.低本底α/β放射性檢測(cè)儀檢測(cè)項(xiàng)目
低本底α/β放射性檢測(cè)儀 由檢測(cè)儀主機(jī)和計(jì)算機(jī)構(gòu)成,,另外還需要一套的氣源,。檢測(cè)儀主機(jī)是本儀器的核心部分。 包括雙導(dǎo)軌抽屜式樣品托架,、測(cè)量計(jì)數(shù)管,、屏蔽計(jì)數(shù)管、鉛屏蔽室和核電子學(xué)單元等五部分,。
計(jì)算機(jī)為PENTUM(586)以上的微機(jī),,內(nèi)插接口板。
氣源包括氣瓶,、減壓閥,、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥以及管道,。
3.1 雙導(dǎo)軌抽屜式樣品托架
包括樣品盤,、盤托架、導(dǎo)軌等,。其選用材料全部是低本底材料,。設(shè)計(jì)、加工精細(xì),,使用方便,。樣品互換性好,只要把樣品盤放入托架的圓孔內(nèi),,把托架推到測(cè)量位置,,便完成了樣品的定位。測(cè)量完畢后拉出托架,,換上載有新樣品的樣品盤,,便可重新進(jìn)行檢測(cè)。
3.2 測(cè)量計(jì)數(shù)管
測(cè)量計(jì)數(shù)管為圓餅狀薄窗流氣式正比計(jì)數(shù)管,它是核輻射傳感器(探測(cè)器),,能將不可直接測(cè)量的輻射信息轉(zhuǎn)化為可以直接測(cè)量的電脈沖信號(hào),。因其輸出脈沖信號(hào)的幅度與入射粒子的能量成正比,而曰“正比”計(jì)數(shù)管,。計(jì)數(shù)管的窗材料為鍍Al Mylar薄膜,。窗口有效直徑ф60mm,薄窗厚約2μm,薄窗便于α、β等穿透能力弱的粒子進(jìn)入計(jì)數(shù)管,。
樣品托架推到測(cè)量位置后,,樣品盤的中心(即待測(cè)樣品的中心)正好對(duì)著計(jì)數(shù)管的窗口中心。窗薄,、樣品窗口距離近,、測(cè)量立體角大,保證了樣品測(cè)量的率,。
3.3 屏蔽計(jì)數(shù)管
屏蔽計(jì)數(shù)管也是一只流氣式正比計(jì)數(shù)管,。它包圍在測(cè)量計(jì)數(shù)管的四周和上部。本底輻射(包括宇宙射線和周圍環(huán)境的γ射線)將會(huì)同時(shí)在兩個(gè)計(jì)數(shù)管上產(chǎn)生脈沖,,經(jīng)反符合后不產(chǎn)生計(jì)數(shù),。
3.4 核電子學(xué)單元
電子線路包括脈沖放大器、脈沖甄別器,、脈沖的成型與延遲,、高壓電源、α/β脈沖計(jì)數(shù)器和反符合計(jì)數(shù)器,。在線路設(shè)計(jì)上采用高集成度的表面安裝技術(shù),,使主機(jī)的體積重量大大減小,可靠性響應(yīng)提高,。它能將屏蔽計(jì)數(shù)管的計(jì)數(shù),、測(cè)量計(jì)數(shù)管的α計(jì)數(shù)和β計(jì)數(shù)分別處理后送入與之相連的計(jì)算機(jī)。為降低本底計(jì)數(shù),,采用反符合方法。凡是外界本底輻射同時(shí)在兩個(gè)計(jì)數(shù)管上產(chǎn)生的脈沖,,經(jīng)過反符合單元將被消除,,不會(huì)在β道產(chǎn)生輸出計(jì)數(shù)。g-射線在測(cè)量計(jì)數(shù)管上產(chǎn)生的脈沖幅度很低,,因而也不會(huì)在a-道產(chǎn)生計(jì)數(shù),。a-粒子與b-粒子的能量差別很大,在測(cè)量計(jì)數(shù)管上產(chǎn)生的脈沖高度差別也很大,,經(jīng)過脈沖甄別,,理論上可以*區(qū)分a-粒子與b-粒子。經(jīng)過a與b反符合可以扣除a-粒子對(duì)b-道產(chǎn)生的脈沖。但是由于空氣,、計(jì)數(shù)管窗口和源本身的吸收和散射,,使得a-粒子產(chǎn)生能量損失,以致部分a-粒子在β-道產(chǎn)生計(jì)數(shù),。a-粒子與b-粒子的的串道將通過軟件進(jìn)行校正,。?
