。相連時，氡子體靜電吸附裝置負高壓電極通過彈簧與負高壓靜電 充電裝置負高壓電極相連，高壓地(圖2-(3))通過夾子與氡子體靜電吸附裝 置的高壓地(圖4- (1))相連。
圖3所示為氡子體靜電吸附裝置組成局部剖視圖，如圖所示，由壤中氡擴 散腔體(圖3- (3))、氡子體收集片(圖3- (2))和負高壓靜電保持器(圖 3- (1))三部分組成。
圖4所示為氡子體靜電吸附裝置結構局部剖視圖，如圖所示，壤中氡擴散 腔體上留有壤中氡擴散孔(圖4- (8)),網孔大小為土壤顆粒不宜進入而壤中 氡及其子體可以擴散進入為宜。氡子體收集片為導電的不易鏽蝕的且對氡子體 有較好吸附性的材料，置於氡擴散腔體上方的氡子體吸附片放置凹槽內(圖4-(7))。負高壓靜電保持器的高壓靜電由CBB高壓電容(圖4- (2))保持， CBB高壓電容負高壓靜電輸出端接電路板(圖4- (3))，在電路板上焊接彈 簧(圖4-(4))並與負高壓靜電輸出端相連接，內部電路用環氧樹脂灌注密封， 靜電高壓地端通過接地銅柱(圖4- (1 ))與大地連接。壤中氡擴散腔體和負高 壓靜電保持器外殼為具有較好硬度和較強抗老化能力的絕緣材料。負高壓靜電 保持器通過連接螺旋扣(圖4- (5))與壤中氡擴散腔體連接，當高壓靜電體與 壤中氡擴散腔體連接時，其高壓輸出端可通過彈簧與氡子體收集片(圖4-(6)) 連接，使其帶負高壓靜電。圖5所示為氡子體讀出裝置結構局部剖視圖。如圖所示，氡子體讀出裝置
內部裝有電荷靈敏前置放大器電路板(圖5-( 1 ))和半導體探測器(圖5-(2)), a能譜測量電路通過接口線與氡子體讀出裝置內部的電荷靈敏前置放大電路相 連接。將氡子體收集片(圖5- (4))裝入氡子體讀出裝置的活動託盤(圖5-(5))上的氡子體收集片放置凹槽內(圖5- (3)),使氡子體收集片的氡子 體吸附表面靠近半導體探測器，被吸附到氡子體收集片上的氡子體發生a衰變 產生cc粒子，通過半導體探測器探測到的這些a粒子信號，通過調理放大電路 進行調理放大後，再經過多道脈衝幅度分析器轉換成cc能譜信號進入微處理器 進行a能語分析。
圖6所示為oc能譜測量及數據管理裝置測量電路功能圖。如圖所示，包括 用於探測氡子體的半導體探測器、低噪聲前放、調理放大電路、多道脈衝幅度 分析器、片上系統微處理器、人機接口、數據存儲模塊、GPS模塊、USB接口。 探測器探測到氡子體信號，通過前置放大和調理放大電路放大到所需要大小的 脈沖信號，再通過多道脈衝幅度分析器把該信號轉換成a能譜信號，再進入片 上系統微處理器進行分析。通過人機接口對a能鐠測量及數據管理裝置進行操 作。GPS模塊主要獲取測點的地理位置坐標信息。測量的數據可以通過存儲模 塊進行存儲，並可通過USB接口與計算機軟體系統進行數據交換。為了節省電 源，整個探測器採用了低功耗電源管理模塊設計方案。
雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但是本領域普通技術人員在所附 權利要求的範圍內不需要創作性勞動就能作出的各種變形或修改仍屬本專利的 保護範圍。
本發明提出了基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量方法， 下面介紹一下其工作原理。壤中氡的擴散和吸附主要依靠本發明所提供的氡子體靜電吸附裝置，其工作原理是整個氡子體靜電吸附裝置直接埋入土壤中，
在氡子體靜電吸附裝置前端有一個氡及其子體擴散腔，擴散腔周圍留有擴散網
