【摘要】：放射性物質(zhì)在能源,醫(yī)學(xué)和工業(yè)中占據(jù)了越來越重要的位置,但是放射性物質(zhì)的泄漏會(huì)對(duì)人體造成傷害。因?yàn)楹嗽O(shè)施建造的特殊性,水體受到污染的可能非常大。如何對(duì)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(cè)環(huán)境水體中的放射性污染情況,需要有一套可以對(duì)環(huán)境水體放射性污染做出快速檢測(cè)的設(shè)備。測(cè)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(cè)設(shè)備在測(cè)試樣品前必須要進(jìn)行樣品前處理,一般需要把多達(dá)幾升的水進(jìn)行燒結(jié)或者濃縮。這個(gè)過程非常耗時(shí),使得這些檢測(cè)方法在應(yīng)急狀況下的檢測(cè)效率大大下降,在災(zāi)害和特殊情況發(fā)生時(shí)無法發(fā)揮出有效的作用。而且,已有的檢測(cè)設(shè)備普遍缺少移動(dòng)能力,在應(yīng)急情況下也是不適用的。因此,水體放射性水平快速測(cè)量裝置關(guān)鍵技術(shù)的研究有著重要意義。項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容包括：在突發(fā)事故狀態(tài)下,對(duì)水體放射性核素快速測(cè)量裝置關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,完成相關(guān)方案設(shè)計(jì),搭建測(cè)試裝置并進(jìn)行相關(guān)測(cè)試,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水體放射性核素快速測(cè)量裝置關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證,完成研究報(bào)告和測(cè)試報(bào)告。粒子輻射衰變是一個(gè)隨機(jī)過程,根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論,我們可以用一個(gè)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(jì)數(shù),根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論,平均單位時(shí)間內(nèi)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(cè)通常都是通過對(duì)水樣品進(jìn)行濃縮后再測(cè)量,這樣不利于在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)待測(cè)水體放射性水平的快速測(cè)量。經(jīng)過充分調(diào)研國內(nèi)外文獻(xiàn),本項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)一個(gè)基于LSC(液體閃爍計(jì)數(shù))的水體α和β測(cè)量系統(tǒng),驗(yàn)證快速測(cè)量水體放射性水平的關(guān)鍵技術(shù)。擬解決的關(guān)鍵技術(shù)包括：測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、閃爍體類型選型、光電倍增管的選型、前端電子學(xué)電路、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)控制分析軟件。測(cè)試裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)用于驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試裝置,滿足系統(tǒng)測(cè)試要求。閃爍體類型選型：測(cè)量放射性有多種閃爍體可以選擇,針對(duì)本項(xiàng)目快速測(cè)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(xiàng)目需要一種高靈敏度,低暗電流,高光感應(yīng)能力的光電倍增管,加上合適的光導(dǎo),提高光檢測(cè)的效率。前端電子學(xué)電路：設(shè)計(jì)適合本項(xiàng)目需求的前端電子學(xué)電路,對(duì)光電倍增管的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理,與后面的數(shù)據(jù)采集電路適配。數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)：用電子學(xué)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(duì)有效信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)甄別α和p粒子,通過軟硬件實(shí)現(xiàn)α和β總計(jì)數(shù)。控制分析軟件：實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置和控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)a和p粒子的甄別和活度計(jì)算。
【圖文】：

圖１．１液閃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖逡逑

Ｗ產(chǎn)生的脈沖幅度直接與光陰極探測(cè)到的光子數(shù)成正比，反映了被測(cè)核素的能量逡逑大小，而計(jì)數(shù)的多少反映了閃爍事件產(chǎn)生的數(shù)量，即福射的強(qiáng)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(qiáng)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(duì)于每個(gè)ａｌｐｈａ衰變會(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(gè)５ＭｅＶ的逡逑ａｌｐｈａ粒子，在液閃混合液中將會(huì)被探測(cè)為大約５００Ｋｅｖ。這樣，即使某個(gè)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(gè)樣品中的ａｌｐｈａ粒子和ｂｅｔａ粒子的脈沖高度將會(huì)重疊。逡逑Ａｌｐｈａ事件與ｂｅｔａ事件引發(fā)的光化沖衰落時(shí)間也不同。在閃爍過程中，一個(gè)逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TL81

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本文編號(hào)：2608203