3.5 鉛屏蔽室
屏蔽室由低放射性水平的老鉛制成,平均厚度大于10cm,。其中心部位是由計(jì)數(shù)管和樣品托架構(gòu)成的測(cè)量室,。
3.6 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)中插有數(shù)字I/O接口和ADC接口。通過電纜與核電子學(xué)單元連接,。系統(tǒng)在Windows98平臺(tái)上開發(fā)了控制和數(shù)據(jù)處理軟件,。運(yùn)行參數(shù)設(shè)置,技術(shù)數(shù)據(jù)采集與處理,、高壓控制都通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作,。斷電時(shí)可保存前幾時(shí)間段測(cè)得的數(shù)據(jù),還可以進(jìn)行樣品種類選擇,、測(cè)量次數(shù)選擇和測(cè)量時(shí)間選擇,。
4.氣路安裝: 計(jì)數(shù)管采用Ar-CH 混合氣(P10氣),P10氣中Ar:CH4=9:1(體積比),。P10氣正常流量為50mL/min,zui大不超過100mL/min.
測(cè)量常規(guī)操作
低本底α/β放射性檢測(cè)儀測(cè)量系統(tǒng)的主屏顯示,。
圖像中可見到4個(gè)通道的數(shù)據(jù)顯示,包括樣品的種類,;α計(jì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的Bq數(shù),;β計(jì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的Bq數(shù)。上部是高壓顯示和高壓開關(guān),。屏幕右面有5個(gè)顯示框,,分別顯示“已測(cè)和預(yù)定測(cè)量次數(shù)”,“屏蔽管計(jì)數(shù)”,,“預(yù)定測(cè)量時(shí)間”,,“已測(cè)時(shí)間”和“剩余時(shí)間”。在窗口的下部設(shè)有5個(gè)功能鍵,,它們是“測(cè)坪”,,“設(shè)置”,“開始”,,“清除”和“退出”,。
高壓:儀器的正比計(jì)數(shù)管和屏蔽計(jì)數(shù)管須加載一定的高壓才能正常工作,它們的數(shù)值需預(yù)先設(shè)置,。鼠標(biāo)點(diǎn)擊‘開’或‘關(guān)’功能鍵可加載或關(guān)閉計(jì)數(shù)管上的高壓,。當(dāng)高壓打開后,,計(jì)算機(jī)將自動(dòng)調(diào)節(jié)高壓,使其穩(wěn)定在設(shè)定值附近,。由于計(jì)算機(jī)采用數(shù)字式控制,,每步的調(diào)節(jié)量約為5V,所以顯示出的高壓與設(shè)定值間略有差別(<±2.5V),,此差別對(duì)分析的影響可以忽略,。
1. 樣品類型:每個(gè)通道的樣品類型可以在測(cè)量前或測(cè)量中??闪谐龀R?guī)的樣品類型“自來水樣”,,“α標(biāo)準(zhǔn)源”,“β標(biāo)準(zhǔn)源”,,“空白本底”,,“空氣采樣”和“土壤樣品”。如果表中沒有列出用戶的樣品種類,,用戶也可點(diǎn)擊樣品類型框中的文字處,,然后用鍵盤輸入用戶的樣品種類。