孔，便於氡及其子體擴散通過。由於氡具有較長的半衰期(3. 82天)，又是一 種惰性不帶電的氣體，它具有較強的擴散能力。所以，土壤中的氡主要在氡濃 度差梯度差的作用下，會從壤中逸出並擴散到擴散腔體中。而壤中原有的氡子 體，其大部分為吸附到微粒(粉塵、水汽等)上以氣溶膠形式存在，也會通過 擴散網孔進入擴散腔。同時釷射氣以及其相應的長壽子體也會通過擴散孔進入 擴散腔。氡子體靜電吸附裝置內有一個帶負高壓靜電的氡子體收集片，在其埋 入壤中時，在物理結構上與周邊土壤隔離，在靜電保持裝置的保持下，在相對 較長時間內保持較穩定的負高壓靜電。擴散到擴散腔體內部的氡以及釷射氣按 固有的衰變規律進行ot衰變產生相應的子體，在經過4個小時以上時間後，壤 中的氡與其子體將重新達到放射性動態平衡。由於氡子體和釷射氣子體絕大多 數是以帶正電的氣溶膠形式存在，所以在電場力作用下，大部分會被吸附到氡 子體收集片上。根據放射性衰變規律，在放射性動態平衡狀態下，氡子體衰變 產生的cc粒子數與氡本身衰變產生的cc粒於數是保持線性關係的，因此可以通 過cc能譜方式測量氡子體衰變產生的a粒子數來間接測量壤中氡濃度。
本發明在於氡子體在氡子體收集片表面發生a衰變，產生的a粒子轟擊半 導體探測器靈敏面積。a粒子具有很強的電離物質的能力，會電離半導體探測 器的P-N結區，能產生大量的電子-空穴對。因此，可以通過後續電路，獲得相 應的測量信息。
根據天然放射性a半衰期及動態平衡規律可知，氡的主要短壽a衰變子體 為218Po (半衰期3.05分)、214Bi (半衰期.19.7分)、214Po (半衰期164微秒), 釷射氣的主要短壽子體為216Po (半衰期0.15秒)、212Bi (半衰期60.6分)、212Po(半衰期0.1微妙)。由於s"Po半衰期很短，同時很少有其母體核素被吸附到 氡子體收集片上，因此在氡子體收集片上的，Po量很少，基本上可以不作考慮。 而Wpo和^Po雖然半衰期很短，但氡子體收集片上存在這兩個子體的母體核 素2"Bi和212Bi,因此在測量時還存在^Po、 ^Po這兩個子體的衰變體。因此， 在氡子體收集片上主要存在的天然cc輻射體有，Po、 214Bi、 214Po、 212Bi、 212Po。 而s"Bi發生a衰變的機率僅有0.33。/。，以及其半衰期較，Po、 214Po、 212Po長， ^Bi發生oc衰變的機率為33.7。/。，其半衰期較長以及由於其是^Pb(半衰期10.64 小時)Y衰變子體，其達到平衡時間需要5天以上。因此在埋置幾個小時的氡 子體收集片上所有的cc輻射體產生cx粒子數中，214Bi和212Bi發生a衰變產生ct 粒子的貢獻較少，產生的a粒子的貢獻主要來自218Po、 2'4Po、 2l2Po。根據天然 放射性核素a射線譜可知，2isPo、 z"Po和^Po的cx射線的能量均具有能量唯 一性，且其能量相差較大，特徵性明顯。2，8Po、 ""Bi和z"Po是氡的子體，在 挖坑埋填4個多小時後即可重新達到平衡，在氡和釷射氣以及它們的子體發生 a衰變產生的a粒子中，mpo衰變產生的a粒子能量最高(8.785MeV),與能 量僅次於其的214Po ( 7.687MeV)相差較大，因此即使在a能譜測量能量解析度 較差的情況下也能分辨出^Po衰變產生的a粒子的信號。因此測量時只要排除 ^Po子體衰變產生的a粒子，而保留"sPo、 ""Bi和s"Po子體發生a衰變產生 的oc粒子總量作為測量值，即可達到測量壤中氡的目的。 本發明具有如下特點
1. 在系統設計上，將氡子體收集和氡子體測量分開設計，有利於消除氡子體對 探測器的汙染。
