【摘要】：氚(3H)作為氫的一種放射性同位素，可自發(fā)衰變產(chǎn)生β射線，若大量吸入氚會對人體產(chǎn)生內(nèi)照射危害，因此，在核電站周圍、核動力運行堆以及相關(guān)核設施基地，都需要對環(huán)境大氣中的氚樣進行監(jiān)測。近年來由于核技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，尤其是人類開展氫彈等核武器試驗以后，釋放的氚量曾達到天然氚量的200倍，導致大氣中氚濃度迅速升高。70年代后環(huán)境中的氚濃度有所下降，目前天然氚濃度約為1.4×10-3Bq/m3。氣態(tài)氚濃度測量中由于缺少標準氣態(tài)氚源，因此對測量結(jié)果的標定顯得尤為重要。利用內(nèi)充氣正比計數(shù)器測量氚活度濃度是目前國際上公認的高精度β活度絕對測量方法，能夠高效快捷準確地得到測量結(jié)果。但同時面臨著正比計數(shù)器探測結(jié)果的標定和優(yōu)化問題。 本文基于實驗室自主研發(fā)的一套氚濃度測量裝置，在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎上分析了氚濃度測量的影響因素及標定方法，將蒙卡模擬結(jié)果與實驗測量值相結(jié)合，對比研究氚濃度測量的影響因子。采用電離室校正和端效應、壁效應校正多種方法對測量結(jié)果進行了研究分析，提高了測量結(jié)果的準確度，為環(huán)境大氣中氚濃度的測量提供一定的參考價值。 主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： （1）為了較好地研究電子在正比計數(shù)器中的電離過程及影響因子，采用蒙特卡羅方法模擬不同工作氣體組成、不同工作氣體壓強、添加屏蔽體后正比計數(shù)器內(nèi)計數(shù)率變化。模擬結(jié)果顯示氣體樣品組分（P20、P15、P10、P5、純氬）改變對計數(shù)率的影響較�。粔簭姀�100kPa下降到50kPa時，相對不確定度為1.12%，超過200kPa后壁效應影響值小于1%；探測系統(tǒng)添加反符合探測器—塑料閃爍體后，總計數(shù)減小了83.54%，大大降低系統(tǒng)本底。從而通過模擬結(jié)果進一步優(yōu)化了測量系統(tǒng)。 （2）對正比計數(shù)器測量氚濃度進行實驗研究。將自主設計研制的氣態(tài)氚濃度測量儀抽真空之后，充入計數(shù)氣體和工作氣體進行測量。研究不同正比計數(shù)器的本底值、系統(tǒng)穩(wěn)定性和高壓坪曲線，以及不同濃度氚測量曲線，，確定各支正比計數(shù)器的最佳工作條件。 （3）對實驗結(jié)果進行分析，采用電離室探測器對測量結(jié)果進行標定，研究不同濃度的氚測量標定方法。同時采用內(nèi)充氣體積相減法進行氚濃度的絕對測量，高濃度氚樣和低濃度氚樣由長度補償引入的不確定度分別為1.19%、0.65%。由壓強與計數(shù)率的關(guān)系研究壁效應損失值，其相對不確定度為13.1%，遠超模擬結(jié)果，此時的壁效應損失不能忽略。通過對端效應和壁效應影響的相關(guān)校正分析實現(xiàn)了對正比計數(shù)器氚測量的標定方法研究。 本文的主要創(chuàng)新點主要有： （1）將蒙特卡羅模擬結(jié)果與實驗結(jié)果相對照，共同分析氚濃度測量中壁效應的影響。在正比計數(shù)器外鑲套反符合裝置，通過模擬結(jié)果優(yōu)化測量裝置。 （2）在系統(tǒng)穩(wěn)定性評價研究中增加了長時間測量對氚的β譜峰相對位置變化的影響。利用譜峰相對位置的變化與傳統(tǒng)的三倍方差法結(jié)合共同評價氚測量系統(tǒng)穩(wěn)定性。 （3）對未知濃度氚樣測量時，考慮到正比計數(shù)器存在探測上限，首先采用電離室進行初步測量，對高濃度氚樣需進行稀釋后再用正比計數(shù)器進行精確測量。 （4）在標定方法研究中，優(yōu)先采用電離室對測量結(jié)果進行標定，建立測量值與實驗值的標準曲線。并通過長度補償法消除端效應，工作氣體壓強變化與計數(shù)率之間的關(guān)系求得壁效應值，共同標定測量結(jié)果。
【圖文】：

用 Fermi 1β 衰變理論解釋。根據(jù)量子力學，單位p間隔內(nèi) β 粒子概率為： 、 分別為 1β 衰變的始態(tài)波函數(shù)和終態(tài)波函數(shù)；。式換算，可得到 為零時，氚 β 衰變的動量分布間有極大值，與實驗能譜 2-2 相吻合。實驗能譜中低核庫侖場的吸引作用導致能量降低，低能區(qū) β 粒中的射程β 粒子與物質(zhì)的相互作用主要與核外電子發(fā)生碰撞

的85m測要輸出信號。mKr，133Xe，量結(jié)果。同要增加補償室但是電離室41Ar 和13同時，電離室室。 室不能有效35Xe[26]。這室對周圍的效的區(qū)分氚和這些放射性氣的 γ 射線同樣和其它氣載氣體很容易樣有響應，載放射性易摻雜在為減少
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TL811.2

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本文編號：2672814