2. 測(cè)量次數(shù)和每次測(cè)量時(shí)間:測(cè)量次數(shù)和每次測(cè)量時(shí)間由參數(shù)設(shè)置功能設(shè)定,。當(dāng)開始測(cè)量后,,已測(cè)時(shí)間和剩余時(shí)間將按秒增減。當(dāng)已測(cè)時(shí)間達(dá)到預(yù)定時(shí)間后,,測(cè)量次數(shù)加一,,已測(cè)時(shí)間和剩余時(shí)間將復(fù)位(分別置為零和預(yù)定時(shí)間),然后開始下一時(shí)間段的測(cè)量,。每完成一個(gè)時(shí)間段的測(cè)量,,數(shù)據(jù)將被保存。當(dāng)由于停電等某種原因中止了測(cè)量進(jìn)程,,以前幾個(gè)時(shí)間段所測(cè)得的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,。當(dāng)恢復(fù)運(yùn)行后(不要清除已測(cè)的數(shù)據(jù)!)可以接著完成剩余幾個(gè)時(shí)間段的測(cè)量,。
點(diǎn)擊顯示框即可彈出前段時(shí)間所測(cè)的數(shù)據(jù),。在主屏上雙擊右鍵即可通過WINDOWS的“記事本”功能調(diào)出上次樣品的測(cè)量數(shù)據(jù),進(jìn)而也能通過WINDOWS的“記事本”打開歷次樣品的測(cè)量數(shù)據(jù),。
3. 功能鍵:在主屏下部設(shè)有“測(cè)坪”,,“設(shè)置”,“開始/停止”,,“清除”和“退出”5個(gè)功能鍵。
a. “測(cè)坪”鍵用于啟動(dòng)坪曲線測(cè)量功能,。
b. “設(shè)置”鍵用于啟動(dòng)參數(shù)設(shè)置功能,。
c. “開始/停止”鍵用于開始或停止測(cè)量,。
d. “清除” 鍵用于清除測(cè)量數(shù)據(jù),同時(shí)時(shí)間和次數(shù)也被清零,。
5. “退出”鍵用于退出此測(cè)量系統(tǒng),。
測(cè)量參數(shù)設(shè)置
點(diǎn)擊“設(shè)置”鍵即可啟動(dòng)參數(shù)設(shè)置功能,即刻出現(xiàn)如下屏幕:
參數(shù)設(shè)置包括:
1. 測(cè)量時(shí)間和次數(shù)的設(shè)置,;
2. 計(jì)數(shù)管高壓的設(shè)置,;
3. a和b標(biāo)準(zhǔn)源強(qiáng)度和誤差的設(shè)置;在效率計(jì)算時(shí)將自動(dòng)采用,。
4. 計(jì)數(shù)管a和b測(cè)量效率和相互干擾系數(shù)的輸入,;此項(xiàng)可以用標(biāo)準(zhǔn)源測(cè)定,也可以手工輸入,。
5. 各道a和b本底值的輸入,;此項(xiàng)可以空白本底測(cè)定,也可以手工輸入,。
6. 有關(guān)樣品的參數(shù)數(shù)據(jù)輸入,。
坪曲線測(cè)量
在主屏上點(diǎn)擊“測(cè)坪”鍵即可啟動(dòng)坪曲線測(cè)量功能,出現(xiàn)如下屏幕:
坪曲線測(cè)量和高壓輸出曲線的測(cè)量
在屏幕上包含了兩部分:坪曲線測(cè)量預(yù)置和高壓輸出曲線的測(cè)量,。坪曲線測(cè)量預(yù)置的參數(shù)包含有“起點(diǎn)電壓”,、“高壓上限”、“每步電壓增量”,,“計(jì)數(shù)率上限”,、“每點(diǎn)測(cè)量時(shí)間”,“計(jì)數(shù)管選擇”和“檢測(cè)點(diǎn)數(shù)”7個(gè)項(xiàng)目,。
高壓輸出曲線測(cè)量功能是檢驗(yàn)高壓輸出與數(shù)字電位器位置間的關(guān)系,。
儀器穩(wěn)定性:
檢測(cè)儀1、2,、3三個(gè)通道分別測(cè)量241Am, 90Sr-90Y和14C放射源,,每次測(cè)量1小時(shí),連續(xù)測(cè)量24次,,計(jì)算數(shù)據(jù)的相對(duì)偏差如圖所示,,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.11%-0.13%。