2. 在測量原理上，基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理，採用了高壓靜電裝置增 加吸附氡子體的信息量，並採用了a能譜測氡方式，a能語測氡可提供氡子
14體的定性分析，從而間接實現氡的測量，可區分鈾系和釷系a衰變子體；
3. 在測量工作方式上，可進行大面積布點的多測點同步工作方式，可根據需要 配置氡子體靜電吸附裝置數量，符合賣際應用需求及提高測量的工作效率；
4. 在性價比上，氡子體靜電吸附裝置生產成本低廉，使用時不易損壞，a能譜 測量和數據管理裝置結構小巧、功耗低、價格便宜、使用方便等，因此便於 推廣使用。
5. 在應用上，可應用於鈾礦勘查、基巖地下水勘查、地下煤層自燃現象火災分 布勘探、滑坡滑動構造帶勘查、地面塌陷與採空區的勘查、建築地基隱伏斷 層與地裂縫的勘查等領域。
6. 在電路功能上主要完成土壤中氡子體a能譜測量。在a射線粒子探測方面， 由於a射線跟物質作用時具有很強的電離能力，根據這一特性，核輻射探測 器能將不同能量的a射線粒子轉換成相應大小的微弱電訊號，然後通過後續 電路，對這個微弱的電訊號進行整形放大，使之成為一個電脈衝信號後進入 多道脈衝幅度分析器。通過控制電路控制多道脈沖幅度進行工作，把不同幅 度的模擬信號轉換成對應的數位訊號，這個數字代表一個道地址，以道地址 作為存儲器的地址碼記錄脈衝數，各道地址的記數就可以把脈衝幅度的分布 情況表現出來。而幅度信號大小為各元素輻射能量不同的表現，相應道址的 計數代表相應能量的輻射強度。氡子體的a射線的能量是固定的，通過多道 能譜的方式可測量氡子體相關信息數據。
權利要求
1、基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡α能譜測量方法，其特徵在於，整個系統由負高壓靜電充電裝置、氡子體靜電吸附裝置、α能譜測量及數據管理裝置以及計算機軟體分析系統4部分構成。
2、 根據權利要求1所述的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜 測量方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟A、 通過負高壓靜電充電裝置(圖2 ),將氡子體靜電吸附裝置充電(圖3 )， 使其帶負高壓靜電。B、 根據測量需要選擇測量點，將氡子體靜電吸附裝置埋置於各個測量點的 土壤中，埋置時間為壤中氡及其子體能重新達到放射性動態平衡的時間；C、 氡子體靜電吸附裝置通過其內部的帶負高壓靜電的氡子體收集片(圖 3- (2))吸附壤中氡子體；D、 等壤中氡子體重新達到放射性動態平衡後，取出氡子體靜電吸附裝置內 部的氡子體收集片，並立即裝入a能譜測量及數據管理裝置進行oc能譜測量；E、 a能譜測量及數據管理裝置可通過接口與計算機軟體系統連接，通過計 算機軟體系統對測量數據進行統一分析處理，並生成圖像進行輸出。
3、 根據權利要求1所述的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜 測量方法，其特徵在於，所述的負高壓充電裝置通過標準電源接口 (圖2-(4)) 從a能譜測量和數據管理裝置獲取電源輸入，通過DC/DC高壓轉換電路(圖2- ( 2 ))，將輸入電壓轉換成負高壓輸出(圖2- (1 ))。
