【摘要】：放射性物質在能源,醫(yī)學和工業(yè)中占據(jù)了越來越重要的位置,但是放射性物質的泄漏會對人體造成傷害。因為核設施建造的特殊性,水體受到污染的可能非常大。如何對水體尤其是在突發(fā)核與輻射事故狀態(tài)下,比如日本福島核事故,為了能快速有效地監(jiān)測環(huán)境水體中的放射性污染情況,需要有一套可以對環(huán)境水體放射性污染做出快速檢測的設備。測量水體中α、β核素是快速判斷水體污染情況比較可行的方法。目前已有的水中α、β放射粒子檢測設備在測試樣品前必須要進行樣品前處理,一般需要把多達幾升的水進行燒結或者濃縮。這個過程非常耗時,使得這些檢測方法在應急狀況下的檢測效率大大下降,在災害和特殊情況發(fā)生時無法發(fā)揮出有效的作用。而且,已有的檢測設備普遍缺少移動能力,在應急情況下也是不適用的。因此,水體放射性水平快速測量裝置關鍵技術的研究有著重要意義。項目主要研究內容包括：在突發(fā)事故狀態(tài)下,對水體放射性核素快速測量裝置關鍵技術進行研究,完成相關方案設計,搭建測試裝置并進行相關測試,從而實現(xiàn)對水體放射性核素快速測量裝置關鍵技術的驗證,完成研究報告和測試報告。粒子輻射衰變是一個隨機過程,根據(jù)統(tǒng)計理論,我們可以用一個平均值,來表述這種行為。所以我們需要研究在特定情況下,記錄α、β衰變的總計數(shù),根據(jù)統(tǒng)計理論,平均單位時間內發(fā)生的衰變數(shù)就可以確定。傳統(tǒng)的水體放射性核素探測通常都是通過對水樣品進行濃縮后再測量,這樣不利于在現(xiàn)場對待測水體放射性水平的快速測量。經(jīng)過充分調研國內外文獻,本項目擬設計一個基于LSC(液體閃爍計數(shù))的水體α和β測量系統(tǒng),驗證快速測量水體放射性水平的關鍵技術。擬解決的關鍵技術包括：測試裝置結構設計、閃爍體類型選型、光電倍增管的選型、前端電子學電路、數(shù)據(jù)采集與存儲系統(tǒng)控制分析軟件。測試裝置系統(tǒng)結構：設計用于驗證關鍵技術指標的測試裝置,滿足系統(tǒng)測試要求。閃爍體類型選型：測量放射性有多種閃爍體可以選擇,針對本項目快速測量水體放射性的要求,選擇具有低本底和高效率的液體閃爍體。光電倍增管的選型：本項目需要一種高靈敏度,低暗電流,高光感應能力的光電倍增管,加上合適的光導,提高光檢測的效率。前端電子學電路：設計適合本項目需求的前端電子學電路,對光電倍增管的信號進行調理,與后面的數(shù)據(jù)采集電路適配。數(shù)據(jù)采集與存儲系統(tǒng)：用電子學方法去除裝樣瓶和光電倍增管玻璃等由于散射引起的背景噪音；選擇高速ADC對有效信號進行模數(shù)轉換,根據(jù)信號特點甄別α和p粒子,通過軟硬件實現(xiàn)α和β總計數(shù)。控制分析軟件：實現(xiàn)對系統(tǒng)的參數(shù)設置和控制,實現(xiàn)對a和p粒子的甄別和活度計算。
【圖文】：

圖１．１液閃系統(tǒng)的總體結構示意圖逡逑

Ｗ產(chǎn)生的脈沖幅度直接與光陰極探測到的光子數(shù)成正比，反映了被測核素的能量逡逑大小，而計數(shù)的多少反映了閃爍事件產(chǎn)生的數(shù)量，即福射的強弱。Ｗ下為液閃發(fā)逡逑光作用的示意圖（圖２．１）；逡逑援＾振…？廣…… 逡逑咖邋Ｉ逡逑圖２．１液閃發(fā)光示意圖逡逑Ａｌｐｈａ粒子在液閃混合液中每單位能量產(chǎn)生的光強大約是ｂｅｔａ粒子的十分之逡逑一。因此，在單能ａｌｐｈａ粒子的情況下，對于每個ａｌｐｈａ衰變會產(chǎn)生一個單一高逡逑度的脈沖峰，，脈沖高度大約等于初始核衰變能量的千分么一。因此一個５ＭｅＶ的逡逑ａｌｐｈａ粒子，在液閃混合液中將會被探測為大約５００Ｋｅｖ。這樣，即使某個放射性逡逑核素發(fā)出的ａｌｐｈａ粒子能量是樣品中其他放射性核素發(fā)射出的ｂｅｔａ粒子最大能量逡逑的１０倍，在同一個樣品中的ａｌｐｈａ粒子和ｂｅｔａ粒子的脈沖高度將會重疊。逡逑Ａｌｐｈａ事件與ｂｅｔａ事件引發(fā)的光化沖衰落時間也不同。在閃爍過程中，一個逡逑１０逡逑
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TL81

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張德};;稀土球鐵生產(chǎn)環(huán)境中放射性水平毒理及對人體健康影響的研究技術鑒定會在成都召開[J];機械;1980年12期

2 吳增新,章文英,吳云歧,賀世群,黃晉;北京地區(qū)水中放射性水平的調查(1976—1979)[J];輻射防護;1983年01期

3 孫性善;;我國工業(yè)廢渣建材的放射性水平[J];硅酸鹽建筑制品;1987年04期

4 楊欽元;;我國建筑材料產(chǎn)品的放射性水平[J];水泥與房建材料;1989年04期

5 曾慶卓;鄭偉;楊欣樂;曾漢波;葉維榮;;北江的放射性水平[J];人民珠江;1990年05期

6 梁武,唐謀生,馮德軍,周志明;南海四港口及其附近海域環(huán)境放射性水平[J];交通環(huán)保;1998年05期

7 張述林,羅啟芳;建筑材料用工業(yè)廢渣的放射性水平及評價[J];同濟醫(yī)科大學學報;1999年02期

8 孫志連,薛永春,石懷t

本文編號：2608203