發(fā)布時(shí)間：2020-09-17 07:21

　　 氣溶膠在書籍中的定義是指:任何物質(zhì)的微粒,可以是固態(tài)或者液態(tài)形式,懸浮在氣體介質(zhì)中(通常是指空氣)形成的具有統(tǒng)一性質(zhì)的膠狀體系;簡單的解釋,氣溶膠就是懸浮在空氣中的微粒。對于氣溶膠這個(gè)概念,人們可能不太熟悉,但是氣溶膠在我們的生活中卻隨處可見,如做飯產(chǎn)生的油煙;打掃房間產(chǎn)生的灰塵;大清早空氣中的薄霧,這些都屬于氣溶膠的一種,因此可以說氣溶膠完全充斥著人類的生活環(huán)境,所以對氣溶膠的監(jiān)測是完全有必要的。如果懸浮在氣體介質(zhì)中的微粒物,本身具有放射性的話,那么形成的氣溶膠體系也會具有放射性,我們稱這種氣溶膠為放射性氣溶膠。放射性氣溶膠在目前的社會環(huán)境中主要有二種分布最廣泛,危害最大,就是天然鈾、釷放射系中的衰變子體形成的氣溶膠與核電站中的裂變產(chǎn)物泄漏形成的氣溶膠,它們是輻射防護(hù)中重點(diǎn)關(guān)注的對象。從人類意識到放射性氣溶膠的危害開始,放射性氣溶膠監(jiān)測方法就不斷進(jìn)行更新。但是以往的氣溶膠監(jiān)測都是依靠氣溶膠的α或者β放射性來進(jìn)行的,是將空氣中的氣溶膠顆粒收集到濾膜上,在通過α、β探測器探測濾膜發(fā)射的α、β計(jì)數(shù)以此來完成監(jiān)測。但是我們都知道,α射線一般能量比較高,穿透性極差,經(jīng)常在探測過程中形成能譜展寬,β射線更不用說,一般都是連續(xù)譜,這對于放射性氣溶膠監(jiān)測來說很不利,所以傳統(tǒng)的放射性氣溶膠監(jiān)測方法大都只是用來超量報(bào)警,無法區(qū)分氣溶膠中的放射性核素。為了解決這一問題,本文研究了根據(jù)放射性氣溶膠γ放射性來進(jìn)行監(jiān)測方法,該方法使用閃爍體探測器測量富集后的氣溶膠樣品產(chǎn)生的γ射線能譜圖,通過能譜分析來達(dá)到核素分辨的目的,由于γ射線穿透性強(qiáng),能量損失小,能譜展寬小,分辨率非常好,完全可以實(shí)現(xiàn)核素分辨的目的。天然鈾、釷放射系中的衰變子體形成的氣溶膠最主要的天然放射性氣溶膠,在放射性監(jiān)測當(dāng)中的也是主要的天然本底。由于氣溶膠顆粒都是天然鈾、釷放射系中的衰變子體,那么它們也一定服從鈾、釷放射系中的某些衰變規(guī)律,本文從這方面入手,理論分析了衰變子體在空氣當(dāng)中的運(yùn)動規(guī)律,得出了一些結(jié)論,同時(shí)進(jìn)行推廣,根據(jù)氣溶膠收集到濾膜上的過程,結(jié)合氣流運(yùn)動方程,給出了氣溶膠顆粒在濾膜上的運(yùn)動規(guī)律。人工放射性氣溶膠監(jiān)測主要關(guān)心的是核電站泄漏所產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物氣溶膠,那么這些裂變產(chǎn)物就是氣溶膠監(jiān)測中的源項(xiàng)。本文首先分析了裂變產(chǎn)物在核電站的泄露過程,同時(shí)根據(jù)2011年日本福島核電站事故后,周圍環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)給出了裂變產(chǎn)物氣溶膠的源項(xiàng),證明了它們大都是具有γ放射性的,所以利用γ放射性進(jìn)行監(jiān)測是可行的。氣溶膠監(jiān)測一般分為在線式與非在線式二種,非在線式測量一般是將收集到的氣溶膠樣品送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測量,得到的結(jié)果一般很精確,但是由于將樣品送往實(shí)驗(yàn)室的過程中具有時(shí)間差。這個(gè)時(shí)間差很難控制,所以不利于半衰期短的核素測量。為了改善這一個(gè)問題,于是提出了在線式氣溶膠監(jiān)測方式,它是設(shè)計(jì)出一套監(jiān)測系統(tǒng),能夠同時(shí)進(jìn)行氣溶膠采樣與放射性測量,簡單說就是邊采集邊探測�？紤]到實(shí)驗(yàn)精度問題,本文采用的是在線式測量方式,參考國外的監(jiān)測裝置,組裝了一套在線式監(jiān)測系統(tǒng),它分為三部分:氣溶膠采集系統(tǒng)、氣溶膠探測系統(tǒng)、空氣流通回路。利用機(jī)械結(jié)構(gòu)將這三部分合理的結(jié)合在一起。本文采用的閃爍體探頭為碘化鈉晶體與溴化鑭晶體,為了了解探頭的性質(zhì),本文在能量分辨率、穩(wěn)峰方法、成本方面都對二者進(jìn)行了比較,同時(shí)較為詳細(xì)的簡介了監(jiān)測系統(tǒng)的各個(gè)部分,對監(jiān)測系統(tǒng)有個(gè)直觀的了解。為了證明γ譜法監(jiān)測的優(yōu)秀性能,為了驗(yàn)證了本文前面關(guān)于空氣中、濾膜上鈾、釷放射系中的衰變子體運(yùn)動狀態(tài)的理論分析,本文首先介紹了一種α放射性監(jiān)測氣溶膠的方法-218Po測氡法,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,同時(shí)對α放射性監(jiān)測的特征有一個(gè)初步了解,;然后通過模擬計(jì)算將γ譜法與其它放射性檢測方法的探測下限進(jìn)行對比,證明了γ譜法良好的探測下限。本文也測量了60Co、137Cs和133Ba三種核素混合源的測量能譜,并利用該能譜測試了γ譜法的核素分辨能力,結(jié)果表明γ譜法能夠有效識別出能譜中的主要能峰,并且較為準(zhǔn)確地推算出放射源中的各核素活度,從而使氣溶膠監(jiān)測具有核素識別能力,這是相比于傳統(tǒng)放射性氣溶膠監(jiān)測的創(chuàng)新之處。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TL81

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本文編號：2820417