4、 根據權利要求1所述的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡cx能譜 測量方法，其特徵在於，所述的氡子體靜電吸附裝置分別由壤中氡擴散腔體(圖3- (3))、氡子體收集片(圖3- (2))和負高壓靜電保持器(圖3- (1 ))三 部分組成。壤中氡擴散腔體上留有壤中氡擴散孔(圖4-(8)),網孔大小為土壤顆粒不宜進入而壤中氡及其子體可以擴散進入為宜。氡子體收集片為導電的 不易鏽蝕的且對氡子體有較好吸附性的材料，置於氡擴散腔體上方的氡子體吸附片放置凹槽內(圖4- (7))。負高壓靜電保持器的高壓靜電由CBB (聚丙 烯)高壓電容(圖4- (2))保持，CBB高壓電容負高壓靜電輸出端接電路板 (圖4-(3))，在電路板上焊接彈簧(圖4- (4))並與負高壓靜電輸出端相 連接，內部電路用環氧樹脂灌注密封，靜電高壓地端通過接地銅柱(圖4- (1 )) 與大地連接。壤中氡擴散腔體和負高壓靜電保持器外殼為具有較好硬度和較強 抗老化能力的絕緣材料。負高壓靜電保持器通過連接螺旋扣(圖4- (5))與壤 中氡擴散腔體連接，當高壓靜電體與壤中氡擴散腔體連接時，其高壓輸出端可 通過彈簧與氡子體收集片(圖4-(6))連接，使其帶負高壓靜電。
5、 根據權利要求1所述的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡cx能譜 測量方法，其特徵在於，所述的氡子體靜電吸附裝置工作時埋入土壤中，並使氡子體收集片置於氡擴散腔體內部與土壤隔離。
6、 根據權利要求1所述的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜測量方法，其特徵在於，通過負高壓靜電來增加對糹裡中氡子體的吸附能力，通 過a能譜測量獲得壤中氡子體的特徵信息，從而間接獲得壤中氡濃度信息。
7、 根據權利要求1所述的基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡a能譜 測量方法，其特徵在於，所述的a能譜測量及數據管理裝置由氡子體讀出裝置(圖5)和a能譜測量電路系統(圖6)組成。氡子體讀出裝置內部裝有半導體 探測器(圖5- (2))和電荷靈敏前置放大電路(圖5- (1 ) ) , a能譜測量電 路通過接口線與氡子體讀出裝置內部的電荷靈敏前置放大電路相連接。將氡子 體收集片(圖5- (4))裝入氡子體讀出裝置的活動託盤(圖5- (5))上的氡 子體收集片放置凹槽內(圖5-(3)),使氡子體收集片的氡子體吸附表面靠近半導體探測器，被吸附到氡子體收集片上的氡子體發生a衰變產生a粒子，通 過半導體探測器探測到的這些a粒子信號，通過調理放大電路進行調理放大後， 再經過多道脈衝幅度分析器轉換成a能譜信號進入微處理器進行a能譜分析。 整個oc能譜測量及數據管理裝置設置有低功耗電源管理模塊。
全文摘要
本發明公開了一種基於壤中氡靜態擴散靜電吸附原理壤中氡α能譜測量方法，包括A.氡子體靜電吸附裝置，測量時將其埋入土壤一段時間後取出用α能譜測量裝置測量吸附的氡子體；B.高壓靜電充電裝置，對氡子體靜電吸附裝置充電，使其帶高壓靜電；C.α能譜測量及數據管理裝置，測量氡子體靜電吸附裝置吸附的氡子體α能譜信息，併集中管理數據；D.計算機軟體分析系統，對測量數據作詳細分析。該方法能克服現有土壤測氡方法的缺陷，能解決土壤氡測量效率、精度、準確度及可靠性低等問題，通過測量壤中氡子體核素來間接實現對壤中氡的測量，能夠克服釷射氣的影響，滿足目前地質勘查領域和環境評價領域對壤中氡測量的迫切需求。
文檔編號G01T1/167GK101620274SQ20091006033
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者丁衛撐, 方 方, 勇 楊, 阮菊紅 申請人:成都理工大學